JP4130798B2 - Compound microscope with probe and probe driving method - Google Patents
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Description
本発明は、プローブ付き顕微鏡に関し、特に、複数の顕微鏡を用いて試料から機械的プローブまでの実際の距離を正確に取得することで、効率良い速度で試料表面にプローブを接触させることができるプローブ付き複合顕微鏡装置、並びにプローブの高さ算出方法及びプローブ駆動方法に関する。 The present invention relates to a microscope with a probe, and in particular, a probe capable of bringing a probe into contact with a sample surface at an efficient speed by accurately acquiring an actual distance from a sample to a mechanical probe using a plurality of microscopes. The present invention relates to a combined microscope apparatus, a probe height calculation method, and a probe driving method.
マイクロプロセッサや半導体メモリなどの半導体集積回路の製造過程において、製品特性の検査のために、電子顕微鏡による配線寸法の計測や、配線パターン上の異物・欠陥検出などが行われている。試料内部にある異常個所の検査には、集束イオンビーム装置(Focused Ion Beam : FIB)と走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscopy : SEM)が組み合わされたFIB−SEM装置を用いることがある。FIB−SEM装置では、FIBを照射した際のスパッタ現象を用いて微細加工を行い、試料内部に存在する欠陥箇所を露出させた後で、SEMを用いて欠陥箇所を観察することができる。また、このFIB−SEM装置に機械的プローブを備えた装置では、試料からFIBで切り出した微小試料片を機械的プローブで摘出し、高分解能なSEMやTEMで観察することが可能である。機械的プローブ付きFIB−SEM装置に関しては特開2002−150990号公報に、微小試料片を摘出するプロセスは特開2001−21467号公報に詳細に示されている。 In the manufacturing process of a semiconductor integrated circuit such as a microprocessor or a semiconductor memory, measurement of wiring dimensions by an electron microscope, detection of foreign matter / defects on a wiring pattern, and the like are performed for inspection of product characteristics. An FIB-SEM device in which a focused ion beam device (FIB) and a scanning electron microscope (SEM) are combined may be used for inspecting an abnormal part inside a sample. In the FIB-SEM apparatus, microfabrication is performed using a sputtering phenomenon at the time of FIB irradiation to expose a defective portion existing inside the sample, and then the defective portion can be observed using the SEM. In addition, in an apparatus provided with a mechanical probe in this FIB-SEM apparatus, it is possible to extract a micro sample piece cut out from a sample with an FIB and observe it with a high-resolution SEM or TEM. Regarding the FIB-SEM apparatus with a mechanical probe, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-150990 discloses a detailed process of extracting a micro sample piece.
機械的プローブを用いて試料を摘出するプロセスには、(1) プローブ先端と、プローブ先端を接触させたい試料部位との位置関係を、顕微鏡像から把握し、プローブが試料に接触するまでプローブを駆動するステップと、(2) 微小試料片をプローブ先端に接着して、試料から試料片を摘出した後に、試料片を試料固定台に固定するために、試料片と共にプローブを試料固定台に接近させるステップとがある。この2つのステップにおける共通の作業として、プローブを試料や試料固定台に接近させる動作と、プローブが試料や試料固定台に接触したのを検知した後すぐに、プローブの駆動を停止させる動作がある。 In the process of extracting a sample using a mechanical probe, (1) The positional relationship between the probe tip and the sample site where the probe tip is to be contacted is grasped from the microscopic image, and the probe is moved until the probe contacts the sample. (2) After attaching the small sample piece to the tip of the probe and extracting the sample piece from the sample, the probe is brought close to the sample fixing stand together with the sample piece to fix the sample piece to the sample fixing stand. There are steps to make. Common operations in these two steps include an operation of bringing the probe close to the sample and the sample fixing base and an operation of stopping the driving of the probe immediately after detecting that the probe has contacted the sample and the sample fixing base. .
上記動作に関して、プローブを試料や試料固定台に接近又は接触させる際に注意すべきことは、プローブ速度の設定と接触の検知である。従来は、プローブ速度の設定は作業者が顕微鏡像を目視して行っている。接触の検知方法としては、接触抵抗の変化やプローブに流す電流変化などの電気信号から接触を検知する方法や、顕微鏡像のコントラスト変化を捉えて接触を検知する方法がある。 Regarding the above operation, what is to be noted when the probe is brought close to or in contact with the sample or the sample fixing base is the setting of the probe speed and the detection of the contact. Conventionally, the operator sets the probe speed by visually observing a microscope image. As a contact detection method, there are a method for detecting contact from an electrical signal such as a change in contact resistance or a current change flowing through the probe, and a method for detecting contact by detecting a contrast change in a microscope image.
従来の技術には以下のような問題点がある。
(1) プローブと試料との距離が既知ではない。距離が既知でなければ、プローブ駆動速度の決定が難しい。つまり、もしプローブと試料との距離が近いにも関わらずプローブ速度を速く設定した場合、プローブや試料片が試料や試料固定台に急速に接触し、プローブや試料片が破損してしまう恐れがある。また、もしプローブと試料との距離が遠いにも関わらず、プローブ速度を遅く設定した場合、接近にかかる時間が長くなりすぎる。このために、プローブと試料との距離に応じて、プローブを望ましい速度で駆動する必要がある。
(2) 接触抵抗の変化や電流変化を用いる接触検知は、試料や試料片が絶縁体の場合には非常に難しくなる。また、顕微鏡像からのコントラスト変化による接触検知は、作業者が顕微鏡像を目視して接触の判断を行うために、接触瞬間の検出が曖昧である。もし接触したことに気づかずにプローブ駆動を続ければ、プローブや試料片が破損する恐れがある。
The conventional techniques have the following problems.
(1) The distance between the probe and the sample is not known. If the distance is not known, it is difficult to determine the probe driving speed. In other words, if the probe speed is set high even though the distance between the probe and the sample is short, the probe or sample piece may rapidly come into contact with the sample or sample fixing table, and the probe or sample piece may be damaged. is there. In addition, if the probe speed is set to be slow although the distance between the probe and the sample is long, the time required for the approach becomes too long. For this reason, it is necessary to drive the probe at a desired speed according to the distance between the probe and the sample.
(2) Contact detection using contact resistance change or current change becomes very difficult when the sample or sample piece is an insulator. In addition, the contact detection based on the contrast change from the microscopic image is ambiguous because the operator visually determines the contact by visually observing the microscopic image. If the probe is continuously driven without noticing contact, the probe and the sample piece may be damaged.
上記2つの問題を解決するためには、プローブから試料までの距離を取得し、その距離に応じた最適なプローブ速度でプローブ駆動し、プローブから試料までの距離がゼロになった時にプローブ駆動を停止させることが重要となる。本発明は、このような要請に応えることのできる装置及び方法を提供することを目的とする。 In order to solve the above two problems, the distance from the probe to the sample is acquired, and the probe is driven at an optimum probe speed corresponding to the distance, and the probe is driven when the distance from the probe to the sample becomes zero. It is important to stop. An object of the present invention is to provide an apparatus and a method that can meet such a demand.
上記目的を達成するため、本発明によるプローブ付き複合顕微鏡は、試料のほぼ同一点を観察できる2台以上の顕微鏡と、試料を載置する試料台と、試料に接近又は接触させることを目的とした機械的プローブと、機械的プローブを駆動する駆動機構と、2台以上の顕微鏡から得られる画像から試料とプローブとの見かけの距離の測長を行う測長処理部と、その2つ以上の測長値と顕微鏡の姿勢情報を元に、試料とプローブとの実際の距離を計算する測長データ処理部を備え、試料とプローブとの距離を正確に把握する。顕微鏡の姿勢情報とは、例えば、試料面と顕微鏡光軸のなす角度θ,ω(図1、図10参照)である。 In order to achieve the above-mentioned object, the composite microscope with a probe according to the present invention aims to bring two or more microscopes capable of observing substantially the same point of a sample, a sample table on which the sample is placed, and a sample to approach or contact the sample. A mechanical probe, a drive mechanism for driving the mechanical probe, a length measurement processing unit for measuring the apparent distance between the sample and the probe from images obtained from two or more microscopes, and two or more of them A length measurement data processing unit that calculates the actual distance between the sample and the probe based on the length measurement value and the attitude information of the microscope is provided to accurately grasp the distance between the sample and the probe. The posture information of the microscope is, for example, angles θ and ω (see FIGS. 1 and 10) formed by the sample surface and the microscope optical axis.
プローブと試料との実際の距離に応じて、プローブを試料に接近させる際のプローブ駆動速度の決定を行うプローブ駆動コントローラを備え、プローブが試料方向に接近している最中に、プローブから試料までの距離を測定し、その距離に応じて、プローブ駆動速度を変更するのが好ましい。そして、プローブが試料方向に接近している最中に、プローブから試料までの距離を測定し、その距離が変化しなくなった時、又はその距離が予想された距離と比べて大きく異なった時をプローブが試料に接触したとして、プローブ駆動を停止させるのが好ましい。 A probe drive controller that determines the probe drive speed when the probe is brought close to the sample according to the actual distance between the probe and the sample, and from the probe to the sample while the probe is approaching the sample direction. It is preferable to measure the distance and change the probe driving speed in accordance with the distance. Then, measure the distance from the probe to the sample while the probe is approaching the sample direction, and when the distance no longer changes, or when the distance is significantly different from the expected distance. It is preferable to stop driving the probe when the probe contacts the sample.
試料表面上の基準点に対する機械的プローブの高さ方向距離を求める本発明の方法は、第1及び第2の顕微鏡を用い、前記基準点が、第1及び第2の顕微鏡による観察画像の中心に来るように調整する第1ステップと、プローブの先端を基準点の直上に位置付ける第2ステップと、第1の顕微鏡による観察画像及び/又は第2の顕微鏡による観察画像上で、基準点とプローブの先端との間の見かけの距離を測長する第3ステップと、見かけの距離と、第1の顕微鏡及び/又は第2の顕微鏡の姿勢情報とを用いてプローブの基準点に対する高さ方向距離を算出する第4ステップとを含む。 The method of the present invention for determining the height direction distance of the mechanical probe with respect to the reference point on the sample surface uses the first and second microscopes, and the reference point is the center of the observation image by the first and second microscopes. A reference point and a probe on the first image and / or the observation image obtained by the second microscope. The height direction distance with respect to the reference point of the probe using the third step of measuring the apparent distance between the tip of the probe, the apparent distance, and the posture information of the first microscope and / or the second microscope And a fourth step of calculating.
この方法の一態様としては、第1の顕微鏡と第2の顕微鏡は、第1の顕微鏡の光軸がプローブを試料方向への駆動する時の駆動方向と一致し、第2の顕微鏡の光軸は前記駆動方向と一致しない位置関係にあり、前記第2ステップは、第1の顕微鏡による観察画像の中心にプローブの先端を位置付けるステップからなり、前記第3のステップは、第2の顕微鏡による観察画像から基準点とプローブの先端との間の見かけの距離を測長するステップからなり、前記第4ステップは、前記見かけの距離と第2の顕微鏡の姿勢情報とを用いて高さ方向の距離を算出する。 As an aspect of this method, the first microscope and the second microscope are configured such that the optical axis of the first microscope coincides with the driving direction when the probe is driven in the sample direction, and the optical axis of the second microscope is Are in a positional relationship that does not coincide with the driving direction, and the second step includes a step of positioning the tip of the probe at the center of the observation image by the first microscope, and the third step is an observation by the second microscope. The method includes a step of measuring an apparent distance between the reference point and the tip of the probe from the image, and the fourth step uses a distance in the height direction using the apparent distance and posture information of the second microscope. Is calculated.
他の態様によると、第1の顕微鏡と第2の顕微鏡は、共に光軸がプローブを試料方向へ駆動する時の駆動方向と一致せず、かつ、第1の顕微鏡の光軸を含み試料面に垂直な第1の平面と第2の顕微鏡の光軸を含み試料面に垂直な第2の平面とが一致しない位置関係にあり、前記第2ステップは、第1の顕微鏡による観察画像上で、プローブの先端を第1の平面に接触させるステップと、第2の顕微鏡による観察画像上で、プローブの先端を第1の平面内で移動して第2の平面に接触させるステップとからなり、前記第3のステップは、第1の顕微鏡による観察画像又は第2の顕微鏡による観察画像上で、基準点とプローブの先端との間の見かけの距離を測長するステップからなり、前記第4のステップは、第1の顕微鏡による観察画像上で測長した見かけの距離と第1の顕微鏡の姿勢情報を用いて、又は第2の顕微鏡による観察画像上で測長した見かけの距離と第2の顕微鏡の姿勢情報とを用いて高さ方向の距離を算出するステップからなる。 According to another aspect, the first microscope and the second microscope both have an optical axis that does not coincide with a driving direction when driving the probe toward the sample, and includes the optical axis of the first microscope. The first plane perpendicular to the second plane and the second plane perpendicular to the sample surface including the optical axis of the second microscope do not coincide with each other, and the second step is performed on the observation image by the first microscope. A step of bringing the tip of the probe into contact with the first plane, and a step of moving the tip of the probe within the first plane on the observation image by the second microscope to make contact with the second plane, The third step includes a step of measuring an apparent distance between the reference point and the tip of the probe on the observation image by the first microscope or the observation image by the second microscope. The steps are measured on the image observed by the first microscope. Using the apparent distance and the posture information of the first microscope, or using the apparent distance measured on the observation image by the second microscope and the posture information of the second microscope, the distance in the height direction is determined. It consists of steps to calculate.
更に他の態様によると、第1の顕微鏡と第2の顕微鏡は、共に光軸が前記プローブを試料方向へ駆動する時の駆動方向と一致せず、かつ、第1の顕微鏡の光軸を含み試料面に垂直な平面と第2の顕微鏡の光軸を含み試料面に垂直な平面が互いに一致する位置関係にあり、前記第2ステップは、第1又は第2の顕微鏡による観察画像上で、プローブの先端を前記平面に接触させるステップと、第1の顕微鏡による観察画像上で測長した見かけの距離と第1の顕微鏡の姿勢情報を用いて第1の高さ距離を算出するステップと、第2の顕微鏡による観察画像上で測長した見かけの距離と第2の顕微鏡の姿勢情報を用いて第2の高さ距離を算出するステップと、第1の高さ距離と第2の高さ距離が等しくなるようにプローブの先端を前記平面上に移動させるステップとを含む。 According to still another aspect, the first microscope and the second microscope both have an optical axis that does not coincide with a driving direction when driving the probe toward the sample, and includes the optical axis of the first microscope. The plane perpendicular to the sample surface and the plane that includes the optical axis of the second microscope and perpendicular to the sample surface are aligned with each other, and the second step is performed on the observation image by the first or second microscope, A step of bringing the tip of the probe into contact with the plane; a step of calculating a first height distance using an apparent distance measured on an observation image by the first microscope and posture information of the first microscope; Calculating the second height distance using the apparent distance measured on the observation image by the second microscope and the posture information of the second microscope; the first height distance and the second height; Move the tip of the probe on the plane so that the distances are equal To and a step.
本発明によれば、顕微鏡の向きや配置に関わらず、複数の顕微鏡の観察画像をもとにプローブと試料の三次元的位置配置を得、プローブから試料までの距離を正確に測ることができる。また、プローブと試料との距離に応じたプローブ速度が設定できるため、短時間最適なプローブ速度でプローブを試料に接近又は接触させることが可能となる。 According to the present invention, a three-dimensional position arrangement of a probe and a sample can be obtained based on observation images of a plurality of microscopes regardless of the orientation and arrangement of the microscope, and the distance from the probe to the sample can be accurately measured. . Further, since the probe speed can be set according to the distance between the probe and the sample, the probe can be brought close to or brought into contact with the sample at an optimum probe speed for a short time.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。理解を容易にするために、以下の図において、同等の部材には同じ符号を付して説明する。プローブの位置や数は任意であるが、以下では説明を簡単にするためプローブの数は1つとして説明する。また、各実施の形態において、顕微鏡1と顕微鏡2の組み合わせは任意であり、例えば顕微鏡1を走査型電子顕微鏡(SEM)、顕微鏡2を集束イオンビーム装置(FIB)とすることができるが、それに限らず、例えば顕微鏡1をFIB、レーザー顕微鏡又は光学顕微鏡とし、顕微鏡2をSEM、レーザー顕微鏡又は光学顕微鏡とすることもできる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In order to facilitate understanding, the same reference numerals are given to the same members in the following drawings. The position and number of the probes are arbitrary, but in the following description, the number of probes is assumed to be one for the sake of simplicity. In each embodiment, the combination of the
[実施形態1]
図1は、本発明によるプローブ付き顕微鏡の一例を示す概念図である。試料6は試料台に載置されて移動可能である。図1に示した通り、顕微鏡1は試料面に対して垂直方向(Z方向)に位置し、顕微鏡2は試料面からθの角度に位置しているとする。ここでは、プローブ3の先端を試料6の部位7に接触させる方法について説明する。プローブ3の先端を試料6の部位7に接触させる操作は、プローブ3を試料6に対して垂直方向上方から接近させることにより行う。つまり、本例のプローブ付き顕微鏡は、プローブ3を試料6に接触させる時にプローブ3を移動させる方向(Z方向)と顕微鏡1の光軸とが一致している例である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of a microscope with a probe according to the present invention. The
顕微鏡1がSEMで、顕微鏡2がFIBである場合、SEMを使用して信号検出器4で得た2次電子や反射電子などのアナログ情報は、アナログ信号線5を通り、A/D変換部9でデジタル変換される。このデジタル変換されたデータを画像表示器11に取り込み2次元画像とする。この画像を以下SEM像と呼ぶ。また、FIBからも同様な方法で2次元画像を取得する。この画像を以下SIM像と呼ぶ。SEM像とSIM像を取得する際は共に信号検出器4を用いる。例えば、SEM像からSIM像に切り替える際は、SEMからの電子ビーム照射を停止し、FIBからのイオンビーム照射を開始することで、SIM像に切り替わる。
When the
本実施形態では、顕微鏡2で得られた画像を用いて、プローブ3の先端8から、プローブ3を接触させたい試料6の部位7までの見かけの長さLを測長する。測長は、画像表示器11で得られた画像を解析することで行う。また、この測長は測長処理部10にて行う。この測長値のデータ処理やデータ蓄積は測長データ処理部12にて行う。また、プローブ速度はプローブ駆動コントローラ13で決定し、そのプローブ駆動速度をもとに、プローブ駆動機構14にてプローブ3を駆動する。
In the present embodiment, the apparent length L from the
以下、プローブ駆動前に行う操作方法の詳細を示す。まず、図2に示すように、顕微鏡1の画像を用いて、試料部位7が観察画像の中心位置15にくるように試料台位置や顕微鏡1を調整する。この結果、顕微鏡1の画像は、最初例えば図2(a)のように中心位置15から外れていた試料部位7が、図2(b)に示すように観察画像の中心位置15に位置するようになる。この操作により、顕微鏡1の倍率を拡大しても縮小しても、顕微鏡1の画像中心位置15に接触させたい試料部位7が位置していることになる。
Details of the operation method performed before driving the probe will be described below. First, as shown in FIG. 2, using the image of the
次に、顕微鏡1を用いて、図3に示すように、観察画像上にプローブ3とプローブ先端8を映し出す。図3(a)のようにプローブ先端8を画像で確認できたら、図3(b)のように、プローブ先端8が観察画像の中心位置15に位置するように、プローブ3をXY方向に駆動する。この操作により、プローブ先端8が試料部位7の真上に移動したことになる。
Next, the
図4のフローチャートにより、プローブ先端8を画像中心15へ自動駆動する方法を説明する。まず、顕微鏡1の視野内にプローブ先端8が入るように調整し、プローブ先端8を観察する(S11)。次に、顕微鏡1の画像にてプローブ先端8を画像認識し(S12)、図3(a)に示すように、画像中心位置座標(0,0)からのずれ(X1,Y1)を測定する(S13)。次に、そのずれ(X1,Y1)の分、プローブ駆動機構14にてプローブ3を駆動する(S14)。このように、プローブ先端8を自動画像認識し、画像中心に対するプローブ先端8の位置を測定することにより、画像中心へプローブ先端8を自動駆動することが可能である。
A method of automatically driving the
以下、プローブ駆動開始から接触直前までのプローブ駆動方法を説明する。画像表示器11に表示する画像を顕微鏡2の画像に切り替える。試料部位7が画像中心に位置するように顕微鏡2を調整すると、図5(a)に示すように、プローブ先端8が画像中心縦軸16に上にある画像が取得できる。この画像からプローブ先端8と試料部位7との見かけの距離の測長を行う。この距離をL1とすると、図6に示した関係から、プローブ先端8と試料部位7の実際の高さ方向の距離Z1は、次式(1)のように求まる。
Hereinafter, a probe driving method from the start of probe driving to immediately before contact will be described. The image displayed on the
Z1=L1/cosθ (1) Z 1 = L 1 / cos θ (1)
この式(1)の計算は測長データ処理部12にて行う。算出した高さ方向の距離Z1のデータをプローブ駆動コントローラ13に送る。プローブ駆動コントローラ13にはZのデータに対応したプローブ駆動速度vが設定されている。例えば、プローブ先端8と試料部位7との実際の高さ方向の距離Zが10μm〜100μmの時はプローブ駆動速度を10μm/sに設定し、プローブ先端8と試料部位7との高さ方向の距離が10μm〜1μmの時はプローブ駆動速度を1μm/sに設定する。このように、プローブ駆動速度vを高さ方向の距離Zに応じて何段階かに分けて予めプローブ駆動コントローラ13に登録しておく。この複数のプローブ駆動速度の登録により、プローブが試料表面から遠いときは速い速度で接近させ、試料表面に近づくに従って速度を緩めて接近させることができ、プローブ3を試料に急激に衝突させることなく、プローブ先端を試料に自動的に接近させることが可能となる。
The calculation of equation (1) is performed by the length measurement
図7は、プローブ駆動開始後、プローブ駆動速度が設定可能な最低値に設定されるまでの処理を示すフローチャートである。まず、測定した高さ方向の距離Z1に対応したプローブ駆動速度v1の情報をプローブ駆動機構部14に送り、プローブ高さ方向(Z方向)下方への駆動を開始する(S21)。そのプローブ駆動速度vの情報は測長データ処理部12にも送られ、測長データ処理部12にてプローブの下降速度を常に監視する。Z方向下方へのプローブ駆動開始後は、プローブ先端8と試料部位7との見かけの距離Lを周期的に自動測長する。測定周期はT[s]とする。すなわち、顕微鏡2を用いてプローブ先端8と試料部位7との間の見かけの距離Liを測定する(S22)。測長データを測長データ処理部12に保存し(S23)、その後、測長データ処理部12で高さ方向の距離Zを算出する(S24)。距離Zのデータはプローブ駆動コントローラ13に渡され、プローブ駆動コントローラ13では距離Zに対応した下降速度vを決定する(S25)。決定された速度vのデータは測長データ処理部12に送信される(S26)。次に、決定された速度vは最低速度かどうか判定し(S27)、最低速度でない場合には決定された速度vでプローブ3を下降させる(S28)。その後、時間T[s]が経過すると、iを1だけインクリメントして見かけの距離Liを測長し(S29)、ステップ23に戻る。
FIG. 7 is a flowchart showing processing after the probe driving is started until the probe driving speed is set to a settable minimum value. First, information on the probe drive speed v 1 corresponding to the measured distance Z 1 in the height direction is sent to the
図7に示した処理例では、ステップ28とステップ30の間のタイミングで、観察画像を顕微鏡1の画像に切り替える。顕微鏡1によって試料の垂直上方からプローブ先端8と試料部位7の位置関係を観察した時、図8(a)のようにプローブ先端8が画像中心点15からずれて観察された場合は、図8(b)のようにプローブ先端8を画像中心点15に合わせ直す。なお、プローブ先端と画像中心点15との位置関係を確認するために観察画像を顕微鏡1の画像に切り替えるタイミングや、回数は任意であってよい。
In the processing example shown in FIG. 7, the observation image is switched to the image of the
プローブ先端8とプローブ先端7との見かけの距離Lによっては、図5に示すように、顕微鏡2の倍率を拡大して距離Lの測長を行ってもよい。例として、図5(a)にi回目に測定した測長データLiを倍率×1000で、図5(b)に(i+1)回目に測定した測長データLi+1を倍率×2000で、図5(c)に(i+2)回目に測定した測長データLi+2の測定を倍率×3000で行った測定例をそれぞれ示した。このように、倍率を上げて観察を行うことで、より精度の高い測長が可能となる。周期的に測定した測長データLiは、そのつど測長データ処理部12に保管する。また、測長の際はプローブ駆動を停止してもよいし、プローブ駆動を行いながら測長してもよい。
Depending on the apparent distance L between the
次に、プローブ先端と試料との接触を自動検知する方法に関して以下に説明する。図9は、プローブ接触検知方法を示すフローチャートである。本実施形態では、プローブの高さ方向の駆動速度は何段階かに分かれているとする。この何段階かに分かれている駆動速度の設定値の中で、これ以下の速度には設定することはない最低速度vminになった時、次式(2)を満たすかどうかを測長データ処理部12で確認する(S31)。 Next, a method for automatically detecting contact between the probe tip and the sample will be described below. FIG. 9 is a flowchart showing a probe contact detection method. In the present embodiment, it is assumed that the driving speed in the height direction of the probe is divided into several stages. Of the set values of the driving speed divided into several stages, the length measurement data indicates whether or not the following equation (2) is satisfied when the minimum speed v min that is not set to a speed lower than this is reached. Confirmation is made by the processing unit 12 (S31).
|(vmin×T)−(Zi−1−Zi)|≦α (2) | (V min × T) − (Z i−1 −Z i ) | ≦ α (2)
ここで、T[s]は測長を行う時間間隔の周期であり、Zi−1は(i−1)回目に測定した測長値で、Ziはi回目に測定した測長値である。また、測長の測定誤差を考慮し、任意の定数αを計算にいれる必要がある。プローブ先端8と試料部位7が接触していないときは式(2)が成立するのでプローブを駆動し続け(S32)、再度T[s]後にプローブ先端8と試料部位7との距離Zを測長する(S33)。プローブ先端8が試料に接触した際は、式(2)が成立しなくなるので、この時にプローブ高さ方向の駆動を自動停止させる(S35)。このような自動接触検知により、試料やプローブの損傷を最小にしてプローブ先端を試料部位7に接触させることが可能となる。
Here, T [s] is a period of a time interval for measuring length, Z i-1 is a measured value measured at the (i-1) th time, and Z i is a measured value measured at the i-th time. is there. In addition, it is necessary to calculate an arbitrary constant α in consideration of the measurement error of the length measurement. When the
この接触検知方法と併用して、従来からプローブと試料との接触検知に用いられている接触抵抗の測定や試料からプローブに流れる電流の測定などの接触検知を行ってもよい。 In combination with this contact detection method, contact detection such as measurement of contact resistance conventionally used for contact detection between the probe and the sample or measurement of current flowing from the sample to the probe may be performed.
[実施形態2]
図10及び図11は、本発明によるプローブ付き顕微鏡の他の例を示す概念図である。図10の側面図に模式的に示すように、顕微鏡1は試料面からωの角度に位置し、顕微鏡2は試料面からθの角度に位置する。また、図11の上面図に示すように、顕微鏡1の光軸を通り試料面に垂直な平面17と、顕微鏡2の光軸を通り試料面に垂直な平面16が等しくない時を考えるものとする。一例として顕微鏡1はSEM、顕微鏡2はFIBとすることができる。ここで、図10及び図11には、機器の向きや詳細に幾分の相違があるが、それは説明を理解しやすくするためのものであり、本質的なものではない。また、X軸、Y軸、Z軸を図10、図11のように規定する。
[Embodiment 2]
10 and 11 are conceptual diagrams showing other examples of the microscope with a probe according to the present invention. As schematically shown in the side view of FIG. 10, the
プローブ3の先端を試料6の部位7に接触させる際は、プローブ3を試料6にZ方向上方から接近させる。つまり、本例のプローブ付き顕微鏡は、プローブ3を試料6に接触させる時にプローブ3を移動させる方向(Z方向)が、顕微鏡1の光軸とも顕微鏡2の光軸とも一致しておらず、かつ、顕微鏡1の光軸を通り試料面に垂直な平面17と、顕微鏡2の光軸を通り試料面に垂直な平面16が等しくない例である。ここでは、説明の都合上、顕微鏡1はX軸に沿って位置し、顕微鏡2はY軸に沿って位置していると仮定する。しかし、平面16と平面17が等しくない限りは、顕微鏡1と顕微鏡2がどの位置にあっても、以下の手順によってプローブ3を効率的に試料6に接近させ、試料上の目的とする部位7に緩やかに接触させることができる。
When the tip of the
本実施形態は、試料部位7の直上にプローブ先端8を待ってくる方法が実施形態1と異なる。そこで、以下では実施形態1との相違を中心に説明するものとし、既述の構成要素、実施方法と同等の場合には実施形態1の説明を援用する。
The present embodiment is different from the first embodiment in the method of waiting for the
まず初めに、両方の顕微鏡1,2の観察画像の画像中心位置15に、接触させたい試料部位7が来るように試料台位置や顕微鏡1,2を調整する(図2)。次に、一方の顕微鏡1の画像に切り替え、プローブ3とプローブ先端8を観察画像上に映し出す。プローブ3とプローブ先端8の画像が確認できたら、図12や図14に示すようにプローブ3をY方向に駆動して、画像中心縦軸、つまりXZ平面17にプローブ先端8を接触させる。この時のプローブの3次元的な概略位置を図14に示す。図14からわかるように、プローブ先端8は平面17に接触箇所18で接したことになる。この操作を自動的に行うには、実施形態1で説明したように、顕微鏡1の観察画像においてプローブ先端8の画像認識を行い、プローブ先端のY座標が0になるようにプローブ駆動を行えばよい。
First, the sample stage position and the
次に、他方の顕微鏡2に切り替えて、プローブ3とプローブ先端8を観察画像上に映し出す。次に、図13に示すようにプローブ3をX方向に駆動し、YZ平面16にプローブ先端8を接触させる。ただし、このプローブ駆動の際は、プローブ3をY方向に動作させないようにする。この時のプローブ位置を図15に示す。図15からわかるように、プローブ先端8がYZ平面16に接触箇所19で接したことになる。この操作を自動的に行うには、顕微鏡2の観察画像においてプローブ先端8の画像認識を行い、プローブ先端8のX座標が0になるようにプローブ駆動を行えばよい。これらの操作により、プローブ先端8がYZ平面16とXZ平面17が交わった線上に移動したことになる。このYZ平面16とXZ平面17が交わった線はZ軸と等しいので、プローブ先端8は試料部位7の真上に移動したことになる。このように2つの顕微鏡1,2を切り替えて使用することで、プローブ3の先端8を正確に、且つ高速に試料部位7の直上に移動することが可能となる。
Next, switching to the
もし、2つの顕微鏡1,2を同時に使って異なる方向から観察した画像を2枚取得できる装置構成であるならば、上記プローブのXZ平面16とYZ平面17への接触は同時に行ってもよい。
If the apparatus is configured to be able to acquire two images observed from different directions using the two
プローブ駆動開始からプローブ接触までの動作は、実施形態1と同様である。顕微鏡1の観察画像から測長したプローブ先端8と試料部位7との見かけの距離をL1とすると、図6に示した関係から、プローブ先端8と試料部位7までの実際の高さ方向の距離Zは、次式(3)のように求まる。また、顕微鏡2の観察画像から測長したプローブ先端8と試料部位7との見かけの距離をL2とすると、プローブ先端8と試料部位7までの実際の高さ方向の距離Zは、同様に次式(4)のように求まる。
The operation from the probe driving start to the probe contact is the same as that of the first embodiment. When the apparent distance of the
Z=L1/cosω (3)
Z=L2/cosθ (4)
Z = L 1 / cosω (3)
Z = L 2 / cosθ (4 )
顕微鏡1又は顕微鏡2を用いて、周期的に試料部位7からプローブ先端8までの距離Zを測定し、図7にて説明したようにプローブ駆動の開始を行い、図9にて説明したようにしてプローブ先端と試料表面の接触を検知し、プローブの駆動停止を行う。
Using the
ただし、図16や図17に示すように、顕微鏡1や顕微鏡2の倍率を上げて画像を取得した際に、プローブ先端8が平面17や平面16からずれていることがあれば、プローブ3をY方向に駆動してプローブ先端8を平面17に接触させ、あるいはプローブ3をX方向に駆動してプローブ先端8を平面16に接触させる操作を行い、常にプローブ先端8が試料部位7の直上に位置するように移動する必要がある。
However, as shown in FIGS. 16 and 17, when the magnification of the
[実施形態3]
図18及び図19は、本発明によるプローブ付き顕微鏡の他の例を示す概念図である。本実施の形態では、図18の側面図に示すように、顕微鏡1は試料面からの角度ωに位置し、顕微鏡2は試料面からの角度θに位置する。かつ、図19の上面図に示すように、顕微鏡1の光軸を通り試料に垂直な平面と、顕微鏡2の光軸を通り試料に垂直な平面が等しい場合を考える。以下、この平面をYZ平面20とする。一例として、顕微鏡1はSEM、顕微鏡2はFIBとすることができる。
[Embodiment 3]
18 and 19 are conceptual diagrams showing other examples of the microscope with a probe according to the present invention. In the present embodiment, as shown in the side view of FIG. 18, the
本装置構成の場合、実施形態2で説明した平面16と平面17が相等しいために、プローブ位置の取得方法や、試料部位7の直上にプローブ先端8を移動させる方法が実施形態1や実施形態2とは異なる。以下に、プローブ位置の取得方法とプローブ移動方法を説明する。
In the case of this apparatus configuration, since the
まず始めに、2つの顕微鏡1,2の画像中心位置15に接触させたい試料6の部位7が来るように、試料台位置や顕微鏡1,2を調整する(図2)。次に、一方の顕微鏡1からの画像に切り替え、図20(a)に示すように、プローブ3とプローブ先端8を観察画像上に映し出す。次に、図20(b)に示すように、YZ平面20にプローブ先端8を接触させる。この時に、試料部位7とプローブ先端8との見かけの距離L1の測定を行う。次に、測長データ処理部12にてL1/cosω計算を行い、その計算結果の実際の距離Z1を保存する。この時のプローブ3と顕微鏡1と試料6との位置関係を図22に示した。
First, the position of the sample stage and the
次に、顕微鏡2に切り替えると、図21のようにYZ平面20にプローブ先端8が接触している像が観察される。これは、顕微鏡1の光軸を通り試料6に垂直な平面と、顕微鏡2の光軸を通り試料6に垂直な平面が、共にYZ平面20であるためである。次に、プローブ先端8と試料部位7との見かけの距離L2の測長を行う。このL2データ値を用いて、測長データ処理部12にてL2/cosθ計算を行う。この計算結果の実際の距離Z2を保存する。この時のプローブ3と顕微鏡2と試料6の位置関係を図23に示した。
Next, when switching to the
測長データ処理部12にてZ1(=L1/cosω)とZ2(=L2/cosθ)の大小比較を行う。もし、Z1とZ2が異なれば、Z1(L1/cosω)=Z2(L2/cosθ)が成立するようにプローブ駆動を行う。駆動を行う方向は、例えば、Z1>Z2の時は顕微鏡1の方向に、また、Z1<Z2の時は顕微鏡2の方向にプローブ3を駆動すればよい。また、2つの顕微鏡を同時に使って、2枚の画像を同時に取得できる装置構成であるならば、距離L1とL2の測定は同時に行ってもよい。
The length measurement
距離Z1とZ2が等しくなれば、図24のように、プローブ先端8が試料6の部位7の直上に移動したことになる。このようにして2つの顕微鏡1,2を切り替えて使用することで、プローブ先端8を試料部位7の直上に移動することが可能となる。この後のプローブ駆動はZ軸方向に駆動するだけでよい。
If the distances Z 1 and Z 2 are equal, the
以下、プローブ駆動開始からプローブ接触までの動作は実施形態1と同様である。また、実施形態2のように顕微鏡1や顕微鏡2の倍率を上げて画像を取得した際に、プローブ先端8がYZ平面20からずれることがあれば、顕微鏡1か顕微鏡2の一方の観察画像で図20のようにプローブ位置を修正する必要がある。また、プローブ先端8を試料部位7の直上に移動した後は、プローブ先端8と試料部位7との距離Lを測長する顕微鏡は顕微鏡1でも顕微鏡2でもかまわない。
Hereinafter, the operation from the probe driving start to the probe contact is the same as that of the first embodiment. Moreover, if the
[実施形態4]
上記で説明した3つの実施形態では、プローブを試料に接近させ、接触させることを目的としていた。本実施形態では、マイクロサンプリングなどで微小試料を摘出した後に,試料片を固定試料台に接近、接触させる際のプローブ駆動方法を示したものである。本実施形態での装置構成は実施形態1と同等(図1)であるとする。また、顕微鏡1はSEM、顕微鏡2はFIBであるとする。
[Embodiment 4]
In the three embodiments described above, the purpose is to bring the probe close to and in contact with the sample. In the present embodiment, a probe driving method when a sample piece is brought close to and brought into contact with a fixed sample stage after extracting a micro sample by micro sampling or the like is shown. The apparatus configuration in this embodiment is assumed to be the same as that in the first embodiment (FIG. 1). The
プローブに接着された微小試料片を試料固定台に接近させ、接触を行う方法を以下に説明する。基本的な操作は実施形態1と同等である。実施形態1ではプローブ先端8と試料部位7との距離を測長していたが、本実施形態では、プローブ3に接着された微小試料片22の試料固定台21に接触させたい部位23と試料固定台21との距離を測長する点だけが異なる。そこで、以下では実施形態1との相違を中心に説明するものとし、既述の構成要素、実施方法と同等のものに対しては実施形態1での説明を援用する。
A method for bringing the minute sample piece adhered to the probe close to the sample fixing base and performing contact will be described below. The basic operation is the same as that of the first embodiment. In the first embodiment, the distance between the
最初に、試料6の切り出したい微小試料片22の周囲及び底部にFIB2を用いて溝を加工し、微小試料片のごく一部だけが試料とつながっている状態にまで加工する。次に、実施形態1で説明したようにしてプローブ3を下降し、プローブ先端8を微小試料片22の上部に接触させる。その後、公知の方法によってプローブ先端8を微小試料片22の上部に接着する。プローブ先端8が微小試料片22の上部に接着されたら、FIB2によって微小試料片22を試料6から完全に切り離す。図25は、微小試料片22がプローブ8の先端に接着されて試料6から切り離された状態を模式的に示している。
First, a groove is processed using
その後、図26に示すように、プローブ3に接着された微小試料片22を試料固定台21に接近させて、試料固定台21に接触させる。まず初めに、SEM1とFIB2それぞれの観察画像の画像中心位置15に試料固定台21が来るように、試料固定台21の位置やSEM1及びFIB2を調整する。次に、SEM1を用いて、観察画像上にプローブ3と微小試料片22を映し出す。微小試料片22の形状は摘出方法によって異なるが、本実施形態の方法で摘出した微小試料片22は、図25のように下面が角度θに傾斜した形状を有する。プローブ3と摘出微小試料片22を画像で確認したら、SEM1の画像上で微小試料片22が試料固定台21の真上に来るようにプローブ3を駆動させる。
Thereafter, as shown in FIG. 26, the
顕微鏡をFIB2に切り替えると、図26や図27に示すように、微小試料片22の試料固定台21に接触させたい下端部位23と、摘出微小試料片22のFIB2に近い部位24は同じ箇所に重なって観察される。これは図25に示したように、角度θで微小試料を摘出しているので、角度θに傾斜したFIB2からの観察では、摘出微小試料片22の下端部位23とFIBに近い側の部位24は光軸方向に重なった箇所として観察されるからである。従って、図27に示すように、FIB2の観察画像上で微小試料片の部位24と試料固定台21との見かけの距離L2を測定すれば、次式(5)によって接触させたい摘出微小試料部位23と試料台との実際の距離Zが求まる。
When the microscope is switched to FIB2, as shown in FIG. 26 and FIG. 27, the
Z=L2/cosω (5) Z = L 2 / cosω (5)
以下、プローブ3の駆動開始から試料固定台21に微小試料片22を接触させるまでの動作は実施形態1と同様である。微小試料片22の下端部位23が試料固定台21に接触したら、公知の方法によって微小試料片22を試料固定台21に固定する。その後、微小試料片22からプローブ3を切り離し、必要に応じて試料固定台21に固定された微小試料片22に対しFIB2を用いた加工が行われる。
Hereinafter, the operation from the start of driving of the
1:顕微鏡(SEM)、2:顕微鏡(FIB)、3:プローブ、4:信号検出器、5:アナログ信号線、6:試料、7:プローブを接触させたい試料部位、8:プローブ先端、9:A/D変換機、10:測長処理部、11:画像表示器、12:測長データ処理部、13:プローブ駆動コントローラ、14:プローブ駆動機構、15:画像中心点、16:YZ平面、17:XZ平面、18:YZ平面とプローブ先端8との接触箇所、19:XZ平面とプローブ先端8との接触箇所、20:XZ平面、21:試料固定台、22:摘出微小試料片、23:試料固定台に接触する摘出微小試料部位
1: Microscope (SEM), 2: Microscope (FIB), 3: Probe, 4: Signal detector, 5: Analog signal line, 6: Sample, 7: Sample portion to be contacted with probe, 8: Probe tip, 9 : A / D converter, 10: Length measurement processing unit, 11: Image display, 12: Length measurement data processing unit, 13: Probe drive controller, 14: Probe drive mechanism, 15: Image center point, 16: YZ plane 17: XZ plane, 18: contact location between the YZ plane and the
Claims (9)
試料を載置する試料台と、
機械的プローブと、
前記機械的プローブを駆動するプローブ駆動機構と、
顕微鏡による観察画像を解析し前記プローブと試料との間の見かけの距離を測長する測長処理部と、
前記測長処理部による測長値と顕微鏡の姿勢情報をもとに前記プローブと試料との間の実際の距離を計算する測長データ処理部とを含み、
前記プローブを試料方向に接近駆動中に前記プローブと試料との間の実際の距離を測定し、当該距離が前記プローブ駆動機構による前記プローブの駆動速度から予想される距離と一致しなくなったとき、前記プローブ駆動機構による前記プローブの駆動を停止させることを特徴とするプローブ付き複合顕微鏡。 A first and a second microscope capable of observing substantially the same point of the sample;
A sample stage on which the sample is placed;
A mechanical probe;
A probe driving mechanism for driving the mechanical probe;
A length measurement processing unit for analyzing an observation image by a microscope and measuring an apparent distance between the probe and the sample;
Look including the measurement data processing unit to calculate the actual distance between the probe and the sample on the basis of the length value and the microscope and orientation information of the measurement by the measuring unit,
Measure the actual distance between the probe and the sample while driving the probe closer to the sample direction, and when the distance does not match the distance expected from the probe driving speed by the probe driving mechanism, A compound microscope with a probe, wherein driving of the probe by the probe driving mechanism is stopped .
第1及び第2の顕微鏡を用い、前記基準点が、前記第1及び前記第2の顕微鏡による観察画像の中心に来るように調整する第1ステップと、
前記プローブの先端を前記基準点の直上に位置付ける第2ステップと、
前記第1の顕微鏡による観察画像及び/又は前記第2の顕微鏡による観察画像上で、前記基準点と前記プローブの先端との間の見かけの距離を測長する第3ステップと、
前記見かけの距離と、前記第1の顕微鏡及び/又は第2の顕微鏡の姿勢情報とを用いて前記プローブの前記基準点に対する高さ方向距離を算出する第4ステップと、
前記プローブを前記基準点に接近する方向に駆動する第5ステップと、
前記プローブの前記基準点への接近駆動中に前記プローブの先端と前記基準点との間の実際の距離を測定し、当該距離が前記プローブの駆動速度から予想される距離と一致しなくなったとき前記プローブの駆動を停止させる第6ステップとを含むことを特徴とするプローブ駆動方法。 In a probe driving method for bringing the tip of a mechanical probe into contact with a reference point on a sample surface,
Using a first and a second microscope, a first step of adjusting the reference point so that it is at the center of the observation image by the first and second microscopes;
A second step of positioning the tip of the probe directly above the reference point;
A third step of measuring an apparent distance between the reference point and the tip of the probe on the observation image by the first microscope and / or the observation image by the second microscope;
A fourth step of calculating a height direction distance of the probe with respect to the reference point using the apparent distance and posture information of the first microscope and / or the second microscope;
A fifth step of driving the probe in a direction approaching the reference point;
When the actual distance between the tip of the probe and the reference point is measured while the probe is approaching the reference point, and the distance no longer matches the distance expected from the probe driving speed. And a sixth step of stopping the driving of the probe.
前記第1の顕微鏡と第2の顕微鏡は、前記第1の顕微鏡の光軸が前記プローブを試料方向への駆動する時の駆動方向と一致し、前記第2の顕微鏡の光軸は前記駆動方向と一致しない位置関係にあり、
前記第2ステップは、前記第1の顕微鏡による観察画像の中心に前記プローブの先端を位置付けるステップからなり、
前記第3のステップは、前記第2の顕微鏡による観察画像から前記基準点と前記プローブの先端との間の見かけの距離を測長するステップからなり、
前記第4ステップは、前記見かけの距離と前記第2の顕微鏡の姿勢情報とを用いて前記高さ方向の距離を算出するステップからなることを特徴とするプローブ駆動方法。 The probe driving method according to claim 3 ,
In the first microscope and the second microscope, the optical axis of the first microscope coincides with the driving direction when the probe is driven in the sample direction, and the optical axis of the second microscope is the driving direction. Is in a positional relationship that does not match
The second step comprises the step of positioning the tip of the probe at the center of the image observed by the first microscope,
The third step includes a step of measuring an apparent distance between the reference point and the tip of the probe from an image observed by the second microscope,
The probe driving method according to claim 4, wherein the fourth step includes a step of calculating a distance in the height direction using the apparent distance and posture information of the second microscope.
前記第1の顕微鏡と第2の顕微鏡は、共に光軸が前記プローブを試料方向へ駆動する時の駆動方向と一致せず、かつ、前記第1の顕微鏡の光軸を含み試料面に垂直な第1の平面と前記第2の顕微鏡の光軸を含み試料面に垂直な第2の平面とが一致しない位置関係にあり、
前記第2ステップは、前記第1の顕微鏡による観察画像上で、前記プローブの先端を前記第1の平面に接触させるステップと、前記第2の顕微鏡による観察画像上で、前記プローブの先端を前記第1の平面内で移動して前記第2の平面に接触させるステップとからなり、
前記第3のステップは、前記第1の顕微鏡による観察画像又は前記第2の顕微鏡による観察画像上で、前記基準点と前記プローブの先端との間の見かけの距離を測長するステップからなり、
前記第4のステップは、前記第1の顕微鏡による観察画像上で測長した見かけの距離と前記第1の顕微鏡の姿勢情報を用いて、又は前記第2の顕微鏡による観察画像上で測長した見かけの距離と前記第2の顕微鏡の姿勢情報とを用いて前記高さ方向の距離を算出するステップからなることを特徴とするプローブ駆動方法。 The probe driving method according to claim 3 ,
In both the first microscope and the second microscope, the optical axis does not coincide with the driving direction when the probe is driven in the sample direction, and includes the optical axis of the first microscope and is perpendicular to the sample surface. The first plane and the second plane including the optical axis of the second microscope and perpendicular to the sample surface are in a positional relationship, and
The second step includes a step of bringing a tip of the probe into contact with the first plane on an observation image obtained by the first microscope, and a step of placing the tip of the probe on the observation image obtained by the second microscope. Moving in a first plane to contact the second plane,
The third step includes a step of measuring an apparent distance between the reference point and the tip of the probe on the observation image by the first microscope or the observation image by the second microscope,
In the fourth step, the apparent distance measured on the observation image by the first microscope and the posture information of the first microscope are used, or the measurement is performed on the observation image by the second microscope. A probe driving method comprising the step of calculating a distance in the height direction using an apparent distance and posture information of the second microscope.
前記第1の顕微鏡と第2の顕微鏡は、共に光軸が前記プローブを試料方向へ駆動する時の駆動方向と一致せず、かつ、前記第1の顕微鏡の光軸を含み試料面に垂直な平面と前記第2の顕微鏡の光軸を含み試料面に垂直な平面が互いに一致する位置関係にあり、
前記第2ステップは、前記第1又は第2の顕微鏡による観察画像上で、前記プローブの先端を前記平面に接触させるステップと、前記第1の顕微鏡による観察画像上で測長した見かけの距離と前記第1の顕微鏡の姿勢情報を用いて第1の高さ距離を算出するステップと、前記第2の顕微鏡による観察画像上で測長した見かけの距離と前記第2の顕微鏡の姿勢情報を用いて第2の高さ距離を算出するステップと、前記第1の高さ距離と第2の高さ距離が等しくなるように前記プローブの先端を前記平面上に移動させるステップとを含むことを特徴とするプローブ駆動方法。 The probe driving method according to claim 3 ,
In both the first microscope and the second microscope, the optical axis does not coincide with the driving direction when the probe is driven in the sample direction, and includes the optical axis of the first microscope and is perpendicular to the sample surface. A plane and a plane that includes the optical axis of the second microscope and that is perpendicular to the sample surface are coincident with each other;
The second step includes a step of bringing the tip of the probe into contact with the plane on an observation image obtained by the first or second microscope, and an apparent distance measured on the observation image obtained by the first microscope. The step of calculating the first height distance using the posture information of the first microscope, the apparent distance measured on the observation image by the second microscope, and the posture information of the second microscope are used. Calculating a second height distance, and moving the probe tip onto the plane so that the first height distance is equal to the second height distance. A probe driving method.
前記試料固定台が、前記顕微鏡による観察画像の中心及び前記集束イオンビーム装置による観察画像の中心に来るように調整するステップと、
前記顕微鏡による観察画像の中心に前記試料片を位置付けるステップと、
前記集束イオンビーム装置による観察画像から前記試料固定台と前記試料片端部との間の見かけの距離を測長するステップと、
前記見かけの距離と前記集束イオンビーム装置の姿勢情報とを用いて前記試料固定台に対する前記試料片の高さ方向の距離を算出するステップと、
前記プローブを前記試料固定台に接近する方向に駆動するステップと、
前記プローブの前記試料固定台への接近駆動中に前記試料片端部と前記試料固定台との間の実際の距離を測定し、当該距離が前記プローブの駆動速度から予想される距離と一致しなくなったとき前記プローブの駆動を停止させるステップとを含むことを特徴とするプローブ駆動方法。 Using a compound probe microscope having a mechanical probe, a microscope having an optical axis that coincides with a driving direction when the probe is driven in a sample direction, and a focused ion beam device having an optical axis that does not coincide with the driving direction In the probe driving method in which the sample piece extracted from the sample using the focused ion beam device and adhered to the tip of the probe is brought close to and brought into contact with the sample fixing table,
Adjusting the sample fixing base so as to come to the center of the observation image by the microscope and the center of the observation image by the focused ion beam device;
Positioning the sample piece at the center of an image observed by the microscope;
Measuring an apparent distance between the sample fixing base and the sample piece end from an observation image by the focused ion beam device;
Calculating a distance in a height direction of the sample piece with respect to the sample fixing table using the apparent distance and posture information of the focused ion beam device;
Driving the probe in a direction approaching the sample fixture;
The actual distance between the one end of the sample and the sample fixing base is measured while the probe is approaching the sample fixing base, and the distance does not coincide with the distance expected from the driving speed of the probe. And a step of stopping driving of the probe when the probe is driven.
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