JP2010177063A - Probe device and probe regeneration method - Google Patents

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JP2010177063A JP2009018953A JP2009018953A JP2010177063A JP 2010177063 A JP2010177063 A JP 2010177063A JP 2009018953 A JP2009018953 A JP 2009018953A JP 2009018953 A JP2009018953 A JP 2009018953A JP 2010177063 A JP2010177063 A JP 2010177063A
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Kaoru Umemura
馨 梅村
Koji Ishiguro
浩二 石黒
Noriyuki Kaneoka
則幸 兼岡
Akira Kageyama
晃 影山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To process a probe by avoiding inadvertent damage on a sample and reducing scattering and adhesion as much as possible of sputtering particles of heavy metal which are constituents of the probe and a sample stage. <P>SOLUTION: In a probe device having an ion beam system for irradiating an ion beam, and a probe control device for driving the probe arranged in a vacuum sample chamber, a zone for processing the probe with ion beams is arranged in the sample chamber, and sputter particles of the probe and ion beams passing through in the vicinity of the probe are captured in the zone. The probe device reduces adverse effect on the sample caused by sputter particles generated by ion beam irradiation to the probe, debris of the probe, and the ion beams passing through the vicinity of the probe. Thus, a probe shape is reproduced in the sample chamber, and the probe is continuously used for a long period. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、プローブを備えたイオンビーム装置に関する。   The present invention relates to an ion beam apparatus provided with a probe.

集束イオンビーム装置(Focused Ion Beam装置:FIB装置)の真空試料室内にプローブを内蔵し、試料ステージに載置した母試料から微小試料を摘出したり、微小対象物を移動させたり、母試料の配線にコンタクトして電圧を供給したり、信号を検出したりするプローブ装置がある。尚、イオンビーム装置とは、例えば、試料に照射されるイオンビームの直径が10nm以下に集束される集束イオンビーム(FIB)を照射する装置や、イオン源と試料の間に配置した開口マスク形状の縮小された形状のビームである投射イオンビームを照射する装置である。   A probe is built in the vacuum sample chamber of a focused ion beam device (FIB device), and a small sample can be extracted from a mother sample placed on the sample stage, a minute object can be moved, There is a probe device that contacts a wiring to supply a voltage or detect a signal. The ion beam apparatus is, for example, an apparatus that irradiates a focused ion beam (FIB) in which the diameter of the ion beam irradiated on the sample is focused to 10 nm or less, or an aperture mask shape disposed between the ion source and the sample. This is an apparatus for irradiating a projection ion beam, which is a beam having a reduced shape.

プローブは、プローブ駆動手段によって真空試料室内を移動できるが、プローブ駆動手段は真空試料室の内外を問わない。真空試料室内の試料やプローブは、イオンビーム照射によって発生する二次電子により画像化するか、同じ装置に搭載された電子ビームカラムの電子ビームによって二次電子像として観察することもある。   The probe can be moved in the vacuum sample chamber by the probe driving means, but the probe driving means may be inside or outside the vacuum sample chamber. The sample or probe in the vacuum sample chamber may be imaged by secondary electrons generated by ion beam irradiation, or may be observed as a secondary electron image by an electron beam of an electron beam column mounted on the same apparatus.

真空試料室内で動作するプローブを設置した集束イオンビーム装置は、例えば、特開平5−28950号公報(特許文献1)や特表99−05506号公報(特許文献2)に開示されている。   A focused ion beam apparatus provided with a probe that operates in a vacuum sample chamber is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-28950 (Patent Document 1) and Japanese Translation of PCT International Publication No. 99-05506 (Patent Document 2).

特開平5−28950号公報(特許文献1)では、真空試料室内の試料から微小な試料片を、集束イオンビーム加工とプローブを使って分離する方法が開示されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-28950 (Patent Document 1) discloses a method of separating a minute sample piece from a sample in a vacuum sample chamber using focused ion beam processing and a probe.

国際公開第99/05506号公報(特許文献2)では、真空試料室内の試料から微小な試料片を、集束イオンビーム加工とプローブを使って摘出し、予め真空試料室内に準備した透過電子顕微鏡の試料ホルダに移設して、透過電子顕微鏡で観察できる薄片に加工する方法と装置が開示されている。   In International Publication No. 99/05506 (Patent Document 2), a fine sample piece is extracted from a sample in a vacuum sample chamber using a focused ion beam processing and a probe, and a transmission electron microscope prepared in advance in the vacuum sample chamber is used. A method and apparatus for transferring to a sample holder and processing into a thin piece that can be observed with a transmission electron microscope is disclosed.

また、特開2004−276103号公報(特許文献3)では、集束イオンビームを用いた加工装置において、プローブ先端を集束イオンビームで切断した後、集束イオンビームを照射してプローブ先端を研磨することが開示されている。   In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-276103 (Patent Document 3), in a processing apparatus using a focused ion beam, the probe tip is polished by irradiating the focused ion beam after cutting the probe tip with the focused ion beam. Is disclosed.

また、特開2005−300442号公報(特許文献4)では、集束イオンビーム装置などの荷電粒子ビーム装置とプローブ顕微鏡が一体システムとなった複合装置において、プローブ先端の磨耗や欠損に対して自前の荷電粒子ビームを用いて加工を施すことが開示されている。   In Japanese Patent Laid-Open No. 2005-300442 (Patent Document 4), in a composite apparatus in which a charged particle beam apparatus such as a focused ion beam apparatus and a probe microscope are integrated into an integrated system, the probe tip wears and lacks. Processing using a charged particle beam is disclosed.

特開平5−28950号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-28950 国際公開第99/05506号公報International Publication No. 99/05506 特開2004−276103号公報JP 2004-276103 A 特開2005−300442号公報JP-A-2005-300442

本願発明者が、イオンビームを用いたプローブ加工について鋭意検討したところ、次のような知見を得るに至った。   The inventor of the present application diligently studied probe processing using an ion beam, and as a result, the following knowledge was obtained.

集束イオンビーム装置や、集束イオンビーム装置と走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)の混載装置における真空試料室内に先鋭化したプローブを配置して、試料にプローブを接触させて試料に電位を供給する機能や、試料から透過電子顕微鏡観察用の微小試料をプローブで摘出する機能や、真空内で微小な物体をプローブで搬送する機能を持たせた装置がある。このような装置に使われるプローブは、一般に、直径100nm程度,長さが10mm程度であり、先端曲率半径が1μm程度に先鋭化した金属製微細針(通常、タングステンやモリブデンなど)である。   A sharpened probe is placed in the vacuum sample chamber of a focused ion beam device or a mixed mounting device of a focused ion beam device and a scanning electron microscope (SEM), and the probe is brought into contact with the sample so that the potential is applied to the sample. There are devices that have a function of supplying, a function of extracting a micro sample for observation by a transmission electron microscope from a sample with a probe, and a function of transporting a micro object with a probe in a vacuum. The probe used in such an apparatus is generally a metal fine needle (usually tungsten, molybdenum or the like) having a diameter of about 100 nm, a length of about 10 mm, and a sharpened tip radius of curvature of about 1 μm.

これら装置において、図2に示すように、試料や他構成部品への接触によりプローブ先端が変形したり(a)、プローブ先端に異物33が付着したりする場合がある(b)。この場合、初期の先鋭化した先端形状とは異なるため、所望の作業ができない場合がある。このような場合には、新品のプローブに交換することが最善策であるが、僅かな変形や異物付着の度にプローブを交換することは不経済である。そこで、プローブ先端の変形や異物の付着が起こると、その都度、集束イオンビームによってプローブ先端を切断や整形し、又は異物をスパッタ除去して急場を凌ぐことがある。   In these apparatuses, as shown in FIG. 2, the probe tip may be deformed by contact with a sample or other components (a), or a foreign substance 33 may adhere to the probe tip (b). In this case, since it is different from the initial sharpened tip shape, the desired work may not be performed. In such a case, it is best to replace the probe with a new one, but it is uneconomical to replace the probe every time a slight deformation or foreign matter adheres. Therefore, whenever the probe tip is deformed or foreign matter is attached, the probe tip may be cut or shaped by a focused ion beam, or the foreign matter may be sputtered out to surpass the sudden field.

しかしながら、試料の清浄性に厳しい半導体ウエハやデバイスなどの試料を扱うプローブ装置において、試料を導入する真空試料室内でプローブ(通常、タングステンやモリブデンなどの重金属製)を集束イオンビームによって再生すると、新たな問題が発生することを本願発明者は見出した。これについて、図3を用いて説明する。   However, when a probe (usually made of heavy metal such as tungsten or molybdenum) is regenerated with a focused ion beam in a vacuum sample chamber in which the sample is introduced in a probe apparatus that handles samples such as semiconductor wafers and devices that are severely clean of the sample, The present inventor has found that a serious problem occurs. This will be described with reference to FIG.

集束イオンビーム装置においては、スキャナ(図示せず)によって集束イオンビームを走査してプローブを加工する。イオンビーム照射部からのプローブのスパッタ粒子は四方に飛散し、一部は試料に付着する。また、イオンビーム照射によってプローブ先端部が分離した場合、プローブ先端小片が試料面に落下する。更に、プローブを照射せずに近傍を通過したイオンビームが試料や試料ステージ面に到達し、試料や試料ステージに意図しない照射穴を開けてしまう。更に、プローブ近傍を通過したイオンビームが試料や試料ステージのスパッタ粒子を飛散させてしまい、試料に意図しない物質を付けてしまう。試料ステージはステンレスなどの金属であるために、スパッタ金属粒子の半導体ウエハへの付着は、ウエハの金属汚染をもたらし、試料の電気特性に影響を及ぼしたり、分析に誤った情報を与えたりするなどの波及的問題を新たに引き起こす可能性がある。このような問題は、集束イオンビームに限らず、投射イオンビームにおいても発生する。   In the focused ion beam apparatus, the probe is processed by scanning the focused ion beam with a scanner (not shown). The sputtered particles of the probe from the ion beam irradiation part are scattered in all directions, and part of them adhere to the sample. Further, when the probe tip is separated by ion beam irradiation, the probe tip piece falls on the sample surface. Furthermore, the ion beam that has passed through the vicinity without irradiating the probe reaches the surface of the sample or the sample stage, and opens an unintended irradiation hole in the sample or the sample stage. Furthermore, the ion beam that has passed in the vicinity of the probe scatters the sample and sputtered particles on the sample stage, and attaches an unintended substance to the sample. Since the sample stage is made of metal such as stainless steel, the adhesion of sputtered metal particles to the semiconductor wafer leads to metal contamination of the wafer, affecting the electrical properties of the sample and giving incorrect information to the analysis. This may cause new ripple problems. Such a problem occurs not only in the focused ion beam but also in the projected ion beam.

本発明の目的は、試料の意図しない損傷を回避し、プローブや試料ステージなどの成分である重金属のスパッタ粒子の試料への飛散や付着を極力低減して、プローブを加工することに関する。   An object of the present invention relates to processing a probe by avoiding unintentional damage to the sample and reducing scattering and adhesion of sputtered particles of heavy metal, which is a component of the probe and sample stage, to the sample as much as possible.

本発明は、イオンビームを照射できるイオンビーム装置と、真空試料室内に配置されたプローブを駆動するプローブ制御装置と、を備えたプローブ装置において、プローブをイオンビームで加工するための領域を試料室内に設け、プローブのスパッタ粒子やプローブ近傍を通過したイオンビームを当該領域に捕捉させることに関する。   The present invention relates to a probe apparatus including an ion beam apparatus that can irradiate an ion beam and a probe control apparatus that drives a probe disposed in a vacuum sample chamber. And the ion beam that has passed through the vicinity of the probe and the vicinity of the probe is captured in the region.

本発明により、プローブへのイオンビーム照射により発生したスパッタ粒子,プローブの破片,プローブの近傍を通過したイオンビームなどによる試料などへの悪影響を低減できる。このため、プローブ形状を試料室内で再生し、長期間プローブを継続使用することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to reduce adverse effects on a sample or the like caused by sputtered particles generated by irradiation of an ion beam to the probe, probe fragments, an ion beam passing near the probe, and the like. For this reason, the probe shape can be regenerated in the sample chamber, and the probe can be used continuously for a long time.

実施例におけるプローブ装置の全体構成の概略図。The schematic of the whole structure of the probe apparatus in an Example. プローブにおける問題点の説明図。Explanatory drawing of the problem in a probe. プローブ装置におけるプローブ再生方法の説明図。Explanatory drawing of the probe reproduction | regeneration method in a probe apparatus. プローブ再生方法における新たな問題点の説明図。Explanatory drawing of the new problem in a probe reproduction | regeneration method. 実施例におけるプローブ再生部の拡大断面図。The expanded sectional view of the probe reproduction | regeneration part in an Example. プローブ再生部の効果の説明図。Explanatory drawing of the effect of a probe reproduction | regeneration part. プローブ再生部の変形例の拡大断面図。The expanded sectional view of the modification of a probe reproduction | regeneration part. プローブ再生部の変形例における効果の説明図。Explanatory drawing of the effect in the modification of a probe reproduction | regeneration part. プローブ再生部の第2の変形例の拡大断面図(効果の説明図も兼ねる)。The expanded sectional view of the 2nd modification of a probe reproduction | regeneration part (it also serves as explanatory drawing of an effect). 実施例におけるプローブ再生部の別形態を示す拡大断面図。The expanded sectional view which shows another form of the probe reproduction | regeneration part in an Example. 集束イオンビームを用いたプローブ再生方法の説明図。Explanatory drawing of the probe reproduction | regeneration method using a focused ion beam. 投射イオンビームを用いたプローブ再生方法の説明図。Explanatory drawing of the probe reproduction | regeneration method using a projection ion beam. プローブ再生方法(側面)の説明図。Explanatory drawing of the probe reproduction | regenerating method (side). プローブ再生手順を示すフロー図。The flowchart which shows a probe reproduction | regeneration procedure. 実施例におけるプローブ装置の操作画面の概略図。The schematic of the operation screen of the probe apparatus in an Example. 実施例におけるプローブ装置の操作画面の概略図(プローブ操作画面)。The schematic of the operation screen of the probe apparatus in an Example (probe operation screen). 実施例におけるプローブ装置の操作画面の概略図(ステージ操作画面とプローブ再生画面)。The schematic of the operation screen of the probe apparatus in an Example (stage operation screen and probe reproduction screen).

実施例では、真空試料室と、真空試料室内に配置され、試料を載置できる試料ステージと、真空試料室内に配置されたプローブを駆動できるプローブ制御装置と、イオンビームを照射できるイオンビーム照射装置と、イオンビームの照射により発生する二次粒子を検出できる二次粒子検出器と、二次粒子検出器からの信号を処理する演算装置と、演算装置により画像化されたイオンビーム照射領域の画像を表示できるディスプレイと、を有し、プローブにイオンビームを照射してプローブを加工するためのプローブ再生部を真空試料室内に有するプローブ装置を開示する。   In the embodiment, a vacuum sample chamber, a sample stage disposed in the vacuum sample chamber and on which a sample can be placed, a probe control device capable of driving a probe disposed in the vacuum sample chamber, and an ion beam irradiation device capable of irradiating an ion beam A secondary particle detector capable of detecting secondary particles generated by ion beam irradiation, an arithmetic device for processing signals from the secondary particle detector, and an image of the ion beam irradiation region imaged by the arithmetic device And a probe reproducing unit for processing the probe by irradiating the probe with an ion beam in a vacuum sample chamber.

また、実施例では、プローブ再生部が試料ステージに設けられ、試料ステージを移動させてプローブ再生部をイオンビームの照射領域に移動させ、プローブを加工できるように構成されていることを開示する。   In addition, the embodiment discloses that the probe reproducing unit is provided on the sample stage, and the probe stage can be moved to the ion beam irradiation region by moving the sample stage to process the probe.

また、実施例では、プローブ再生部が試料ステージに着脱可能であることを開示する。   In addition, the embodiment discloses that the probe reproducing unit can be attached to and detached from the sample stage.

また、実施例では、プローブ再生部が試料ステージとは独立に駆動でき、試料ステージを動かすことなくプローブ再生部をイオンビームの照射領域に移動し、プローブを加工できるように構成されていることを開示する。   In the embodiment, the probe reproducing unit can be driven independently of the sample stage, and the probe reproducing unit can be moved to the ion beam irradiation region without moving the sample stage so that the probe can be processed. Disclose.

また、実施例では、プローブ再生部が、イオンビームの上流側に開口部と、イオンビームの下流側に底部を有する凹形状であることを開示する。   In addition, the embodiment discloses that the probe reproducing unit has a concave shape having an opening on the upstream side of the ion beam and a bottom on the downstream side of the ion beam.

また、実施例では、プローブ再生部における底部が、開口部の最長の1辺又は最長の直径の長さより深い位置にあることを開示する。   In addition, the embodiment discloses that the bottom of the probe reproducing unit is located at a position deeper than the longest side or the longest diameter of the opening.

また、実施例では、プローブ再生部が、少なくともプローブの先端を挿入できる第1の開口と、イオンビームが通過できる第2の開口部と、イオンビームの下流側に底部を有する凹形状であることを開示する。   In the embodiment, the probe reproducing unit has a concave shape having at least a first opening into which the tip of the probe can be inserted, a second opening through which the ion beam can pass, and a bottom on the downstream side of the ion beam. Is disclosed.

また、実施例では、プローブ再生部が、開口部より底部の面積が広く、凹形状の内部が広がっている形状であることを開示する。   In addition, in the embodiment, it is disclosed that the probe reproducing unit has a shape in which the area of the bottom is larger than the opening and the inside of the concave shape is widened.

また、実施例では、プローブ装置が電子ビームを照射する電子ビーム照射装置を備えることを開示する。   In addition, the embodiment discloses that the probe device includes an electron beam irradiation device that irradiates an electron beam.

また、実施例では、プローブ再生部における真空試料室内の真空に接する部分がシリコンで形成されていることを開示する。   Further, in the embodiment, it is disclosed that a portion in contact with the vacuum in the vacuum sample chamber in the probe reproducing unit is formed of silicon.

また、実施例では、イオンビーム照射装置の照射するイオンビームが集束イオンビームであることを開示する。   Further, the embodiment discloses that the ion beam irradiated by the ion beam irradiation apparatus is a focused ion beam.

また、実施例では、イオンビーム照射装置の照射するイオンビームが投射イオンビームであることを開示する。   In addition, the embodiment discloses that the ion beam irradiated by the ion beam irradiation apparatus is a projection ion beam.

また、実施例では、プローブ装置が、プローブをプローブ軸中心に回転可能な機構を有し、演算装置に予め登録したプローブ側面許容形状とプローブの側面形状を演算装置が比較し、プローブの側面形状がプローブ許容側面形状を外れている場合、当該プローブを予め登録したプローブ側面基準形状に加工することを開示する。   Further, in the embodiment, the probe device has a mechanism capable of rotating the probe about the probe axis, and the arithmetic device compares the probe side surface allowable shape registered in advance with the arithmetic device and the probe side surface shape, and the probe side surface shape Discloses that the probe is processed into a pre-registered probe side reference shape when the probe allowable side shape deviates.

また、実施例では、演算装置がプローブを定期的に観察し、予め登録した再生すべきプローブ形状と比較し、プローブの形状が再生すべきプローブ形状を外れている場合、当該プローブを予め登録した再生プローブ形状に再生加工することを開示する。   In the embodiment, the arithmetic unit periodically observes the probe, compares it with the probe shape to be regenerated in advance, and registers the probe in advance when the probe shape is out of the probe shape to be regenerated. It is disclosed to regenerate the reproduction probe shape.

また、実施例では、演算装置がプローブを観察し、予め登録した基準プローブの許容寸法範囲と比較し、プローブの寸法が登録されたプローブの許容寸法範囲を外れている場合、当該プローブを予め登録した再生プローブ形状に再生加工することを開示する。   Further, in the embodiment, the arithmetic unit observes the probe, compares it with the pre-registered allowable dimension range of the reference probe, and registers the probe in advance when the probe dimension is outside the registered allowable probe dimension range. It is disclosed to regenerate the regenerated probe shape.

また、実施例では、演算装置がプローブを定期的に観察し、予め登録した再生すべきプローブ形状と比較して、プローブ形状が再生すべきプローブ形状を外れている場合、当該プローブの交換又は再生を促す表示をディスプレイに表示することを開示する。   In addition, in the embodiment, when the arithmetic unit periodically observes the probe and the probe shape deviates from the probe shape to be reproduced as compared with the probe shape to be reproduced in advance, the probe is exchanged or reproduced. It is disclosed that a display prompting the user is displayed on the display.

また、実施例では、制御装置がプローブを観察し、予め登録した基準プローブの許容寸法範囲と比較して、プローブの寸法が登録されたプローブの許容寸法範囲を外れている場合、当該プローブの交換又は再生を促す表示をディスプレイに表示することを開示する。   Further, in the embodiment, when the control device observes the probe and compares the preliminarily registered allowable dimension range of the reference probe with the probe dimension that is out of the registered allowable probe dimension range, the probe is replaced. Alternatively, it is disclosed that a display for prompting reproduction is displayed on the display.

また、実施例では、演算装置の制御により、再生すべきプローブをイオンビーム照射領域に移動させ、演算装置の制御により、再生すべきプローブに対してイオンビームの下流側となる位置にプローブ再生部を配置し、演算装置の制御によりイオンビーム装置からのイオンビームをプローブに照射する、真空試料室内で動作可能なプローブの再生方法を開示する。   Further, in the embodiment, the probe to be regenerated is moved to the ion beam irradiation region by the control of the arithmetic device, and the probe regenerating unit is positioned at the downstream side of the ion beam with respect to the probe to be regenerated by the control of the arithmetic device. A method for regenerating a probe operable in a vacuum sample chamber is disclosed in which a probe is irradiated with an ion beam from an ion beam device under the control of a computing device.

また、実施例では、演算装置によりプローブ再生部の画像をディスプレイに表示し、演算装置により再生すべきプローブの画像をディスプレイに表示し、予め定めたプローブ形状が残るように演算装置にイオンビーム照射領域を設定し、前記設定に基づいて演算装置の制御によりイオンビーム装置からイオンビームを照射する、真空試料室内で動作可能なプローブの再生方法を開示する。   Further, in the embodiment, the image of the probe reproducing unit is displayed on the display by the arithmetic device, the image of the probe to be reproduced is displayed on the display by the arithmetic device, and the ion beam is irradiated to the arithmetic device so that a predetermined probe shape remains. A method of regenerating a probe operable in a vacuum sample chamber is disclosed in which a region is set and an ion beam is irradiated from an ion beam device under the control of a calculation device based on the setting.

また、実施例では、イオンビーム照射領域を予め演算装置に記憶させ、イオンビーム照射領域を再生すべきプローブの画像と重なるようにディスプレイに表示し、演算装置の制御によりイオンビーム装置からのイオンビームをイオンビーム照射領域に合わせて照射する、真空試料室内で動作可能なプローブの再生方法を開示する。   In the embodiment, the ion beam irradiation area is stored in advance in the arithmetic unit, and the ion beam irradiation area is displayed on the display so as to overlap the image of the probe to be reproduced, and the ion beam from the ion beam apparatus is controlled by the arithmetic unit. A method for regenerating a probe operable in a vacuum sample chamber is disclosed.

また、実施例では、プローブを再生するためのイオンビーム照射領域が、集束イオンビームの走査領域であることを開示する。   Further, the embodiment discloses that the ion beam irradiation region for reproducing the probe is a scanning region of the focused ion beam.

また、実施例では、プローブを再生するためのイオンビーム照射領域が、投射イオンビームを形成する開口マスクの縮小形状であることを開示する。   In addition, the embodiment discloses that the ion beam irradiation region for reproducing the probe is a reduced shape of the aperture mask for forming the projection ion beam.

以下、上記及びその他の本発明の新規な特徴と効果について図面を参酌して説明する。尚、図面は専ら説明のために用いるものであり、権利範囲を減縮するものではない。また、実施例に開示されている複数の実施形態は適宜組み合わせることが可能である。   The above and other novel features and effects of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the drawings are used exclusively for explanation and do not reduce the scope of rights. In addition, a plurality of embodiments disclosed in the examples can be appropriately combined.

〔実施例〕
図1を用いて本実施例におけるプローブ装置の構成を示し、後に、図5から図10を用いて本実施例におけるプローブの再生方法について説明する。
〔Example〕
The configuration of the probe apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 1, and the probe regeneration method according to the present embodiment will be described later with reference to FIGS.

(1)プローブ装置全体構成
図1は、本実施例におけるプローブ装置の概略構成図であり、装置の一部内部を透視して描画したものである。
(1) Overall Configuration of Probe Device FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a probe device in the present embodiment, which is drawn by seeing through a part of the inside of the device.

プローブ装置100は、試料やプローブを観察し加工するイオンビームを発生するイオンビームカラム1,試料やプローブの表面形状を観察するための電子ビームを発生する電子ビームカラム2,真空試料室3,試料を載置する試料ステージ4,先鋭化したプローブ5,プローブ5を真空試料室3内で微動させるプローブ駆動部6,検出器8,ディスプレイ9、及び計算処理部10を備える。そして、プローブ装置100は、プローブ先端部をイオンビームによって加工するためのプローブ再生部7を有する。   A probe apparatus 100 includes an ion beam column 1 that generates an ion beam for observing and processing a sample and a probe 1, an electron beam column 2 that generates an electron beam for observing the surface shape of the sample and the probe, a vacuum sample chamber 3, a sample Are equipped with a sample stage 4, a sharpened probe 5, a probe driving unit 6 for finely moving the probe 5 in the vacuum sample chamber 3, a detector 8, a display 9, and a calculation processing unit 10. And the probe apparatus 100 has the probe reproduction | regeneration part 7 for processing a probe front-end | tip part with an ion beam.

電子ビームカラム2は、電子源(図示せず)で発生した電子をビーム状にして試料11やプローブ5に照射することにより、試料11やプローブ5の表面を観察することができる。電子ビームカラム2からの電子ビームの照射位置を、イオンビームカラム1からのイオンビームの照射位置とほぼ同じとなるように両カラムを配置することにより、イオンビームによる加工部を電子ビームにより観察することができる。図1では、イオンビームカラム1が垂直方向に配置され、電子ビームカラム2は水平面に対して傾斜した方向に配置されている。しかし、この配置に限られず、例えば、電子ビームカラム2を垂直方向に配置し、イオンビームカラム1を水平面に対して傾斜した方向に配置してもよい。   The electron beam column 2 can observe the surface of the sample 11 or the probe 5 by irradiating the sample 11 or the probe 5 with electrons generated from an electron source (not shown) in the form of a beam. By arranging both columns so that the irradiation position of the electron beam from the electron beam column 2 is substantially the same as the irradiation position of the ion beam from the ion beam column 1, the processing portion by the ion beam is observed by the electron beam. be able to. In FIG. 1, an ion beam column 1 is arranged in a vertical direction, and an electron beam column 2 is arranged in a direction inclined with respect to a horizontal plane. However, the arrangement is not limited to this, and for example, the electron beam column 2 may be arranged in the vertical direction, and the ion beam column 1 may be arranged in a direction inclined with respect to the horizontal plane.

試料ステージ4は、試料11を載置することが可能であり、イオンビームの加工や観察に必要な箇所をイオンビーム照射位置に移動させたり、電子ビームによる観察位置に移動させたりできる。   The sample stage 4 can place the sample 11 and can move a position necessary for processing and observing the ion beam to an ion beam irradiation position or to an observation position by an electron beam.

プローブ5は、プローブ駆動部6によって真空試料室3内を移動でき、試料表面に接触させて試料へ電位を供給したり、試料に形成された微小な試料片の摘出したりすることに利用する。   The probe 5 can be moved in the vacuum sample chamber 3 by the probe driving unit 6, and is used for supplying a potential to the sample by contacting the sample surface or extracting a small sample piece formed on the sample. .

検出器8は、イオンビームや電子ビームの照射によって試料やプローブなどの照射部から発生する二次電子や二次イオン,後方散乱電子やX線,反射電子,透過電子などの検出器である。これらの検出信号を計算処理部10によって演算処理して画像化し、ディスプレイ9に、二次電子像,二次イオン像,特性X線による元素マップ、及び透過電子像などを表示する。   The detector 8 is a detector for secondary electrons, secondary ions, backscattered electrons, X-rays, reflected electrons, transmitted electrons, and the like generated from an irradiation unit such as a sample or a probe by irradiation with an ion beam or an electron beam. These detection signals are processed and imaged by the calculation processing unit 10, and a secondary electron image, a secondary ion image, an elemental map by characteristic X-rays, a transmission electron image, and the like are displayed on the display 9.

プローブ再生部7は、試料ステージ4において、試料と重ならない位置に配置されている。尚、本実施例では、試料ステージ4の片隅に一つ配置されているが、配置場所や配置数はこれに限られるものではなく、例えば、4隅にそれぞれ配置してもよい。   The probe reproducing unit 7 is arranged on the sample stage 4 at a position that does not overlap the sample. In this embodiment, one sample stage 4 is arranged at one corner. However, the arrangement location and the number of arrangements are not limited to this. For example, the sample stage 4 may be arranged at four corners.

本実施例では、プローブ先端が損なわれた場合に、真空試料室外に取り出してプローブを交換するのではなく、真空試料室内のプローブ再生部においてプローブ先端をイオンビームによって整形する。イオンビーム照射の際、プローブに当たらずにプローブ近傍を通過したイオンビームが試料に直接当たらないように、また、イオンビームの照射を受けたプローブから発生するスパッタ粒子や、プローブ近傍を通過したイオンビームの照射部から発生するスパッタ粒子が試料表面に付着しないように工夫がされている。   In this embodiment, when the probe tip is damaged, the probe tip is shaped by an ion beam in the probe reproducing section in the vacuum sample chamber, instead of taking out the probe from the vacuum sample chamber and replacing the probe. During ion beam irradiation, the ion beam that has passed near the probe without hitting the probe does not directly hit the sample. Sputtered particles generated from the probe irradiated with the ion beam or ions that have passed near the probe It is devised so that sputtered particles generated from the beam irradiation part do not adhere to the sample surface.

(2)プローブ再生部
以下、本実施例におけるプローブ再生部の具体的構造について、図5から図10を用いて説明する。
(2) Probe regeneration unit Hereinafter, a specific structure of the probe regeneration unit in the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図5は、プローブ再生部51の縦断面図である。試料ステージ34面側に存在する開口部52,対向側に存在する底部53、及び開口部52と底部53をつなぐ側面部54から成り、試料ステージ34に着脱できる。開口部52上面が試料(ウエハ)面とほぼ同一面になるように配置する。これにより、プローブへのイオンビーム照射時に、イオンビームの焦点を調整する必要がなくなる。プローブ再生時のイオンビーム照射範囲は高々50μm2程度であるため、開口部52を直径1mmの円形、もしくは一辺1mmの正方形の穴とすると、プローブ近傍を通過するイオンビームは全て開口部52から入射し底部53に到達することになる。底部53に到達したイオンビームによって発生するスパッタ粒子が開口部52から飛び出さないように底部までの深さを10mmと十分深くしてある。尚、側面の外径を5mm,内径を4mmとし、人手で取り扱い易い大きさとしてある。また、試料ステージに着脱可能としてある。上記寸法のプローブ再生部では、頻繁にプローブ再生を行ったとしても、再生部の内部はプローブの破片で満杯になることはまずなく、2年に1回程度の頻度で交換すれば十分である。尚、プローブ再生部の寸法は、これらの数値に限定されることは無く、目的に応じて適宜設計できるものである。 FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the probe reproducing unit 51. It comprises an opening 52 present on the surface of the sample stage 34, a bottom 53 present on the opposite side, and a side surface 54 connecting the opening 52 and the bottom 53, and can be attached to and detached from the sample stage 34. The upper surface of the opening 52 is arranged so as to be substantially flush with the sample (wafer) surface. This eliminates the need to adjust the focus of the ion beam when the probe is irradiated with the ion beam. Since the ion beam irradiation range at the time of probe regeneration is about 50 μm 2 at most, if the opening 52 is a circular hole with a diameter of 1 mm or a square with a side of 1 mm, all the ion beams that pass through the vicinity of the probe are incident from the opening 52. The bottom 53 is reached. The depth to the bottom is sufficiently deep as 10 mm so that sputtered particles generated by the ion beam reaching the bottom 53 do not jump out of the opening 52. In addition, the outer diameter of the side surface is 5 mm, the inner diameter is 4 mm, and the size is easy to handle manually. Moreover, it can be attached to and detached from the sample stage. In the probe reproducing unit having the above dimensions, even if the probe is frequently regenerated, the inside of the reproducing unit is unlikely to be filled with probe fragments, and it is sufficient to replace the probe once every two years. . Note that the dimensions of the probe reproducing unit are not limited to these numerical values, and can be appropriately designed according to the purpose.

このプローブ再生部51を用いたプローブの再生作業時の様子を図6に示す。   FIG. 6 shows the state of the probe regeneration operation using the probe regeneration unit 51.

イオンビーム35がプローブ31を照射することにより発生するスパッタ粒子36のうち、イオンビーム35の照射方向分の大半はプローブ再生部内部に至る。プローブと試料面の成す角度と、開口部の直径を考慮することにより、プローブ先端を開口部上端より少しでも内部で再生加工することにより、プローブからのスパッタ粒子の捕獲量を更に増やすことができる。底部53の形状は平坦であってもよいが、中央部がやや高くなった円錐形状にすることにより、底部53を照射するイオンビーム41によって発生するスタッパ粒子42Bの大半を側面部54の内壁に付着させ、開口部52から飛び出すスタッパ粒子42B数を低減できる。符合55は、側面部54内部に堆積したプローブ31や底部53からのスパッタ粒子36,42Bである。また、プローブ31先端を切断した小片31′は、底部53又は側面54内部に付着するため、試料や、試料ステージの精密な機構部に付着することはない。更に、プローブ再生部51のうち、直接イオンビーム照射を受ける可能性が特に高い開口部52と底部53はシリコンで作製されており、プローブ近傍を通過したイオンビーム41の照射部から発生するスパッタ粒子42Bが、たとえ試料に付着しても金属汚染は発生しない。尚、シリコンで作製する箇所は開口部52と底部53に限られず、全体をシリコンで作製してもよい。また、材質はシリコンに限られず、金属汚染を発生させない材料を適宜利用することができる。   Of the sputtered particles 36 generated by irradiating the probe 31 with the ion beam 35, most of the irradiation direction of the ion beam 35 reaches the inside of the probe reproducing unit. By taking into account the angle between the probe and the sample surface and the diameter of the opening, the amount of sputtered particles captured from the probe can be further increased by regenerating the tip of the probe slightly inside the upper end of the opening. . Although the shape of the bottom 53 may be flat, most of the stapper particles 42 </ b> B generated by the ion beam 41 irradiating the bottom 53 are formed on the inner wall of the side surface 54 by forming a conical shape with a slightly raised central portion. It is possible to reduce the number of stapper particles 42 </ b> B that adhere and jump out of the opening 52. Reference numeral 55 denotes the sputtered particles 36 and 42B from the probe 31 and the bottom 53 deposited inside the side surface portion 54. Further, the small piece 31 ′ obtained by cutting the tip of the probe 31 adheres to the inside of the bottom 53 or the side surface 54, and therefore does not adhere to the sample or a precise mechanism portion of the sample stage. Further, in the probe reproducing unit 51, the opening 52 and the bottom 53, which are particularly likely to receive direct ion beam irradiation, are made of silicon, and sputtered particles generated from the irradiation unit of the ion beam 41 that has passed near the probe. Even if 42B adheres to the sample, metal contamination does not occur. In addition, the location made of silicon is not limited to the opening 52 and the bottom 53, and the whole may be made of silicon. The material is not limited to silicon, and a material that does not cause metal contamination can be used as appropriate.

次に、プローブ再生部の変形例を図7に示す。図5に開示したプローブ再生部との大きな相違は、開口部52Aを制限する蓋56と側面部54にプローブを挿入できる開口部52Bである。蓋56上面が試料33面より少し高い位置にあるが、この高低差はウエハ厚さに相当しており、蓋56の上面と試料33の上面は同一面となるように配置されている。また、再生を受けるプローブを側面部54からプローブ再生部51内部に入れやすいという利点がある。   Next, a modification of the probe reproducing unit is shown in FIG. A major difference from the probe reproducing unit disclosed in FIG. 5 is a lid 56 that restricts the opening 52A and an opening 52B in which the probe can be inserted into the side surface 54. The upper surface of the lid 56 is at a position slightly higher than the surface of the sample 33. This height difference corresponds to the wafer thickness, and the upper surface of the lid 56 and the upper surface of the sample 33 are arranged to be the same surface. Further, there is an advantage that a probe to be regenerated can be easily put into the probe regenerating part 51 from the side surface part 54.

このプローブ再生部の使い方と効果について、図8を用いて説明する。プローブ31を開口部52Bから挿入し、プローブ31先端が開口部52Aの中央に位置するところで止める。イオンビーム35をプローブ31に照射して再生加工を施すが、イオンビーム照射部から発生するスパッタ粒子36の一部は蓋56の内側に付着するため、試料面に到達するスパッタ粒子は前実施例よりも更に軽減される。なお、開口部52A,52Bの寸法は、プローブ31における再生加工部の画像を確認するのに十分な二次電子が検出器に到達できる程度の大きさとする。   The usage and effect of this probe reproducing unit will be described with reference to FIG. The probe 31 is inserted from the opening 52B and stopped when the tip of the probe 31 is located at the center of the opening 52A. Reproduction is performed by irradiating the probe 31 with the ion beam 35. Since a part of the sputtered particles 36 generated from the ion beam irradiating part adheres to the inside of the lid 56, the sputtered particles that reach the sample surface are the same as in the previous embodiment. Is further reduced. Note that the dimensions of the openings 52A and 52B are set to such a size that sufficient secondary electrons can reach the detector to confirm the image of the reproduction processing portion in the probe 31.

また、プローブ再生部の第2の変形例を図9に示す。本変形例は、図7の変形であり、開口部上面を試料ステージ面と同一面としている。開口部52Bにプローブが挿入可能なように、開口部52B周辺の試料ステージ表面にスロープを設けている。尚、当該プローブの形状や配置領域は図7に限定されず、目的に応じて適宜設計する。   FIG. 9 shows a second modification of the probe reproducing unit. This modification is a modification of FIG. 7, and the upper surface of the opening is flush with the sample stage surface. A slope is provided on the surface of the sample stage around the opening 52B so that the probe can be inserted into the opening 52B. Note that the shape and arrangement area of the probe are not limited to those shown in FIG. 7, and are appropriately designed according to the purpose.

(3)プローブ再生部の設置箇所
上記、図5,図7、及び図9に示したプローブ再生部は、試料ステージに着脱可能に搭載されている共通点がある。ここでは、プローブ再生部の別の設置例として、試料ステージとは離間して設置し、試料ステージとは独立して移動できる駆動機構にプローブ再生部を搭載した構成例を図10で説明する。
(3) Installation Location of Probe Regeneration Unit The probe regeneration unit shown in FIGS. 5, 7, and 9 has a common feature that is detachably mounted on the sample stage. Here, as another installation example of the probe reproducing unit, a configuration example in which the probe reproducing unit is mounted on a drive mechanism that is installed apart from the sample stage and can move independently of the sample stage will be described with reference to FIG.

図10において、プローブ再生部51は、直線的に移動できる直線導入機59の先端に保持されている。直線導入機59は真空試料室3に設けられたポートに真空シールを介して固定されている。プローブ再生部51の直線移動方法は、圧縮空気やパルスモータなど公知技術を用いることができる。要点は、プローブ再生を行わない場合には、直線導入部の突き出し長さを短くしてイオンビーム照射部から退避とし、プローブ再生が必要な場合には、プローブ再生部51をイオンビーム照射部に位置するように、直線導入部の突き出し長さを長くすることである。このような構成によって、プローブ再生部を試料ステージに組み込めない場合でも、プローブ装置100にプローブ再生部を組み込むことができる。また、プローブ再生部を、試料ステージとは独立に設計や製作できる。また、開口部に電圧供給するなど、プローブ再生部に電気配線が必要な場合の設計や製作が容易となる。更に、プローブ再生部を交換する際、試料ステージにアクセスすることなく簡便に交換できる。   In FIG. 10, the probe reproducing unit 51 is held at the tip of a linear introduction machine 59 that can move linearly. The straight line introduction machine 59 is fixed to a port provided in the vacuum sample chamber 3 through a vacuum seal. A known technique such as compressed air or a pulse motor can be used for the linear movement method of the probe regeneration unit 51. The main point is that when the probe regeneration is not performed, the protruding length of the straight line introduction portion is shortened to be retracted from the ion beam irradiation unit, and when the probe regeneration is necessary, the probe regeneration unit 51 is changed to the ion beam irradiation unit. The protrusion length of the straight line introduction portion is increased so as to be positioned. With such a configuration, even when the probe reproducing unit cannot be incorporated into the sample stage, the probe reproducing unit can be incorporated into the probe apparatus 100. In addition, the probe reproducing unit can be designed and manufactured independently of the sample stage. In addition, it is easy to design and manufacture when electrical wiring is required for the probe regeneration unit, such as supplying voltage to the opening. Furthermore, when exchanging the probe regeneration unit, it can be easily exchanged without accessing the sample stage.

(4)イオンビームカラム
本実施例におけるプローブ装置において、プローブの再生に用いるイオンビームの形態は集束イオンビームまたは投射イオンビームである。
(4) Ion beam column In the probe apparatus according to the present embodiment, the ion beam used for reproducing the probe is a focused ion beam or a projected ion beam.

集束イオンビームでは、試料上で直径数nmに集束されたイオンビームを所望の形状に走査することにより試料面を観察もしくは加工する。イオンビームはデジタルスキャンされるため、照射領域は任意形状が可能である。また、集束イオンビームの直径は微小であるため、観察像の分解能がよく鮮明な画像が得られる。   In the focused ion beam, the surface of the sample is observed or processed by scanning the ion beam focused on the sample with a diameter of several nanometers into a desired shape. Since the ion beam is digitally scanned, the irradiation region can have an arbitrary shape. Further, since the diameter of the focused ion beam is very small, a clear image with a high resolution of the observation image can be obtained.

一方、投射イオンビームでは、イオン源と試料の間に配置された開口パターンにイオンビームを通過させて、開口パターンの縮小形状のビームを試料上に投射させる。投射イオンビームの加工形状は開口パターン数で決まってしまう。多種の形状に加工することは不得意であるものの、同じ形状を数多く加工することに向いている。また、開口パターンとしてピンホールを用いたビームを走査することにより、集束イオンビームと同様に試料表面を観察することもできるが、普通、集束イオンビームより観察分解能が悪い。   On the other hand, in the projection ion beam, the ion beam is allowed to pass through an aperture pattern disposed between the ion source and the sample, and a beam having a reduced shape of the aperture pattern is projected onto the sample. The processed shape of the projected ion beam is determined by the number of aperture patterns. Although it is not good at processing into various shapes, it is suitable for processing many of the same shapes. In addition, the surface of the sample can be observed in the same manner as the focused ion beam by scanning a beam using a pinhole as an aperture pattern. However, the observation resolution is usually worse than that of the focused ion beam.

1個のイオンビームカラムで集束イオンビームと投射イオンビームを選択して照射できる複合光学系もあるが、集束イオンビームか投射イオンビームのいずれかを形成することがそれぞれのビーム性能を最大限に引き出す良い方法であるため、集束イオンビーム光学系と投射イオンビーム光学系をそれぞれ装置に設ける場合もある。   Although there is a complex optical system that can selectively irradiate focused ion beam and projection ion beam with one ion beam column, forming either focused ion beam or projection ion beam maximizes the performance of each beam. Since it is a good method for extracting, there are cases where a focused ion beam optical system and a projection ion beam optical system are provided in the apparatus.

図11は、集束イオンビームによるプローブ先端の再生方法を示す図である。(a)は、正常な先鋭化されたプローブ61の先端部62を示し、先端半径は1μm程度である。(b)は、プローブ先端が欠けた状態を示しており、先端の曲率半径は10μmを越えている例である。(c)は、(b)のプローブ先端の両側を集束イオンビームで除去する例であり、符合65は集束イオンビーム走査領域を示す。集束イオンビーム走査領域は、予め加工ファイルとして計算処理機にデータ保存しておき、再生すべきプローブ先端形状に合わせて、加工ファイルを選択して再生する。(d)は、プローブ再生を施したプローブ先端形状を示している。   FIG. 11 is a diagram showing a method of reproducing the probe tip using a focused ion beam. (A) shows the tip part 62 of the normal sharpened probe 61, and the tip radius is about 1 μm. (B) shows a state in which the tip of the probe is missing, and is an example in which the radius of curvature of the tip exceeds 10 μm. (C) is an example in which both sides of the probe tip in (b) are removed by a focused ion beam, and reference numeral 65 indicates a focused ion beam scanning region. The focused ion beam scanning region is preliminarily stored in a computer as a processing file, and a processing file is selected and reproduced in accordance with the probe tip shape to be reproduced. (D) has shown the probe tip shape which performed probe reproduction | regeneration.

図12は、投射イオンビームによるプローブ先端の再生方法を示す図である。(a)は、イオンビームカラム内に設置したステンシルマスク71の開口パターン72の1例を示している。イオンビームがこの開口パターン72を通過することにより、この開口パターン72の縮小形状のビームが成形され、当該形状に対象物を加工できる。(b)は、再生すべきプローブ64の先端部の2箇所に少しの間隔を開けて同じパターンの投射イオンビーム73が照射されている様子を示している。(c)は、開口パターン76の別の例であり、ブリッジ部75を有した開口パターン76により、1個の開口パターン76で細いプローブに加工することができる、(d)は、この開口パターン76を用いて成形した投射イオンビームが、再生すべきプローブ64先端に照射されている様子を示している。(e)は、(b)や(d)のような加工によって得られた再生プローブ67であり、その先端部は細幅プローブ79となっている。尚、上記の加工形状は一例であり、これに限ることはなく、開口パターン72,76を変形させることにより、プローブ先端部の形状は変形できる。   FIG. 12 is a diagram showing a method of reproducing the probe tip using a projected ion beam. (A) has shown an example of the opening pattern 72 of the stencil mask 71 installed in the ion beam column. When the ion beam passes through the opening pattern 72, a reduced-shaped beam of the opening pattern 72 is formed, and the object can be processed into the shape. (B) shows a state in which the projection ion beam 73 having the same pattern is irradiated at two positions at the tip of the probe 64 to be reproduced with a slight gap. (C) is another example of the opening pattern 76, and the opening pattern 76 having the bridge portion 75 can be processed into a thin probe with one opening pattern 76. (D) shows this opening pattern. The projection ion beam shaped using 76 is irradiated to the tip of the probe 64 to be reproduced. (E) is the reproduction | regeneration probe 67 obtained by processing like (b) and (d), The front-end | tip part is the narrow probe 79. FIG. The above-described processed shape is merely an example, and the shape is not limited to this, and the shape of the probe tip can be changed by deforming the opening patterns 72 and 76.

(5)プローブ側面加工
図11と図12にて細幅に先鋭化された再生プローブ形状を示した。図示された視点では先端は細く加工されている。しかし、視点を90°変えて、つまり、紙面に平行に再生プローブを眺めると、プローブ先端は決して先鋭化されていない。図13を用い、図11や図12にて加工した再生プローブ67について、視点を変えて加工する例を説明する。
(5) Probe side surface processing FIG. 11 and FIG. 12 show the shape of the reproduction probe sharpened to a narrow width. The tip is thinly processed from the viewpoint shown. However, when the viewpoint is changed by 90 °, that is, when the reproduction probe is viewed parallel to the paper surface, the probe tip is never sharpened. An example of processing the reproduction probe 67 processed in FIGS. 11 and 12 by changing the viewpoint will be described with reference to FIG.

図13(a)は、再生プローブ67をイオンビームの照射方向(紙面に垂直)から見たプローブ形状であり、図12(e)に対応する。図13(b)は、イオンビームの照射方向と90°違えた方向(紙面に平行)から見たプローブ形状である。便宜上、プローブ軸80を横方向に記載しているが、装置にプローブを搭載した場合は、プローブ軸80は傾斜している。(a)における細幅の先端部79は、(b)では、高さ方向に厚みを持つ形状になっており、この幅は再生前のプローブ、例えば、図11(b)の先端部63に対応する。このようなプローブ先端に厚みを持つようなプローブでは、試料の目的位置に接触させる際、イオンビームや電子ビームによる観実方向からは、プローブ先端の正確な接触位置が判断し難い。そこで、90°回転させたプローブの先端部に更にイオンビーム照射して、(c)の符合81の領域をイオンビームにより削除し、試料との接触部とは反対側を再トリミングする。(d)は、再トリミングされた再生プローブを装置に設置した様子である。試料面には(水平方向)プローブ先端82で接触することがわかる。   FIG. 13A shows a probe shape when the reproducing probe 67 is viewed from the ion beam irradiation direction (perpendicular to the paper surface), and corresponds to FIG. FIG. 13B shows a probe shape viewed from a direction (parallel to the paper surface) that is 90 ° different from the ion beam irradiation direction. For convenience, the probe shaft 80 is shown in the horizontal direction, but when the probe is mounted on the apparatus, the probe shaft 80 is inclined. The narrow distal end 79 in (a) has a shape having a thickness in the height direction in (b), and this width is applied to the probe before reproduction, for example, the distal end 63 in FIG. 11 (b). Correspond. With such a probe having a thickness at the probe tip, it is difficult to determine the exact contact position of the probe tip from the direction of observation by the ion beam or electron beam when contacting the target position of the sample. Therefore, the tip of the probe rotated by 90 ° is further irradiated with an ion beam, the region of reference numeral 81 in (c) is deleted by the ion beam, and the side opposite to the contact portion with the sample is trimmed again. (D) shows that the re-trimmed reproduction probe is installed in the apparatus. It can be seen that the sample surface is in contact with the probe tip 82 (in the horizontal direction).

図14は、上記の加工手順を示すフロー図である。   FIG. 14 is a flowchart showing the processing procedure.

プローブの再生が必要となった場合、まず、第1の工程101として、プローブ再生部を呼出す。プローブ再生部は、イオンビーム照射直下に移動し、配置される。次に、第2の工程102として、ディスプレイ上に再生すべきプローブを呼出し、プローブ先端を表示する。この場合、プローブの背面には、プローブ再生部が位置している。次に、第3の工程103として、予め登録した第1の再生プローブパターン群から所望の第1の再生プローブパターンを選択する。登録されている再生パターンはファイル名でも、特徴的形状を示す線画でもよい。第4の工程104は、呼出した第1加工パターンを画像表示部に出力してプローブ画像に重ねる。再生加工パターン形状に対する照射イオンビーム条件も予め登録されているため、第3の工程103でプローブ画像とパターンとの重なりに大きなズレが無ければ、第5の工程105としてイオンビーム照射による加工を開始する。予め決められた加工時間に達すると第1の再生プローブパターンに関する加工が終了する。次に、第6の工程106として、プローブを90°軸回転させて、第5の工程105での加工面が見えるように配置する。この時、図13(b)で見たのと類似の画像が観察できる。ここで、第7の工程107で、90°軸回転した視点からの第二の再生パターンを選択する。第4の工程104と同様に、第8の工程108としてプローブ画像と再生加工パターンを重ね合わせる。第二の再生パターンは画面上プローブの上半分を除去するパターンである。プローブ画像とパターンとの重なりに大きなズレが無ければ、イオンビーム照射を行う。第二の再生パターンでの加工が完了すれば、第10の工程110としてプローブを軸中心に−90°戻して元の配置にする。先鋭化され、厚みも薄いプローブが画面上に表示される。これを確認することで、プローブ再生に関する一連の手順は終了111する。   When it is necessary to reproduce the probe, first, as the first step 101, the probe reproducing unit is called. The probe reproducing unit moves and is arranged immediately below the ion beam irradiation. Next, as a second step 102, a probe to be reproduced is called on the display, and the probe tip is displayed. In this case, a probe reproducing unit is located on the back surface of the probe. Next, as a third step 103, a desired first reproduction probe pattern is selected from a previously registered first reproduction probe pattern group. The registered reproduction pattern may be a file name or a line drawing showing a characteristic shape. In the fourth step 104, the called first processing pattern is output to the image display unit and superimposed on the probe image. Since the irradiation ion beam conditions for the regenerated processing pattern shape are also registered in advance, if there is no large deviation in the overlap between the probe image and the pattern in the third step 103, processing by ion beam irradiation is started as the fifth step 105. To do. When the predetermined processing time is reached, the processing related to the first reproduction probe pattern is finished. Next, as the sixth step 106, the probe is rotated by 90 ° and arranged so that the processed surface in the fifth step 105 can be seen. At this time, an image similar to that seen in FIG. 13B can be observed. Here, in the seventh step 107, the second reproduction pattern from the viewpoint rotated by 90 ° is selected. Similar to the fourth step 104, as the eighth step 108, the probe image and the reproduction processing pattern are superimposed. The second reproduction pattern is a pattern for removing the upper half of the probe on the screen. If there is no large deviation in the overlap between the probe image and the pattern, ion beam irradiation is performed. When the processing with the second reproduction pattern is completed, as a tenth step 110, the probe is returned to the original position by returning −90 ° about the axis. A sharpened and thin probe is displayed on the screen. By confirming this, a series of procedures related to probe regeneration is completed 111.

これらの手順は、装置の操作者が順に行っても良い。また、予め計算処理部にシーケンスを記憶させておき、開始112の指令を下すことにより、上記第1の工程から終了までの一連の作業を自動的に行うようにプログラム化しておいてもよい。   These procedures may be sequentially performed by an operator of the apparatus. Alternatively, a sequence may be stored in advance in the calculation processing unit and programmed to automatically perform a series of operations from the first step to the end by giving a start 112 command.

(6)プローブ装置の操作画面
次に、本実施例のプローブ装置においてプローブ再生を行う際に用いる操作画面について説明する。
(6) Operation screen of probe device Next, an operation screen used when performing probe regeneration in the probe device of the present embodiment will be described.

プローブ再生作業は、ディスプレイから指示を下して行う。ディスプレイからの指示は、計算処理部を通じて、イオンビーム制御部,電子ビーム制御部,試料ステージ制御部、及びプローブ駆動制御部などへ伝わる。計算処理部は、各制御部をコントロールするとともに、検出器からの信号を受取り、試料やプローブの表面状態を画像化してディスプレイに表示できる。図15はディスプレイの表示画面201における表示例である。   Probe regeneration work is performed by giving instructions from the display. An instruction from the display is transmitted to the ion beam control unit, the electron beam control unit, the sample stage control unit, the probe drive control unit, and the like through the calculation processing unit. The calculation processing unit can control each control unit, receive a signal from the detector, image the surface state of the sample and the probe, and display the image on the display. FIG. 15 is a display example on the display screen 201 of the display.

表示画面201は、光,電子ビーム、又はイオンビームの照射によって得られた検出信号を画像化した画像やビームの選択を行う画像表示シート202を表示できる。画像表示シート202は、光,電子ビーム、又はイオンビームによる画像を表示する画像表示部203を有する。また、これらOM(光学顕微鏡像),SEM(走査電子顕微鏡像),SIM(走査イオン顕微鏡像),STEM(走査透過電子像),EDX(特性X線による元素マップ)のそれぞれの画像を選択表示させる画像選択ボタン204を画像表示シートは有する。OM,SEM,SIMの各ボタンを押した時に、光,電子ビーム、又はイオンビームが対象物の画像を適正に表示するように照射制御される。   The display screen 201 can display an image obtained by imaging a detection signal obtained by irradiation with light, an electron beam, or an ion beam, or an image display sheet 202 for selecting a beam. The image display sheet 202 includes an image display unit 203 that displays an image using light, an electron beam, or an ion beam. In addition, these OM (optical microscope image), SEM (scanning electron microscope image), SIM (scanning ion microscope image), STEM (scanning transmission electron image), EDX (element map by characteristic X-ray) are selectively displayed. The image display sheet has an image selection button 204 to be operated. When each of the OM, SEM, and SIM buttons is pressed, irradiation control is performed so that the light, electron beam, or ion beam properly displays an image of the object.

図16は、プローブ操作画面205を示し、真空試料室内でのプローブの動きを操作する画面である。プローブを使用しない場合、プローブが真空試料室内の各種部材との不意の衝突を避けるために、通常、試料面から約20mm離れた位置にプローブは退避している。そこで、必要に応じて画面内にプローブを呼出すための呼出しボタン206と、退避位置にプローブを退避させる退避ボタン207が、プローブ操作画面205に配置されている。移動開始ボタン208は、表面画像209上にてプローブ210の行き先をポインタ211の指定により移動させるためのボタンである。なお、表面画像209上の符合212は試料上のパターンである。プローブの移動先は、マウス,トラックボール,タッチペンなどのポインティングデバイスでも指定できるし、プローブの移動方向(画面上X,Y,Z方向)指示ボタン210によっても制御できる。また、プローブは、プローブ軸を中心に回転できる軸回転制御部を駆動部に有しており、軸回転の回転角を指示する回転角度指示部213をプローブ操作画面205は有している。表面画像の観察手段を選択することにより、再生すべきプローブの形状を様々な視点から観察し、加工することができる。プローブ再生部とプローブの上下間隔は、傾斜配置された電子ビームから得られたSEM像(傾斜観察像)を基に、SEM光軸の傾斜角度,観察倍率,計測寸法から算出できる。算出に当たっては、計算処理部に予め計算式が記憶されているため、画像上で知りたい間隔の両端をティングデバイスで指示すると、即座に間隔がμm単位で示される。この間隔値と、SEM像,SIM像を参考とすることで、プローブ先端を開口の端に正確に接触できる。尚、プローブの動作中、プローブを緊急停止させなければならない場合は停止ボタン214を押す。   FIG. 16 shows a probe operation screen 205, which is a screen for operating the movement of the probe in the vacuum sample chamber. When the probe is not used, the probe is usually retracted to a position about 20 mm away from the sample surface in order to avoid unexpected collision of the probe with various members in the vacuum sample chamber. Therefore, a call button 206 for calling a probe in the screen as needed and a retreat button 207 for retreating the probe to a retreat position are arranged on the probe operation screen 205. The movement start button 208 is a button for moving the destination of the probe 210 on the surface image 209 by designating the pointer 211. In addition, the code | symbol 212 on the surface image 209 is a pattern on a sample. The movement destination of the probe can be specified by a pointing device such as a mouse, a trackball, and a touch pen, and can also be controlled by a probe movement direction (X, Y, Z direction on the screen) instruction button 210. Further, the probe has a shaft rotation control unit that can rotate around the probe axis in the drive unit, and the probe operation screen 205 has a rotation angle instruction unit 213 that instructs the rotation angle of the shaft rotation. By selecting the surface image observation means, the shape of the probe to be reproduced can be observed and processed from various viewpoints. The vertical distance between the probe reproducing unit and the probe can be calculated from the tilt angle of the SEM optical axis, the observation magnification, and the measurement dimension based on the SEM image (tilt observation image) obtained from the tilted electron beam. In the calculation, since the calculation formula is stored in the calculation processing unit in advance, when the both ends of the interval desired to be known on the image are designated by the tating device, the interval is instantly indicated in μm. By referring to the interval value, the SEM image, and the SIM image, the probe tip can be accurately brought into contact with the end of the opening. If the probe must be stopped urgently during the operation of the probe, the stop button 214 is pressed.

図17は、ステージ操作画面221とプローブ再生画面222を示す。   FIG. 17 shows a stage operation screen 221 and a probe reproduction screen 222.

ステージ操作画面221は、ステージの移動先のX,Y,Z座標値,R(回転角度),T(傾斜角度)を入力する座標入力部223と、ステージを所定位置に移動開始させるためのプローブ再生部ボタン224を有している。   The stage operation screen 221 includes a coordinate input unit 223 for inputting X, Y, Z coordinate values, R (rotation angle), and T (tilt angle) of a stage movement destination, and a probe for starting movement of the stage to a predetermined position. A playback unit button 224 is provided.

プローブ再生画面222は、移動開始ボタンとも言えるプローブ再生部ボタン224を有する。プローブ再生部は特別に確保された座標に位置しているため、計算処理機に予めこの座標値を記憶させておくことにより、X,Y座標値をそれぞれ入力する必要はなく、プローブ再生部ボタン224を押すだけで、プローブ再生部がイオンビームもしくは電子ビームの観察視野に位置するようにステージ移動制御される。試料やプローブの観察画像は表示領域225に表示される。図示されていないが、観察ビームの選択用ボタンも備え、当該ボタンを操作することにより、SEM観察像,OM観察像,イオンビーム観察像も表示できる。加工位置を設定する場合は、イオンビームによる観察像の方が精度面から好ましい。   The probe reproduction screen 222 has a probe reproduction unit button 224 that can be said to be a movement start button. Since the probe regeneration unit is located at a specially secured coordinate, it is not necessary to input the X and Y coordinate values by storing the coordinate values in advance in the computer, and the probe regeneration unit button By simply pressing 224, the stage movement is controlled so that the probe reproducing unit is positioned in the observation field of the ion beam or electron beam. An observation image of the sample or probe is displayed in the display area 225. Although not shown, an observation beam selection button is also provided, and an SEM observation image, an OM observation image, and an ion beam observation image can be displayed by operating the button. When the processing position is set, an observation image using an ion beam is preferable from the viewpoint of accuracy.

イオンビーム、又は電子ビームの走査範囲に対してプローブ再生部の開口部の寸法が大きいため、表示領域225に表示される像におけるプローブ226の背景がプローブ再生部の底部であると、二次電子ができないために黒色に表示される。一方、開口部の端部の一部が画像表示画面の一部に表示されると上記黒色ではなくなり、プローブ再生部の開口領域がどの位置にあるかが明確に理解できる。   Since the size of the opening of the probe reproducing unit is larger than the scanning range of the ion beam or the electron beam, if the background of the probe 226 in the image displayed in the display region 225 is the bottom of the probe reproducing unit, Since it cannot be displayed, it is displayed in black. On the other hand, when a part of the end of the opening is displayed on a part of the image display screen, the color is not black, and the position of the opening of the probe reproducing unit can be clearly understood.

プローブ再生時の加工形状は、予め複数個の加工パターンが登録されている。登録パターングループのうちのひとつを選択画面227から選択ことにより、加工パターン形状が小画面228に線画パターン229で表示される。操作者が、その加工パターン形状で良いと判断すれば適用ボタン230を押すことにより、SIM画面上に線画の加工パターンが重畳表示される。それら各加工パターンは、加工形状(イオンビーム照射領域)だけでなく、イオンビーム形成時の絞りや各レンズへの印加電圧も記憶されているため、加工形状に合わせた最適なイオンビームで素早く正確に再生加工ができる。その他、加工開始ボタン231,加工停止ボタン(図示せず)を有して、随時再生開始と停止ができる。   A plurality of processing patterns are registered in advance as processing shapes during probe regeneration. By selecting one of the registered pattern groups from the selection screen 227, the processed pattern shape is displayed as the line drawing pattern 229 on the small screen 228. If the operator determines that the processed pattern shape is acceptable, the operator presses the apply button 230 to display the processed pattern of the line drawing superimposed on the SIM screen. Each of these machining patterns stores not only the machining shape (ion beam irradiation area) but also the aperture and voltage applied to each lens when forming the ion beam, so it can be quickly and accurately obtained with the optimum ion beam that matches the machining shape. Can be reprocessed. In addition, a processing start button 231 and a processing stop button (not shown) are provided so that playback can be started and stopped at any time.

プローブを試料に接触させるなどの通常通りのプローブ使用により先端形状が変形し、通常通りの形状に再生できると操作者が判断できれば、自動ボタン232を押すだけで、プローブ退避,ステージ移動,プローブ呼出し,開口部への接触,再生パターン設定,イオンビーム照射開始,照射停止,プローブ退避,ステージ移動,プローブ呼出しまでの一連動作を連続的に行う。これによって、操作者がプローブ再生を必要と判断した後、一定時間経過後に再生されたプローブが画面に表示される。   If the operator can determine that the tip shape is deformed by normal use of the probe, such as bringing the probe into contact with the sample, and can be regenerated to the normal shape, the probe can be retracted, the stage moved, and the probe called by simply pressing the automatic button 232. , Contact with the opening, reproduction pattern setting, ion beam irradiation start, irradiation stop, probe evacuation, stage movement, and probe call are continuously performed. As a result, after the operator determines that the probe needs to be regenerated, the regenerated probe is displayed on the screen after a predetermined time has elapsed.

(7)プローブ再生の判断
本実施例のプローブ装置は、プローブ先端形状のデータベースを有しており、該当のプローブ装置に搭載されているプローブの現状形状とデータベースとを比較して、再生すべきか交換すべきかの判断ができる。再生すべきか交換すべきかの判断を下した後は、ディスプレイ上に再生または交換すべき旨を表示して、装置の操作者に注意を促す。プローブの再生を促した後、現行プローブの使用継続するか再生するかを操作者の判断に任される半自動機能と、操作者の判断を考慮せずに計算処理部が再生必要と判断した後、直ちに上記再生フローに移行する完全自動機能を有している。半自動機能か完全自動機能のいずれを選択するかは操作者の判断に任される。
(7) Determination of probe regeneration The probe device of the present embodiment has a database of probe tip shapes. Should the probe device be reproduced by comparing the current shape of the probe mounted on the probe device with the database? You can decide whether to replace it. After determining whether to regenerate or replace, a message indicating that replay or replacement is to be performed is displayed on the display to alert the operator of the apparatus. After prompting the probe to regenerate, after the calculation processing unit decides that it is necessary to regenerate without considering the operator's judgment and the semi-automatic function that is left to the operator's decision whether to continue using or regenerate the current probe It has a fully automatic function that immediately shifts to the reproduction flow. It is up to the operator to choose between semi-automatic and fully automatic functions.

尚、プローブ交換の判定が下された場合、プローブの呼出し機能は動作せず、このプローブ装置でプローブを用いた作業をすることはできなくなる。プローブ交換後はリセットされ、通常通りにプローブ操作することができる。   When the probe replacement is determined, the probe calling function does not operate, and the probe device cannot be used for the work. After replacing the probe, it is reset and the probe can be operated as usual.

本実施例のプローブ装置を用いることにより、先端が破損や変形したプローブを再生することができる。ウエハやチップなどの母試料からTEMやSTEM試料を摘出する微小試料作製装置や、独立に駆動する複数本のプローブを用いて半導体デバイス回路の配線の接続や切断を行って当該回路の動作を確認できる配線修正装置、さらには、真空試料室内で微小部品の形成や搬送,組み立てを行うMEMS(微小電気機械システム)組み立て装置などに適用できる。   By using the probe device of this embodiment, it is possible to regenerate a probe whose tip is damaged or deformed. Confirm the operation of the circuit by connecting and disconnecting the wiring of the semiconductor device circuit using a micro sample preparation device that extracts a TEM or STEM sample from a mother sample such as a wafer or a chip, or multiple independently driven probes. The present invention can be applied to a wiring correction device that can be used, and a MEMS (micro electro mechanical system) assembly device that forms, conveys, and assembles micro parts in a vacuum sample chamber.

1 イオンビームカラム
2 電子ビームカラム
3 真空試料室
4 試料ステージ
5,31,210,226 プローブ
6 プローブ駆動部
7,51 プローブ再生部
8 検出器
9 ディスプレイ
10 計算処理部
11 試料
12 電子ビーム
13,35 イオンビーム
32 屈曲先端部
34 試料ステージ
36,42B スパッタ粒子
36A,38,55 スパッタ粒子堆積部
37 照射痕
41 イオンビーム
43 筒部
44 開口
52,52A,52B 開口部
53 底部
54 側面部
56 蓋
57 溝
61,64 プローブ
62 正常なプローブの先端部
63 破損プローブの先端部
65 集束イオンビーム走査領域
66 段
100 プローブ装置
101 第1の工程
102 第2の工程
103 第3の工程
104 第4の工程
105 第5の工程
106 第6の工程
107 第7の工程
108 第8の工程
109 第9の工程
110 第10の工程
111 終了
112 開始
201 表示画面
202 画像表示シート
203 画像表示部
204 画像選択ボタン
205 プローブ操作画面
206 呼出しボタン
207 退避ボタン
208 移動開始ボタン
209 表面画像
211 ポインタ
212 試料上のパターン
213 回転角度指示部
214 停止ボタン
221 ステージ操作画面
222 プローブ再生画面
223 座標入力部
224 プローブ再生部ボタン
225 表示領域
227 選択画面
228 小画面
229 線画パターン
230 適用ボタン
231 加工開始ボタン
232 自動ボタン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ion beam column 2 Electron beam column 3 Vacuum sample chamber 4 Sample stage 5, 31, 210, 226 Probe 6 Probe drive part 7, 51 Probe reproduction part 8 Detector 9 Display 10 Calculation processing part 11 Sample 12 Electron beam 13, 35 Ion beam 32 Bent tip 34 Sample stage 36, 42B Sputtered particles 36A, 38, 55 Sputtered particle deposition part 37 Irradiation mark 41 Ion beam 43 Tube part 44 Opening 52, 52A, 52B Opening 53 Bottom part 54 Side part 56 Lid 57 Groove 61, 64 Probe 62 Normal probe tip 63 Broken probe tip 65 Focused ion beam scanning region 66 Stage 100 Probe device 101 First process 102 Second process 103 Third process 104 Fourth process 105 First Step 5 in Step 6 Step 6 in Step 107 Step 7 in Step 7 Eighth step 109 Ninth step 110 Tenth step 111 End 112 Start 201 Display screen 202 Image display sheet 203 Image display unit 204 Image selection button 205 Probe operation screen 206 Call button 207 Retraction button 208 Movement start button 209 Surface image 211 Pointer 212 Pattern on Sample 213 Rotation Angle Instruction Unit 214 Stop Button 221 Stage Operation Screen 222 Probe Reproduction Screen 223 Coordinate Input Unit 224 Probe Reproduction Unit Button 225 Display Area 227 Selection Screen 228 Small Screen 229 Line Drawing Pattern 230 Apply Button 231 Start Processing Button 232 Automatic button

Claims (22)

真空試料室と、
真空試料室内に配置され、試料を載置できる試料ステージと、
真空試料室内に配置されたプローブを駆動できるプローブ制御装置と、
イオンビームを照射できるイオンビーム照射装置と、
イオンビームの照射により発生する二次粒子を検出できる二次粒子検出器と、
二次粒子検出器からの信号を処理する演算装置と、
演算装置により画像化されたイオンビーム照射領域の画像を表示できるディスプレイと、を有するプローブ装置において、
プローブにイオンビームを照射してプローブを加工するためのプローブ再生部を真空試料室内に有する装置。
A vacuum sample chamber;
A sample stage that is placed in a vacuum sample chamber and on which a sample can be placed;
A probe control device capable of driving a probe disposed in a vacuum sample chamber;
An ion beam irradiation apparatus capable of irradiating an ion beam;
A secondary particle detector capable of detecting secondary particles generated by ion beam irradiation;
An arithmetic unit for processing the signal from the secondary particle detector;
In a probe device having a display capable of displaying an image of an ion beam irradiation region imaged by an arithmetic device,
An apparatus having a probe reproducing unit in the vacuum sample chamber for processing the probe by irradiating the probe with an ion beam.
請求項1記載のプローブ装置において、
前記プローブ再生部が試料ステージに設けられ、試料ステージを移動させてプローブ再生部をイオンビームの照射領域に移動させ、プローブを加工できるように構成されていることを特徴とする装置。
The probe device according to claim 1,
An apparatus characterized in that the probe reproducing unit is provided on a sample stage, and the probe stage can be moved by moving the sample stage to an ion beam irradiation region.
請求項2記載のプローブ装置において、
前記プローブ再生部が試料ステージに着脱可能であることを特徴とする装置。
The probe device according to claim 2, wherein
An apparatus characterized in that the probe reproducing unit is detachable from a sample stage.
請求項1記載のプローブ装置において、
前記プローブ再生部が試料ステージとは独立に駆動でき、試料ステージを動かすことなくプローブ再生部をイオンビームの照射領域に移動し、プローブを加工できるように構成されていることを特徴とする装置。
The probe device according to claim 1,
An apparatus characterized in that the probe reproducing unit can be driven independently of the sample stage, and the probe reproducing unit can be moved to an ion beam irradiation region without moving the sample stage to process the probe.
請求項1記載のプローブ装置において、
前記プローブ再生部が、イオンビームの上流側に開口部と、イオンビームの下流側に底部を有する凹形状であることを特徴とする装置。
The probe device according to claim 1,
The probe reproducing unit has a concave shape having an opening on the upstream side of the ion beam and a bottom on the downstream side of the ion beam.
請求項5記載のプローブ装置において、
前記プローブ再生部における底部が、開口部の最長の1辺又は最長の直径の長さより深い位置にあることを特徴とする装置。
The probe device according to claim 5, wherein
The apparatus according to claim 1, wherein the bottom of the probe reproducing unit is located at a position deeper than the longest side or the longest diameter of the opening.
請求項1記載のプローブ装置において、
前記プローブ再生部が、少なくともプローブの先端を挿入できる第1の開口と、イオンビームが通過できる第2の開口部と、イオンビームの下流側に底部を有する凹形状であることを特徴とする装置。
The probe device according to claim 1,
The probe reproducing unit has a concave shape having a first opening into which at least the tip of the probe can be inserted, a second opening through which the ion beam can pass, and a bottom on the downstream side of the ion beam. .
請求項7記載のプローブ装置において、
前記プローブ再生部が、開口部より底部の面積が広く、凹形状の内部が広がっている形状であることを特徴とする装置。
The probe device according to claim 7, wherein
The probe reproducing unit has a shape in which the area of the bottom is larger than that of the opening and the concave shape is widened.
請求項1記載のプローブ装置において、
電子ビームを照射する電子ビーム照射装置を備えることを特徴とする装置。
The probe device according to claim 1,
An apparatus comprising an electron beam irradiation apparatus that irradiates an electron beam.
請求項1記載のプローブ装置において、
プローブ再生部における真空試料室内の真空に接する部分がシリコンで形成されていることを特徴とする装置。
The probe device according to claim 1,
An apparatus characterized in that a portion in contact with the vacuum in the vacuum sample chamber in the probe reproducing unit is formed of silicon.
請求項1記載のプローブ装置において、
前記イオンビームが集束イオンビームであることを特徴とする装置。
The probe device according to claim 1,
An apparatus wherein the ion beam is a focused ion beam.
請求項1記載のプローブ装置において、
前記イオンビームが投射イオンビームであることを特徴とする装置。
The probe device according to claim 1,
An apparatus wherein the ion beam is a projected ion beam.
請求項1記載のプローブ装置において、
前記プローブ装置は、プローブをプローブ軸中心に回転可能な機構を有し、
前記演算装置に予め登録したプローブ側面許容形状とプローブの側面形状を演算装置が比較し、プローブの側面形状がプローブ許容側面形状を外れている場合、当該プローブを予め登録したプローブ側面基準形状に加工することを特徴とする装置。
The probe device according to claim 1,
The probe device has a mechanism capable of rotating the probe about the probe axis,
The computing device compares the probe side allowable shape registered in advance with the computing device and the probe side shape, and if the probe side shape deviates from the probe allowable side shape, the probe is processed into a pre-registered probe side reference shape. A device characterized by that.
請求項1記載のプローブ装置において、
前記演算装置がプローブを定期的に観察し、予め登録した再生すべきプローブ形状と比較し、
プローブの形状が再生すべきプローブ形状を外れている場合、当該プローブを予め登録した再生プローブ形状に再生加工することを特徴とする装置。
The probe device according to claim 1,
The arithmetic unit periodically observes the probe, and compares it with a pre-registered probe shape to be regenerated,
When the probe shape deviates from the probe shape to be regenerated, the apparatus regenerates the probe into a regenerated probe shape registered in advance.
請求項1記載のプローブ装置において、
前記演算装置がプローブを観察し、予め登録した基準プローブの許容寸法範囲と比較し、プローブの寸法が登録されたプローブの許容寸法範囲を外れている場合、当該プローブを予め登録した再生プローブ形状に再生加工することを特徴とする装置。
The probe device according to claim 1,
When the arithmetic unit observes the probe and compares it with the pre-registered allowable range of the reference probe, and the probe size is outside the registered allowable range of the probe, the probe is converted into a pre-registered reproduction probe shape. A device characterized by reprocessing.
請求項1記載のプローブ装置において、
前記演算装置がプローブを定期的に観察し、予め登録した再生すべきプローブ形状と比較して、プローブ形状が再生すべきプローブ形状を外れている場合、当該プローブの交換又は再生を促す表示をディスプレイに表示することを特徴とする装置。
The probe device according to claim 1,
When the arithmetic unit periodically observes the probe and the probe shape deviates from the probe shape to be reproduced as compared with the probe shape to be reproduced in advance, a display prompting replacement or regeneration of the probe is displayed. A device characterized by being displayed.
請求項1記載のプローブ装置において、
前記制御装置がプローブを観察し、予め登録した基準プローブの許容寸法範囲と比較して、プローブの寸法が登録されたプローブの許容寸法範囲を外れている場合、当該プローブの交換又は再生を促す表示をディスプレイに表示することを特徴とするプローブ装置。
The probe device according to claim 1,
When the control device observes the probe and compares the preliminarily registered reference probe allowable dimension range with the probe dimension that is outside the registered probe allowable dimension range, a display prompting the replacement or regeneration of the probe Is displayed on a display.
真空試料室内で動作可能なプローブの再生方法であって、
演算装置の制御により、再生すべきプローブをイオンビーム照射領域に移動させ、
演算装置の制御により、再生すべきプローブに対してイオンビームの下流側となる位置にプローブ再生部を配置し、
演算装置の制御によりイオンビーム装置からのイオンビームをプローブに照射する方法。
A method for regenerating a probe operable in a vacuum sample chamber,
By controlling the arithmetic unit, move the probe to be regenerated to the ion beam irradiation area,
By controlling the arithmetic unit, a probe reproducing unit is arranged at a position downstream of the ion beam with respect to the probe to be reproduced,
A method of irradiating a probe with an ion beam from an ion beam device under the control of an arithmetic unit.
真空試料室内で動作可能なプローブの再生方法であって、
演算装置によりプローブ再生部の画像をディスプレイに表示し、
演算装置により再生すべきプローブの画像をディスプレイに表示し、
予め定めたプローブ形状が残るように演算装置にイオンビーム照射領域を設定し、
前記設定に基づいて演算装置の制御によりイオンビーム装置からイオンビームを照射する方法。
A method for regenerating a probe operable in a vacuum sample chamber,
An image of the probe playback unit is displayed on the display by the arithmetic unit,
An image of the probe to be reproduced by the arithmetic device is displayed on the display,
Set the ion beam irradiation area in the arithmetic unit so that the predetermined probe shape remains,
A method of irradiating an ion beam from an ion beam device under the control of an arithmetic device based on the setting.
真空試料室内で動作可能なプローブの再生方法であって、
イオンビーム照射領域を予め演算装置に記憶させ、
イオンビーム照射領域を再生すべきプローブの画像と重なるようにディスプレイに表示し、
演算装置の制御によりイオンビーム装置からのイオンビームをイオンビーム照射領域に合わせて照射する方法。
A method for regenerating a probe operable in a vacuum sample chamber,
The ion beam irradiation area is stored in advance in the arithmetic unit,
The ion beam irradiation area is displayed on the display so that it overlaps the image of the probe to be reproduced,
A method of irradiating an ion beam from an ion beam device in accordance with an ion beam irradiation region under the control of an arithmetic unit.
請求項18記載のプローブ再生方法において、
前記イオンビームが集束イオンビームであり、前記イオンビーム照射領域が、当該集束イオンビームの走査領域であることを特徴する方法。
The probe regeneration method according to claim 18,
The ion beam is a focused ion beam, and the ion beam irradiation region is a scanning region of the focused ion beam.
請求項18記載のプローブ再生方法において、
前記イオンビームが投射イオンビームであり、前記イオンビーム照射領域が、当該投射イオンビームを形成する開口マスクの縮小形状であることを特徴する方法。
The probe regeneration method according to claim 18,
The ion beam is a projection ion beam, and the ion beam irradiation region is a reduced shape of an aperture mask that forms the projection ion beam.
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