JP3851640B2 - マニピュレータおよびそれを用いたプローブ装置、試料作製装置 - Google Patents

Description

本発明は、真空内における微小探針のマニピュレータに係り、特に電子素子の性能を評価、ないしは不良を解析するプローブ装置、もしくは集束イオンビームを利用して、試料片から分析や観察に必要な部分のみを加工・摘出する試料作製装置に関する。

従来の電子素子の評価方法として、プローブ装置がある。これは、大気中で光学顕微鏡により検査試料を観察しながら、電気的特性を測定したい位置に探針を接触させる方法である。この探針に、電圧印加手段と電流測定手段を設けることにより、素子の電流電圧特性を評価したり、導通不良箇所を特定することが可能である。近年では、半導体の高集積化が進み、サブミクロンの配線を持った電子素子の評価をする手法が考案されている。例えば、特許文献１に開示されているように、前述したプローブ装置において、光学顕微鏡の代わりに、真空中にて荷電粒子を試料に照射し、その二次電子を検出する顕微手段（電子顕微鏡等）を用い、高精度の探針移動機構により、探針を試料に接触させている。

また、半導体の高集積化により、走査型電子顕微鏡（以下、ＳＥＭと略記）の分解能では測定できないほど極微細なものにおける解析の必要性が高まっている。そのため、ＳＥＭに代わって観察分解能が高い透過型電子顕微鏡（以下、ＴＥＭと略記）が有力視されている。ＴＥＭで観察するには、試料の観察部の厚さを、０．１μｍまで薄く加工する必要がある。この加工手順の例として、まず、ダイシング装置を用いてウエハ等の試料から、観察すべき領域を含む短冊状ペレットを切り出す。このペレットの一部に、集束イオンビーム（以下、ＦＩＢと略記）を照射して、薄壁状の部分を作る。ＴＥＭ観察時には、この薄壁面に垂直に電子線を照射することで行う。この方法の欠点は、一つの試料を作成するのに、作業が煩雑になることや、ウエハを切断するために分析できない箇所があるという点が挙げられる。これに対し、特許文献２では、以下のような手法が開示されている。これは、試料の姿勢を変化させながら、ＦＩＢ加工のみで試料を切り出してしまう方法である。ここでは、切り出し後の試料摘出手段として、前述したプローブ装置の探針と同様な形状の操作針を試料に接触させ、堆積ガスを供給し、イオンビームアシストデポジション膜を形成することで、操作針と試料との接着を行い、ウエハから分離を行う。

特開平９−３２６４２５号公報

特開平５−５２７２１号公報

しかしながら、前者のプローブ装置、および後者の試料作製装置ともに共通な問題として、探針、もしくは操作針（以下、プローブという）を試料に接触させるため、プローブ先端の劣化が挙げられる。接触させたときのプローブの変形が、弾性変形領域に収まるような荷重・変位であるよう、接触検出の方法も検討されている。しかし、試料の表面が絶縁物で覆われているなど、接触面の状態が常に同一ではないため、プローブの接触検知不良により必要以上に試料に押し付ける場合が生じる。これにより、プローブ先端が塑性変形し、次回以降のプローブの使用が困難になる。この問題は、半導体の集積度が上がり、プローブ先端が細くなるに従って、顕著となる。

また、後者の試料作製装置に限って言えば、プローブ先端を試料に接着し、ウエハから試料を分離した後に、別の試料を作成・摘出する際には、プローブ先端を切断しなければならない。この切断はＦＩＢで行え、さらに切断面をＦＩＢで鋭利にすることは可能であるが、平面的な加工のみため、厚さ方向に太い、くさび状のプローブになってしまう。このため、繰り返し使用するには、限度がある。

上記理由により、いずれの装置においてもプローブは消耗品であり、かなりの頻度で交換が必要となる。ところで、これらの装置に取り付けられているプローブ移動用のマニピュレータは、機構部とプローブが一体になっており、プローブ交換時には真空チャンバを大気開放して、本体から取り外さなければならなかった。このため、交換後の真空立ち上げにおいて、長時間を必要とし、装置の稼働率を低下させる原因となっていた。

上記課題を解決するために、以下の手段を用いる。

装置本体である真空チャンバからプローブを出し入れする際に、真空チャンバを大気開放することなく行える真空導入機構を設ける。具体的には、真空チャンバにはエアロック室を設けており、このエアロック室は、本体の真空チャンバとフレキシブルな真空ベローズで接続されている。プローブを保持している部材は、エアロック室に取り付けられており、本体に設けられた移動機構によりエアロック室ごとプローブを移動できる。エアロック室は真空排気が可能な構造であり、エアロック室と真空チャンバの間は真空バルブで仕切られている。プローブはエアロック室と真空チャンバの間を移動できるよう、第二の移動機構を設ける。

本発明により、プローブを本体の真空チャンバから出し入れする際に、真空チャンバを大気開放する必要がないため、装置の稼働率を向上させることが可能となる。

以下、本発明を実施例にしたがって説明する。

図１は本発明の実施例を示すマニピュレータの概略構成図である。図において、装置本体である真空チャンバ１には、真空ベローズ２で接続されたエアロック室３が設けてある。プローブ４を装着したプローブホルダ５は真空シール６を介してエアロック室３に固定されており、真空チャンバ１に設けられた３軸の移動機構７ａ、７ｂ、７ｃにより、エアロック室３ごとプローブ４の移動が可能である。エアロック室３と真空チャンバ１の仕切りは、開閉可能な真空バルブ８で構成されており、排気ポート９は三方弁１２を介して真空ポンプ１１に接続されている。この三方弁１２を切り替えることにより、エアロック室３の真空排気／大気開放が可能となる。排気ポート９には、エアロック室３内の圧力を測定するための真空ゲージ１３が設けられており、この圧力がある設定値内に入っていない場合、真空バルブ８が開かない構造となっている。また、プローブ４はエアロック室３と真空チャンバ１の間を移動できるよう、プローブホルダ５には１軸の移動機構１０が設けられている。

ここで、本実施例の動作について説明する。プローブ４を交換する際には、図２（ａ）に示すように、移動機構１０を用いてプローブホルダ５を退避させ、真空バルブ８を閉じる。これにより、エアロック室３は本体真空チャンバ１とは別空間になる。ここで、エアロック室３に排気ポート９からエアを入れて、エアロック室３内を大気圧にする。この後、プローブホルダ５をエアロック室３から取り外し、図２（ｂ）の状態にしてからプローブ４の交換作業を行う。交換後は、逆の手順でプローブホルダ５をエアロック室３に取り付け、エアロック室３内を真空排気する。エアロック室３と真空チャンバ１の圧力差が小さくなったことを確認し、真空バルブ８を開く。プローブホルダ３は移動機構１０により、真空チャンバ１内に導入される。プローブ４を所望の位置に操作するには３軸の移動機構７ａ、７ｂ、７ｃを用いてエアロック室３ごと移動させる。これにより、真空チャンバを大気開放すること無く、プローブの交換が可能となる。

図３は本発明の別の実施例を示すマニピュレータの詳細断面図である。また、図４は図３の平面図、図５は図３のＡＡ断面図、そして図６はプローブホルダの断面図である。図において、装置本体である真空チャンバ３１には、ベースフランジ３２が真空シール３３を用いて固定されている。エアロック室３４は真空ベローズ３５を介して、ベースフランジ３２に接続されており、エアロック室３４の端面には真空バルブ３７を備えている。真空バルブ３７の開閉は、エアロック室３４内に構成した筒状のバルブ開閉機構３８を回転させることによって行う。また、エアロック室３４には、排気用の配管３９が真空ベローズ４０を介してベースフランジ３２に取り付けられており、排気ポート４１に通じている。これにより、エアロック室３４内の排気（あるいはリーク）を行う。ベースフランジ３２にはＹ軸用リニアガイド４２を介してベース（Ｙ）４３が取り付けられている。その両端には、ベースフランジ３２に固定されたＹ軸用リニアアクチュエータ４４と予圧用押しバネ４５ａが仕込まれており、ベース（Ｙ）４３のＹ軸方向への移動を行う。同様に、ベース（Ｙ）４３にはＺ軸用リニアガイド４６を介してベース（Ｚ）４７が取り付けられており、ベース（Ｙ）４３に固定されたＺ軸リニアアクチュエータ４８と予圧押しバネ４５ｂによって、Ｚ軸方向への移動を行う。Ｘ軸方向へは、Ｘ軸用リニアガイド４９に沿ってベース（Ｘ）５０を移動させるが、このとき、Ｘ軸用リニアアクチュエータ５１の出力をてこ５５を用いて反転させている。ベース（Ｘ）５０には、エアロック室３２、およびプローブ３６を装着しているプローブホルダ５４を固定しているため、各軸のリニアアクチュエータ４４，４８，５１を駆動させることにより、プローブ３６の移動を行える。プローブ３６の位置は、各軸のエンコーダ５２ａ、５２ｂ、５２ｃの出力値によって把握され、高精度な位置制御が可能である。プローブホルダ５４はエアロック室３２の軸に沿って、真空を保ちながら移動可能なように、軸用の真空シール５３を設けてある。プローブホルダ５４の先端には、給電用に板バネ状の導電板５６が接触しており、この導電板５６は導線５７によってベースフランジ３２に設けられた電流導入端子５８に接続されている。これによりプローブへの給電が可能である。なお、給電部材として板バネを用いる理由は、接触抵抗を小さくして安定した給電を実現するためと、プローブホルダ５４の先端を一方向に荷重をかけることにより、先端の振動の発生を抑制するためである。

図６（ａ）に示すようにプローブホルダ５４は、プローブ３６が取り付けられたロッド５９と、外筒６０の二重構造になっており、Ｏリング６１によって真空シールされている。ロッド５９はツマミ６２の操作によって、外筒６０に対して直線および回転移動を行う。ロッド５９はストッパ６３によりその位置が固定され、プローブ先端の収納・保護が可能となる。また、プローブホルダ５４の先端には、板バネ６４を径方向に６ヶ配列したプローブソケット６６を有している。この板バネ６４によりプローブ３６を固定するため、プローブ３６の抜き差しが可能となり、ネジ等を用いること無くプローブ３６の取り外しが容易となっている。プローブ３６は絶縁材６５によってロッド５９とは電気的に絶縁されているため、前述した導電板５６の接触による給電が可能となっている。

ここで、本実施例の動作について説明する。プローブ３６の先端の破損、または消耗によりプローブ３６を交換する際には、まず、図６（ｂ）に示すように、ツマミ６２を直進および回転させて、プローブ３６を外筒６０に収納する。その後、図７（ａ）に示すように、プローブホルダ５４を手動により退避させ、バルブ開閉機構３８を動作させて真空バルブ３７を閉じる。これにより、エアロック室３４は本体真空チャンバ３１とは別空間になる。ここで、エアロック室３４に排気ポート４１からガス、例えばエアを入れて、エアロック室３４内を大気圧にする。この後、さらにプローブホルダ５４をエアロック室３４から引き抜き、ツマミ６３を元に戻して図７（ｂ）の状態にし、プローブ３６の交換作業を行う。なお、ここではプローブはタングステン製の針６７と針支持部材６８で構成され、針６７は針支持部材６８に溶接により固定されている。プローブ３６の交換はピンセット等を用いて、図６（ｃ）、（ｄ）に示すようにプローブ３６をプローブホルダ５４から引き抜き、替わりに新品のプローブを差し込む。交換後は、逆の手順で組み込めば良い。まず、プローブホルダ３６をエアロック室３４に挿入し、エアロック室３４内を真空排気する。エアロック室３４と真空チャンバ３１の圧力差が小さくなるまで、例えばエアロック室３４の圧力が５Ｐａ以下になったことを確認して、バルブ開閉機構３８を動作させて真空バルブ３７を開く。プローブホルダ５４はさらに手動により、真空チャンバ３１内に挿入される。プローブ３６を所望の位置に操作するには３軸のリニアアクチュエータ４４，４８，５１を用いてエアロック室３４ごと移動させる。これにより、真空チャンバを大気開放すること無く、容易にプローブの交換が可能となる。なお、装置本体の真空チャンバ３１には、ベースフランジ３２で固定しているだけなので、本体への取り付け／取り外しは容易な構造となっている。このため、本体の取り付けフランジの寸法および位置に合わせることにより、既納装置に対しても追加取り付けが容易である。

図８は本発明の別の実施例を示すマニピュレータを搭載したプローブホルダ断面図である。図において、ロッド５９の先端にはプローブ３６が放射状に６ヶ配置され、各々板バネ６４にて固定されている。ロッド５９は外筒６０に対して回転が可能な構造となっており、ロッド５９の先端のツマミ６３を回転させることにより、使用するプローブを選択することが可能である。これにより、プローブ先端の破損あるいは消耗時に交換のために行うプローブホルダの引出し作業の頻度が、およそ１／６に減少し、装置稼働率がさらに向上することになる。

図９は本発明の実施例をプローブ装置に適用したときの概略図である。図において、電子銃７１から放出された電子ビーム７２は、アパーチャ７３により成形され、集束レンズ７４により電子ビーム７２の拡がりを制御し、偏向器７５と対物レンズ７６を通ることによってステージ７７上の所望の位置に集束される。ステージ７７上には、半導体ウエハや半導体チップ等の基板７８を載置しており、ステージ位置コントローラ７９により基板７８の評価する素子の位置を特定する。複数のマニピュレータ８０ａ、８０ｂ、８０ｃに装着された各々のプローブ８１ａ、８１ｂ、８１ｃは、ステージ７７とは独立に駆動可能なプローブ位置コントローラ８２ａ、８２ｂ、８２ｃによって、基板７８上の評価素子の位置まで移動させる。移動の際は、電子ビームコントローラ８３により、基板７８の評価素子近傍に電子ビーム７２を走査して、基板７８からの二次電子を二次電子検出器８４により検出し、その画像をディスプレイ８５で表示／観察しながら行う。プローブ８１が接触した基板７８の微小部分に電圧を印加できるよう、各プローブ８１ａ、８１ｂ、８１ｃには電源８６が接続されている。同時に、各プローブ８１ａ、８１ｂ、８１ｃに流れる電流も測定できる様、電流計８７が接続されている。評価方法の例として、ウエハ上に形成されたＭＯＳデバイスにおける場合を記す。まず、３つのプローブをそれぞれ、ソース電極、ゲート電極、ドレイン電極に接触させる。ここで、プローブを用いてソース電極をアースに落とし、プローブによりゲート電極の電圧をパラメータとして振りながら、プローブによりドレイン電圧と、ソース−ドレイン間を流れるドレイン電流の関係を測定する。これにより、ＭＯＳの出力特性を得ることができる。これらの動作は中央演算処理装置８８によって、一括して制御されている。

なお、マニピュレータ８０ａ、８０ｂ、８０ｃは前述した図３に示したものと、同様な構成としている。これにより、測定評価時にプローブが破損しても、容易にプローブ交換が可能であるため、プローブ装置の稼働率を向上させることが可能である。

また、本実施例において、電子銃７１をイオン源に置き換えて構成される照射光学系を用いたプローブ装置であっても、本発明のマニピュレータを用いることにより、同様の効果が得られる。

図１０は本発明の実施例を試料作製装置に適用したときの概略図である。図において、真空ポンプ１００によって内部を真空雰囲気にした試料室９６およびカラム１０１において、イオン源８９から放出されたイオンビーム９０は、ビーム制限アパーチャ９１により成形され、集束レンズ７４によりイオンビーム９０の拡がりを制御し、偏向器７５と対物レンズ７６を通ることによって、試料室に載置したステージ７７上の所望の位置に集束される。集束されたイオンビーム９０、すなわちＦＩＢは、基板７８表面を走査した形状にスパッタすることにより、試料９２の精密な加工を行える。ステージ７７上には、半導体ウエハや半導体チップ等の基板７８と、摘出した試料９２を保持する試料ホルダ９３を載置しており、ステージ位置コントローラ７９により試料加工および摘出をする位置の特定を行う。マニピュレータ８０に装着されたプローブ８１は、ステージ７７とは独立に駆動可能なプローブ位置コントローラ８２によって、基板７８上の摘出位置まで移動させる。移動および加工の際は、ＦＩＢコントローラ９４により、基板７８の摘出位置近傍にＦＩＢを走査して、基板７８からの二次電子を二次電子検出器８４により検出し、その画像をディスプレイ８５で表示／観察しながら行う。試料９２の摘出には、基板７８の姿勢を変化させながらＦＩＢ加工を行うことにより、試料９２をクサビ状に切り出し、プローブ８１先端を試料９２に接触させる。接触部にはデポガス源９５を用いて堆積ガスを供給し、イオンビームアシストデポジション膜を形成することで、プローブ８１と試料９２との接着を行う。この後、プローブ位置コントローラ８２によりプローブ８１を基板７８から引き上げ、ステージ７７上の試料ホルダ９３の位置に移動する。プローブ８１を下降し、プローブ８１に接着した試料９２のクサビ先端が試料ホルダ９３の表面に接触したのを確認し、イオンビームアシストデポジション膜にて試料９２の側面と試料ホルダ９３とを接着する。プローブ８１の先端はＦＩＢによって試料９２から切断され、プローブ位置コントローラ８２により、次の試料摘出位置へ移動を行う。このようにして一枚の基板から所望の数の試料を、一つの試料ホルダに移載することが可能である。これらの動作は中央演算処理装置８８によって、一括して制御されている。ここで、プローブ８１には、図１１（ａ）に示すように先端を鋭利な形状にしたものや、同図（ｂ）のように、プローブ先端をＦＩＢで加工して薄板状にしたものがある。後者はプローブの加工に手間がかかるが、基板７８への接触に際して細かな位置決めの必要がなく、また、クサビ状の試料９２をＦＩＢで切り落とした後は図１１（ｃ）のようになるため、幅広の分だけ繰り返し使用が出来るという利点がある。

なお、前述した実施例と同様、マニピュレータは図３に示した構成としている。また、マニピュレータ内部のエアロック室は、配管９７により三方弁９８および真空ポンプ９８に接続されており、エアロック室内の真空排気／大気開放が可能な構造となっている。これにより、プローブが消耗あるいは破損しても、容易なプローブ交換を可能とし、試料作製装置の稼働率を向上させることが可能である。
また、本実施例において、偏向器７５と対物レンズ７６をマスク板と投射レンズに置き換えて構成される投射イオンビームを用いた試料作製装置、あるいは、イオン源８９をレーザ光源に置き換えて構成されるレーザビームを用いた試料作製装置であっても、本発明のマニピュレータを用いることにより、同様の効果が得られる。

また、本実施例において、プローブ８１をガラスや高分子材料で構成した場合、イオンビームアシストデポジション膜を形成せずに、静電気力を利用して試料９２の摘出を行う。このため、プローブ８１の先端を切断することはないが、不慮の事故による破損時の交換に対して、本発明のマニピュレータを用いることにより、同様の効果が得られる。

本発明の実施例であるマニピュレータを説明するための概略構成図である。 本発明の実施例を示すマニピュレータの動作を説明するための概略構成図である。 本発明の別の実施例を示すマニピュレータの詳細断面図である。 本発明の図３の実施例であるマニピュレータの平面図である。 本発明の図３の実施例であるマニピュレータのＡＡ断面図である。 本発明の図３の実施例であるマニピュレータに搭載したプローブホルダの断面図である。 本発明の図３の実施例であるマニピュレータの動作を説明するための図である。 本発明の別の実施例であるマニピュレータに搭載したプローブホルダの断面図である。 本発明の別の実施例を示すプローブ装置の概略構成図である。 本発明の別の実施例を示す試料作製装置の概略構成図である。 本発明の図１０の実施例である試料作製装置における、プローブ先端形状を示す概略図である。

符号の説明

１…真空チャンバ、２…真空ベローズ、３…エアロック室、４…プローブ、５…プローブホルダ、６…真空シール、７…３軸移動機構、８…真空バルブ、９…排気ポート、１０…１軸移動機構、１１…真空ポンプ、１２…三方弁、１３…真空ゲージ、３１…真空チャンバ、３２…ベースフランジ、３３…真空シール、３４…エアロック室、３５…真空ベローズ、３６…プローブ、３７…真空バルブ、３８…バルブ開閉機構、３９…排気用配管、４０…真空ベローズ、４１…排気ポート、４２…Ｙ軸用リニアガイド、４３…ベース（Ｙ）、４４…Ｙ軸用リニアアクチュエータ、４５…予圧用押しバネ、４６…Ｚ軸用リニアガイド、４７…ベース（Ｚ）、４８…Ｚ軸用リニアアクチュエータ、４９…Ｘ軸用リニアガイド、５０…ベース（Ｘ）、５１…Ｘ軸用リニアアクチュエータ、５２…エンコーダ、５３…真空シール、５４…プローブホルダ、５５…てこ、５６…導電板、５７…導線、５８…電流導入端子、５９…ロッド、６０…外筒、６１…Ｏリング、６２…ツマミ、６３…ストッパ、６４…板バネ、６５…絶縁材、６６…ソケット、６７…針、６８…針支持部材、７１…電子銃、７２…電子ビーム、７３…アパーチャ、７４…集束レンズ、７５…偏向器、７６…対物レンズ、７７…ステージ、７８…基板、７９…ステージ位置コントローラ、８０…マニピュレータ、８１…プローブ、８２…プローブ位置コントローラ、８３…電子ビームコントローラ、８４…二次電子検出器、８５…ディスプレイ、８６…電源、８７…電流計、８８…中央演算処理装置、８９…イオン源、９０…イオンビーム、９１…ビーム制限アパーチャ、９２…試料、９３…試料ホルダ、９４…ＦＩＢコントローラ、９５…デポガス源、９６…試料室、９７…配管、９８…三方弁、９９…真空ポンプ、１００…真空ポンプ、１０１…カラム。

Claims (14)

1. 試料基板を載置するステージと、
   イオンビームを前記試料基板に照射する照射光学系と
   前記イオンビームの照射により前記試料基板から試料を摘出するプローブと、
   該プローブを操作するマニピュレータと、
   前記ステージ少なくとも格納する真空チャンバとを備え、
   前記マニピュレータは、
   前記真空チャンバ内の所望の位置にプローブを移動させるプローブ移動機構と、
   前記真空チャンバを大気開放せずに前記プローブを当該真空チャンバ内に出し入れする
   真空導入機構と、
   前記プローブを保持するプローブホルダとを有し、
   前記プローブホルダは前記プローブを収納し保護する外筒を有することを特徴とするマ
   ニピュレータ。
2. イオンビームを試料基板に照射する照射光学系と、
   前記試料基板を載置するステージと、
   前記試料基板から試料を摘出するプローブと、
   該プローブを操作するマニピュレータと、
   前記イオンビームの照射によって前記試料基板から発生する二次粒子を検出する二次粒
   子検出器と、
   前記ステージ及び二次粒子検出器を格納する真空チャンバとを備え、
   前記マニピュレータは、
   前記プローブを保持するプローブホルダと、
   前記真空チャンバに取り付けるためのベースフランジと、
   該ベースフランジに接続された真空バルブと真空ベローズを有するエアロック室と、
   前記プローブホルダが前記エアロック室に接続された状態で前記エアロック室ごと移動
   されることで前記プローブを真空チャンバ内の所望の位置に操作させる移動機構を有し、
   前記プローブホルダは前記プローブを収納し保護する外筒を有することを特徴とする試料作製装置。
3. 請求項１または２に記載の試料作製装置において、
   前記真空チャンバ内に、前記試料基板から摘出された前記試料を移載する試料ホルダを備えることを特徴とする試料作製装置。
4. 請求項１または２に記載の試料作製装置において、
   前記イオンビームの照射領域にデポジション膜形成用の原料ガスを供給するガス源を備
   えることを特徴とする試料作製装置。
5. 請求項１または２記載の試料作製装置において、
   前記プローブの位置を制御する位置コントローラを備えたことを特徴とする試料作製装置。
6. 請求項１または２に記載の試料作製装置において、
   前記二次粒子検出器で得られた二次粒子像を表示するディスプレイを備えることを特徴
   とする試料作製装置。
7. 請求項１または２に記載の試料作製装置において、
   前記試料基板が、半導体ウェハまたは半導体チップであることを特徴とする試料作製装
   置。
8. 請求項１または２に記載の試料作製装置において、
   前記試料が、分析や観察に必要な部分が摘出される試料片であることを特徴とする試料
   作製装置。
9. 請求項１または２に記載の試料作製装置において、
   前記試料が、ＴＥＭ観察用試料であることを特徴とする試料作製装置。
10. 集束イオンビームを試料基板に照射する照射光学系と、
    前記試料基板を載置するステージと、
    前記集束イオンビームの照射によって前記試料基板から発生する二次粒子を検出する二
    次粒子検出器と、
    前記集束イオンビームの照射領域にデポジション膜を形成する原料ガスを供給するデポ
    ジション用ガス源と、
    前記試料基板に前記イオンビームを照射して加工された試料を摘出するプローブと、
    該プローブを操作するマニピュレータと、
    前記ステージ及び二次粒子検出器を格納する真空チャンバとを有し、
    前記マニピュレータは、
    前記真空チャンバ内の所望の位置に前記プローブを移動させるプローブ移動機構と、
    前記真空チャンバを大気開放せずに前記プローブを当該真空チャンバ内に出し入れする
    真空導入機構と、
    前記プローブを保持するプローブホルダとを有し、
    前記プローブ移動機構と前記真空導入機構とが接続され、前記真空チャンバに取り付
    けるためのベースフランジと、
    前記プローブホルダは前記プローブを収納し保護する外筒とを備えることを特徴とする試料作製装置。
11. 請求項２に記載の試料作製装置において、
    前記プローブホルダは前記真空チャンバの真空を維持した状態で前記エアロック室から
    取り外すことができることを特徴とする試料作製装置。
12. 請求項１または２に記載の試料作製装置において、
    前記プローブホルダは、前記プローブに給電する手段を有することを特徴とする試料作製装置。
13. 請求項１２に記載の試料作製装置において、
    前記給電手段は、前記プローブに給電する導電部材を含むことを特徴とする試料作製装置。
14. 請求項２に記載の試料作製装置において、
    前記ベースフランジのみが前記真空チャンバ取り付けられていることを特徴とする試料作製装置。
    

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