JP4729390B2 - Sample preparation equipment - Google Patents

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Description

本願は、半導体装置などの電子部品製造方法、この電子部品製造方法を実現するための試料作製装置に関する。   The present application relates to a method for manufacturing an electronic component such as a semiconductor device, and a sample preparation device for realizing the method for manufacturing the electronic component.

メモリやマイクロコンピュータなど半導体装置、ハードディスクの磁気ヘッドなど電子部品の製造においては、良品を淀みなく生産し続けることが求められる。生産個数が大量であるため、ある工程での不良発生が製品歩留りの低下や生産ラインの停止に直接つながり、採算に大きく影響する。しかし、全く不良品が発生せずに生産できることは稀で、ある程度の不良品は必ず発生するため、欠陥や異物、加工不良を如何に早期に発見し、その対策を如何に早くするかが大きな課題となる。このため例えば、半導体装置の製造現場では、特定のプロセス後やデバイス完成後には入念な検査が行なわれ不良品の撲滅と不良箇所の原因追及に注力している。実際の製造工程では、ウェーハの場合、完成後のウェーハの広範囲を隈無く検査して、回路パターンの欠陥や異物など異常箇所があればそのデバイスを廃棄したり、異常原因を追及して対策する方法が行なわれる。   In the manufacture of electronic components such as semiconductor devices such as memories and microcomputers, and magnetic heads of hard disks, it is required to continue to produce good products without hesitation. Since the number of products produced is large, the occurrence of defects in a certain process directly leads to a decrease in product yield and production line shutdown, greatly affecting profitability. However, since it is rare that the product can be produced without any defective product, and a certain amount of defective product is always generated, how to detect defects, foreign matter, processing defects early, and how quickly to take countermeasures is important. It becomes a problem. For this reason, for example, at the manufacturing site of semiconductor devices, careful inspection is performed after a specific process or after the device is completed, and efforts are made to eradicate defective products and to investigate the cause of defective parts. In the actual manufacturing process, in the case of wafers, thoroughly inspect the completed wafer, and if there are abnormal parts such as circuit pattern defects or foreign matter, discard the device or investigate the cause of the abnormality. The method is performed.

特開平5−52721号公報JP-A-5-52721

上述のような電子部品の製造に関して不良品を出さないように効率よく管理するには、以下のような解決すべき課題が残されていた。
(1)TEM観察のルーチン化(TEM試料作製の問題点)
通常、試料の外観観察には高分解能の走査型電子顕微鏡(以下、SEMと略記)が用いるが、半導体の高集積化に伴い、対象物がSEMの分解能では観察できないほど極微細なものなっている。SEMに代って観察分解能が高い透過型電子顕微鏡(以下、TEMと略記)に頼らざるを得なくなっている。電子部品製造に当たって、良品を生産し続けるためにはTEMを如何に簡単にルーチン作業として使えるかが要点となるが、TEMをルーチン的に使用するためには解決すべき大きな問題を抱えている。それは試料作製法である。
In order to efficiently manage so as not to produce defective products regarding the manufacture of electronic parts as described above, the following problems to be solved remain.
(1) Routine TEM observation (problem of TEM sample preparation)
Usually, a high-resolution scanning electron microscope (hereinafter abbreviated as SEM) is used to observe the appearance of a sample. However, as semiconductors are highly integrated, the object becomes so fine that it cannot be observed with SEM resolution. Yes. Instead of SEM, a transmission electron microscope (hereinafter abbreviated as TEM) with high observation resolution has to be relied upon. In order to continue producing good products, the key point is how easily TEM can be used as a routine work. However, in order to use TEM routinely, there are major problems that need to be solved. It is a sample preparation method.

従来のTEM試料作製には劈開、切断、機械研削など試料を小片にする作業が伴い、試料がウェーハの場合は必ず割断せざるを得ない。しかも、研磨、イオンシングなど熟練と時間を要する作業が続く。たとえ、試料形状ができ上がっても、注目するピンポイント部分を的確に捉えて、所望の観察が出来る確率は非常に小さかった。 Cleaving the conventional TEM sample preparation, cutting, and sample such as mechanical grinding with the task of the small pieces, always cleaving forced if the sample is a wafer. Moreover, work that requires skill and time, such as polishing and ion singing, continues. Even if the sample shape was completed, the probability that the pinpoint portion of interest was accurately captured and desired observation was very small.

最近では集束イオンビーム(以下、FIBと略す)加工を利用する例がある。これは、ダイシング装置を用いてウェーハ等の試料から観察すべき領域を含むおおよそ3×0.1×0.5mm(0.5mmはウェーハの厚み)短冊状ペレットを切り出す。この短冊状ペレットの一部を薄壁状にFIB加工してTEM試料とする。FIB加工されたTEM観察用の試料の断面形状は逆T字形状であったり、L字形状の場合もあり種々変形もあるが、基本とするところは短冊状の試験片の一部がTEM観察用に薄いウォール状に加工してあることにある。この方法によって、所望の観察部をμmレベルで位置出しすることが可能になったが、やはりウェーハを割断しなければならない。   Recently, there is an example using focused ion beam (hereinafter abbreviated as FIB) processing. This is by cutting out approximately 3 × 0.1 × 0.5 mm (0.5 mm is the thickness of the wafer) strip-shaped pellets including a region to be observed from a sample such as a wafer using a dicing apparatus. A part of this strip-shaped pellet is FIB processed into a thin wall to obtain a TEM sample. The cross-sectional shape of the FIB-processed TEM observation sample may be an inverted T-shape or an L-shape, and may be variously modified. This is because it is processed into a thin wall shape. Although this method makes it possible to locate a desired observation portion at the μm level, the wafer must still be cleaved.

このように、TEMを製造途中のある工程での仕上がりを監視するための手段として用いるのは観察分解の面で利点は大きいが、TEM試料作製の関係でたった数箇所の検査のために割断し、ウェーハの破片は次のプロセスでは使えず廃棄処分とならざるを得ない。このように高価な大口径ウェーハで、しかもそれまでに施したプロセスを無駄にしなければならず非常に不経済であった。例えば、図2は従来のプロセスにおける投入されるウェーハと、各工程での検査に際してウェーハが減少していく様子を示している。プロセスs1からプロセスs11に至る間に例えばプロセスs3、s6、s8、s11の後4回の検査を行なったとすると、検査の度にウェーハ1枚を消費するため、検査用ウェーハ16A、16B、16C、16Dとしてロットから抜き取るため、初期ロット15が例えば10枚とすると最終的なロット15’Dの枚数は6枚になってしまう。つまり、検査回数が多いと、最終的な取得ウェーハは減少してしまい良品部品の取得の歩留の低下を招いていた。   As described above, using TEM as a means to monitor the finish of a process in the middle of manufacturing has great advantages in terms of observation and decomposition, but it is cleaved for only a few inspections in relation to TEM sample preparation. The wafer fragments cannot be used in the next process and must be disposed of. Such an expensive large-diameter wafer is very uneconomical because the processes performed so far must be wasted. For example, FIG. 2 shows a state in which wafers are charged in a conventional process and the number of wafers is reduced during inspection in each process. For example, if four inspections are performed after the processes s3, s6, s8, and s11 from the process s1 to the process s11, since one wafer is consumed for each inspection, the inspection wafers 16A, 16B, 16C, Since 16D is extracted from the lot, if the initial lot 15 is, for example, 10 pieces, the final lot 15′D has 6 pieces. In other words, if the number of inspections is large, the number of final acquired wafers decreases, leading to a decrease in the yield of non-defective parts.

これに対して、ウェーハを分断することなく試料作製できる方法がある。この方法は、特開平05−52721号公報に『試料の分離方法及びこの分離方法で得た分離試料の分析方法』が開示されている。この方法は図2に示すように、まず、試料20の表面に対しFIB29が直角に照射するように試料20の姿勢を保ち、試料上でFIB29を矩形に走査させ、試料表面に所要の深さの角穴21を形成する(図3(a))。次に、試料表面に対するFIBの軸が約70°傾斜するように試料を傾斜させ、底穴22を形成する。試料の傾斜角の変更は、試料ステージ(図示せず)によって行われる(図3(b))。試料の姿勢を変更し、試料の表面がFIBに対して再び垂直になるように試料を設置し、切り欠き溝23を形成する(図2(c))。マニピュレータ(図示せず)を駆動し、マニピュレータ先端のプローブ54の先端を、試料20を分離する部分に接触させる(図3(d))。ガスノズル25から堆積性ガス26を供給し、 FIBをプローブの先端部を含む領域に局所的に照射し、イオンビームアシストデポジション膜(以下、デポ膜27と略す)を形成する。接触状態にある試料の分離部分とプローブ24の先端はデポ膜26で接続される(図3(e))。 FIB29で残りの部分を切り欠き加工し(図3(f))、試料20から分離試料28を切り出す。切り出された分離試料28は、接続されたプローブ24で支持された状態になる(図3(g))。この分離試料28を、上記第2の従来手法と同様にFIBで加工し、観察しようとする領域をウォール加工するとTEM試料(図示せず)となる。ウェーハなど試料から所望の解析領域を含む微小試料片を、FIB加工と微小試料の搬送手段を駆使して分離する方法である。この方法で分離した微小試料を各種解析装置に導入することで解析することができる。しかし本方法は、微小試料を分離するために試料を約70°も大きく傾斜させてFIBを斜め照射している。FIBの集束性から要求される対物レンズと試料との間隔を考慮すると、このような大傾斜はFIB性能を悪化させてしまい、満足な加工が出来ないと予想される。通常用いられているFIB装置性能を維持するには60°程度が限度である。また、直径300mmなど大口径ウェーハ用試料ステージを70°も大きく傾斜させることは、機械的に非常に困難である。たとえ70°の大傾斜が可能としても摘出試料の底面は70°の傾斜を持ち、水平面の試料ホルダに設置すると、本来の試料表面は試料ホルダ面に対して20°も傾斜しており、表面に対してほぼ垂直な断面やウォ−ルを形成することが困難となる。
試料基板の表面に対しほぼ垂直な断面やウォールを形成するためには、底面の傾斜を小さくして底面を表面に平行に近くすることが必須で、そのためには試料傾斜をさらに大きくしなければならず、これは上述の装置上の制約からさらに困難になるという問題点を有している。
On the other hand, there is a method capable of producing a sample without dividing the wafer. This method is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-52721 “a method for separating a sample and a method for analyzing a separated sample obtained by this separation method”. In this method, as shown in FIG. 2, first, the posture of the sample 20 is maintained so that the FIB 29 irradiates the surface of the sample 20 at a right angle, and the FIB 29 is scanned in a rectangular shape on the sample, and a required depth is formed on the sample surface. The square hole 21 is formed (FIG. 3A). Next, the sample is tilted so that the FIB axis with respect to the sample surface is tilted by about 70 ° to form the bottom hole 22. The sample inclination angle is changed by a sample stage (not shown) (FIG. 3B). The orientation of the sample is changed, the sample is placed so that the surface of the sample is again perpendicular to the FIB, and a notch groove 23 is formed (FIG. 2 (c)). A manipulator (not shown) is driven, and the tip of the probe 54 at the tip of the manipulator is brought into contact with a portion where the sample 20 is separated (FIG. 3 (d)). A deposition gas 26 is supplied from the gas nozzle 25, and FIB is locally irradiated to a region including the tip of the probe to form an ion beam assisted deposition film (hereinafter abbreviated as a deposition film 27). The separated portion of the sample in contact with the tip of the probe 24 is connected by a deposition film 26 (FIG. 3 (e)). The remaining part is cut out with FIB 29 (FIG. 3 (f)), and the separated sample 28 is cut out from the sample 20. The cut out separated sample 28 is supported by the connected probe 24 (FIG. 3 (g)). When this separated sample 28 is processed by FIB in the same manner as in the second conventional method and a region to be observed is wall processed, a TEM sample (not shown) is obtained. This is a method of separating a micro sample piece including a desired analysis region from a sample such as a wafer by using FIB processing and a micro sample transport means. Analysis can be performed by introducing a micro sample separated by this method into various analyzers. However, in this method, in order to separate a micro sample, the sample is tilted as much as about 70 ° and the FIB is obliquely irradiated. Considering the distance between the objective lens and the sample required from the FIB focusing property, such a large inclination deteriorates the FIB performance, and it is expected that satisfactory processing cannot be performed. In order to maintain the performance of the FIB device that is normally used, the limit is about 60 °. In addition, it is very difficult mechanically to tilt a large-diameter wafer sample stage having a diameter of 300 mm as much as 70 °. Even if a large inclination of 70 ° is possible, the bottom surface of the extracted sample has an inclination of 70 °, and when placed on a horizontal sample holder, the original sample surface is inclined by 20 ° with respect to the sample holder surface. However, it becomes difficult to form a cross section or wall substantially perpendicular to the wall.
In order to form a cross section or wall that is almost perpendicular to the surface of the sample substrate, it is essential to reduce the inclination of the bottom surface and make the bottom surface parallel to the surface. To this end, the sample inclination must be increased further. However, this has the problem that it becomes more difficult due to the limitations on the apparatus described above.

このようなことから、良品部品の取得の歩留向上のために、ウェーハを切断することなく、しかも試料作製装置として実現性のある装置構成で、解析領域を摘出できてTEMを始め各種解析向きの試料に加工できる作製方法が確立されることが望まれていた。
(2)モジュールプロセスと逐一検査
電子部品の製造において、最終段階で良不良の判定をしていると、不良発生時に発生原因を追及することが困難で、たとえ原因が明らかになっても途中のプロセス条件を見直した対策品を作り終えるまでに多大の時間と手間を要する。反対に、早期良品の製品化を実現するためには逐一モニタ、検査することが好ましいが、各プロセス毎、全プロセスに渡って逐一検査していると検査時間に膨大な時間を要するとともに、検査装置が膨大な数となり、安価で早期良品製品化の目的には反する。
For this reason, in order to improve the yield of non-defective parts acquisition, it is possible to extract the analysis area without cutting the wafer and with a feasible device configuration as a sample preparation device, suitable for various analysis including TEM. It has been desired to establish a manufacturing method that can be processed into a single sample.
(2) Module process and step-by-step inspection In the manufacturing of electronic components, if the quality is judged at the final stage, it is difficult to investigate the cause of the failure when it occurs. It takes a lot of time and effort to complete a countermeasure product with a revised process condition. On the other hand, it is preferable to monitor and inspect each product in order to realize the early commercialization of good products. However, if each process is inspected one by one for every process, the inspection time will be enormous, and the inspection will take place. The number of devices is enormous, and it is contrary to the objective of making a good product at a low price early.

そこで、全プロセスを数個(2個以上10個以内程度)のグループ(モジュール)に分割し、そのモジュールのプロセスが完了したウェーハロットの中の1枚を検査する。しかし、従来のように、各検査ごとにウェーハを割段して検査していると、最終工程で得られるウェーハはわずかになってしまう。例えば、1ロット10枚として全工程中にモニタ箇所が5回あれば、最終工程に残るウェーハ枚数は多くとも5枚である。この5枚のウェーハの中から良品のチップを選別するため、初期の10枚のウェーハに対して最終的に得られる良品チップの割合(歩留)は非常に低苦なってしまう。しかし、本願によるデバイス製造方法によると、上記(1)の新規な方式を採用するため、1ロット10枚のウェーハは最終工程まで残り、途中の検査によって完全に使えないチップはわずか数チップで済む。検査するウェーハはロット内で特定しておき、検査するチップの特定しておくと検査によって破損するチップは最低限の数個で済む。この数個の具体的数値は、製造現場によって異なり、例えばウェーハ内の任意の一箇所でよいと判断すれば一箇所手済むし、ウェーハ面内分布の影響を常にチェックしなければならないと判断するならウェーハ中心部と周辺部90°ピッチで4箇所の5箇所となる。
このように、検査に必要な箇所、個数、およびそれらの検査に要する時間などを考慮したライン管理者の判断に依存する。
Therefore, the whole process is divided into several groups (modules) of two (about two or more and less than ten), and one of the wafer lots for which the process of the module is completed is inspected. However, if the wafer is divided and inspected for each inspection as in the prior art, the number of wafers obtained in the final process will be small. For example, if 10 lots are used and there are 5 monitoring locations in the entire process, the number of wafers remaining in the final process is at most 5. Since the good chips are selected from the five wafers, the ratio (yield) of the good chips finally obtained with respect to the initial ten wafers becomes very low. However, according to the device manufacturing method according to the present application, since the new method of (1) is adopted, 10 wafers per lot remain until the final process, and only a few chips can be completely unusable due to an intermediate inspection. . The wafer to be inspected is specified in the lot, and if the chip to be inspected is specified, a minimum of several chips are damaged by the inspection. These specific numerical values differ depending on the manufacturing site. For example, if it is determined that one arbitrary position in the wafer is sufficient, it is determined that one place is sufficient, and the influence of the distribution in the wafer plane must always be checked. If this is the case, there will be five locations, four at the wafer central portion and the peripheral portion at 90 ° pitch.
Thus, it depends on the judgment of the line manager in consideration of the location and number required for the inspection, and the time required for the inspection.

なお、ウェーハから検査すべきデバイスを抜き取って検査モニターを行なう方法として、特開平4-111338号公報『デバイス打ち抜き検査モニター法を用いたデバイス製造方法』がある。本特開平4-111338号公報は検査モニター用基板から部分的に単位デバイスを打抜き、この打抜いたデバイスを用いてプロセスの検査モニターを行なう方法である。この方法の特徴は、検査すべきデバイス部分を基板を貫通するように打抜くことにある。従って、打抜かれた基板には貫通孔が残る。しかし、このような貫通孔を有したままのウェーハに対して、半導体プロセスを施せないのは勿論のこと、例え、この公知例内に記載されているような打抜き場所にダミーの単位デバイスを戻したとしても、サブミクロンの加工を行なう半導体製造に耐えうるように空隙なく打抜き場所を平滑に戻すことは不可能であることは、半導体製造に関わる当業者なら容易に判断できる。   Incidentally, as a method for performing an inspection monitor by extracting a device to be inspected from a wafer, there is "Japanese Patent Laid-Open No. 4-111338" Device manufacturing method using device punching inspection monitor method ". Japanese Patent Laid-Open No. 4-111338 discloses a method in which a unit device is partially punched from an inspection monitor substrate, and a process inspection monitor is performed using the punched device. The feature of this method is that a device part to be inspected is punched out through the substrate. Accordingly, a through hole remains in the punched substrate. However, a semiconductor process cannot be performed on a wafer having such a through-hole, for example, a dummy unit device is returned to a punching place as described in this known example. Even so, it can be easily determined by those skilled in the art of semiconductor manufacturing that it is impossible to return the punching place without a gap so as to withstand semiconductor manufacturing with submicron processing.

上述の問題点に鑑み、本願の第1の目的は、材料を評価のために無駄に消費しない新たな電子部品製造方法を提供することにあり、また、第2の目的は上記第1の目的を達成するための電子部品製造システムを提供することにある。   In view of the above problems, a first object of the present application is to provide a new electronic component manufacturing method that does not waste materials for evaluation, and a second object is to provide the first object. An object of the present invention is to provide an electronic component manufacturing system for achieving the above.

このように、プロセスの進捗度を監視するにあたり、ウェーハに大きな凹凸を発生すること無く、素子が存在するウェーハ表面からわずか数μmから10μm程度の部分を摘出して、これを各種解析手段に適合する形状に加工することが好ましいが、特開平05−52721号公報ような試料作製装置が法外な負担を持たせることは、装置コストの上昇と装置性能の低下とを招いてしまう。そこで、ウェーハを割断することなく、表面からわずか数μmから数十μm程度の部分を、試料作製装置の構造に大きな負荷を与えること無く摘出できる本願の一部である新規な微小試料(マイクロサンプル)の作製技術を適用し、また、製造プロセスを見直して一連のプロセスに対して逐次、ウェーハを割断することなく評価する技術を採用することが上記課題を解決する道である。つまり、本願による電子部品製造方法のポイントは、(イ)ウェーハから数十μm程度のマイクロサンプルを摘出して、これをTEMを始め各種の解析手段に最適な試料に加工するマイクロサンプリング法を用いる点、また、(ロ)電子部品を製造する全プロセスを数個のグループに分け、従来の連続したプロセスを複数個一括して評価する新たな評価方法を用いる点にある。つまり、モジュールプロセスという概念を取り入れる。
即ち、モジュールプロセスとは、製造しようとする電子部品のうちある部分が形としてまとまる一連の複数のプロセスを指す。類似する電子部品を製造する際、全プロセスが全て同じことはないが、頻繁に繰り返されたり、部分的に共通なプロセスが連続する場合がある。その一連のプロセスをモジュール化しておくと、モジュールとして汎用性があり、他の部品の製造にも適用できる。図4において、電子部品の製造プロセスがプロセスs1からプロセスs11まで連続しているとする。実際にはもっと多くのプロセスを通過するが、ここでは省略している。図4は、プロセスs1からプロセスs4までのグループをモジュールプロセスm1とし、以下、プロセスs4からプロセスs5までをモジュールプロセスm2、プロセスs6からプロセスs8までをモジュールプロセスm3、プロセスs9からプロセスs11までをモジュールプロセスm4とした例である。なお、上記(イ)については、下記実施の形態例3において詳述する。
As described above, when monitoring the progress of the process, a portion of only a few μm to 10 μm is extracted from the surface of the wafer where the elements are present without generating large irregularities on the wafer, and this is adapted to various analysis means. Although it is preferable to process into the shape to which it is applied, if the sample preparation apparatus as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 05-52721 imposes a prohibitive burden, the apparatus cost increases and the apparatus performance decreases. Therefore, a novel micro sample (micro sample) which is a part of the present application that can extract a portion of only several μm to several tens of μm from the surface without crushing the wafer without giving a large load to the structure of the sample preparation device. The above-mentioned problems are solved by applying the manufacturing technology of (2) and adopting a technique for reassessing the manufacturing process and evaluating the wafer sequentially for a series of processes without cleaving the wafer. In other words, the point of the electronic component manufacturing method according to the present application is (a) using a microsampling method in which a microsample of about several tens of μm is extracted from a wafer and processed into a sample most suitable for various analysis means including TEM. In addition, (b) the whole process for manufacturing electronic components is divided into several groups, and a new evaluation method for evaluating a plurality of conventional continuous processes at once is used. In other words, the concept of modular process is adopted.
That is, the module process refers to a series of processes in which a part of an electronic component to be manufactured is collected. When manufacturing a similar electronic component, the entire process is not all the same, but may be repeated frequently or a partially common process may continue. If the series of processes is modularized, the module has versatility and can be applied to the production of other parts. In FIG. 4, it is assumed that the electronic component manufacturing process is continuous from process s1 to process s11. Actually, it goes through more processes, but it is omitted here. In FIG. 4, a group from process s1 to process s4 is a module process m1, and hereinafter, process s4 to s5 is module process m2, process s6 to process s8 is module process m3, and process s9 to process s11 are modules. This is an example of process m4. The above (a) will be described in detail in the third embodiment below.

つまり、上記第1の目的を実現するためには、具体的には、
(1)試料に複数の加工プロセスを施して電子部品を形成する電子部品製造方法であって、加工プロセスの終了時に上記試料の一部表面を摘出し、上記一部表面に対して上記加工プロセスでの加工の進捗をモニタまたは検査または解析のうちの少なくともいずれかを行なう工程を含む電子部品製造方法、または、
(2)試料に複数の加工プロセスを施して電子部品を形成する電子部品製造方法であって、予め定めた連続した複数の加工プロセスの終了時に上記試料の一部表面を摘出し、上記一部表面に対して上記連続した加工プロセスでの加工の進捗をモニタまたは検査または解析のうちの少なくともいずれかを行なう工程を含む電子部品製造方法、または、(3)試料に複数の加工プロセスを施して電子部品を形成する電子部品製造方法であって、予め定めた特定の加工プロセスの終了時に上記試料の一部表面を摘出し、上記一部表面に対して上記特定の加工プロセスまでの加工の進捗をモニタまたは検査または解析のうちの少なくともいずれかを行なう工程を含む電子部品製造方法、または、(4)試料に複数の加工プロセスを施して電子部品を形成する電子部品製造方法であって、上記電子部品の完成までの全加工プロセスを連続した複数の上記加工プロセスからなる複数のモジュールプロセスに分割し、上記モジュールプロセスの終了時に上記試料の一部表面を摘出し、上記一部表面に対して上記モジュールプロセスでの加工の進捗をモニタまたは検査または解析のうちの少なくともいずれかを行なう工程を含む電子部品製造方法、または、(5)複数個の試料をロットとして上記各試料に複数の加工プロセスを施して電子部品を形成する電子部品製造方法であって、上記電子部品の完成までの全加工プロセスを、連続した複数の上記加工プロセスからなる複数のモジュールプロセスに分割し、上記各モジュールプロセスの終了のたびに上記ロット内の特定試料の一部表面を摘出し、上記一部表面に対して上記モジュールプロセスでの加工の進捗をモニタまたは検査または解析のうちの少なくともいずれかを行なう工程を含む電子部品製造方法を用いればよい。
また、上記(1)から(5)のいずれかにおいて、(6)上記試料はシリコン半導体ウェーハ、エピタキシャル成長シリコンウェーハ、基板に形成されたシリン薄膜を有するウェーハ、化合物半導体ウェーハ、磁気ヘッド集積ウェーハのうちのいずれかであるか、または、
(7)上記電子部品は、シリコン半導体装置、化合物半導体装置、磁気記録再生用ヘッド、光磁気記録再生用ヘッドのうちのいずれかであるか、または、(8)上記試料の一部表面を摘出する工程が、エネルギビームの照射による上記試料の除去と、摘出する試料の搬送部への付着とを少なくとも含む工程であるか、または、(9)上記検査は予め定めた箇所について形状、寸法、元素分布、元素濃度、不純物分布、不純物濃度のうち少なくともいずれかの実測と、予め定めた基準とを比較して上記モジュールプロセスの良不良を判断する方法か、または、(10)上記検査は透過型電子顕微鏡、走査型透過電子顕微鏡、走査型電子顕微鏡もしくは走査型プローブ顕微鏡のうちの少なくともいずれかを用いるか、または、(11)上記モニタは予め定めた箇所について、電子ビーム、イオンビーム、X線、レーザ光のうちの少なくともいずれかを照射して得られる物理数と、予め定めた基準と逐一比較して上記モジュールプロセスの達成度を把握するか、または、(12)上記解析は、電子ビーム、イオンビーム、X線の少なくともいずれかを用いて元素分析し、予め定めた基準の元素分布または元素濃度、不純物分布、不純物濃度のうち少なくともいずれと比較して良不良を判断するか、または、
(13)上記解析は、予め定めた箇所について予め定めた基準の形状、寸法、元素分布、元素濃度、不純物分布、不純物濃度のうち少なくともいずれかを外れた原因を解明するか、または、(14)上記モニタまたは検査または解析のうちの少なくともいずれかを行なう工程において得たデータは、少なくとも計算処理機に保存するか、または、(15)上記一部表面を摘出した領域を上記計算処理機に記憶し、上記全加工プロセス終了後に、上記一部表面を摘出した領域を含む電子部品を除外する方法か、または、(16)上記一部表面を摘出際に、イオン源による汚染を防止するためにイオン源として希ガス特にArガスが用いられる。このガスはガリューム(Ga)とは異なり金属ともならないため汚染源になりずらい。
このイオン源を用い摘出したもとの基板を対象のモジュールプロセスに投入する方法であってもよい。
また、上記(3)における上記特定のプロセスは、特に、(17)上記試料に開孔を設けるエッチング工程であるか、
(18)上記試料の少なくとも一部に膜を設けるか、開孔部を埋める成膜工程であってもよい。
さらに、上記(4)または(5)における上記モジュールプロセスの一つは、(19)シリコン半導体メモリプロセスにおけるゲート電極作製完了までの一連のプロセスであるか、または、(20)シリコン半導体メモリプロセスにおけるゲート電極作製完了以降、シリコン基板と接続するプラグ電極作製完了までの一連のプロセスであるか、または、(21)シリコン半導体メモリプロセスにおける金属配線形成の一連のプロセスであってもよい。
また、上記(1)から(5)のいずれかにおける上記モニタまたは検査または解析のうちの少なくともいずれかを行なう工程は、
(22)半導体デバイスにおけるコンタクトホールの断面形状の評価を行なう工程であるか、または、
(23)半導体デバイスにおけるゲート酸化膜の評価を行なう工程であるか、または、
(24)半導体デバイスにおける単一トランジスタの動作特性の評価を行なう工程であってもよい。
さらに、特に、
(25)上記(8)において、上記エネルギビームが、集束イオンビーム、投射イオンビーム、電子ビーム、レーザービームの少なくともいずれかであればよく、
(26)上記(15)において、上記計算処理機に保存した上記データと、あらかじめ定めた基準とを比較して上記基準を満足しない場合、上記計算処理機は対象とする上記モジュールプロセスの加工条件を修正するように命令を下す工程を伴ってもよい。
In other words, in order to achieve the first object, specifically,
(1) An electronic component manufacturing method for forming an electronic component by subjecting a sample to a plurality of processing processes, wherein a part of the surface of the sample is extracted at the end of the processing process, and the processing process is performed on the part of the surface. An electronic component manufacturing method including a step of performing at least one of monitoring or inspection or analysis of the progress of processing in
(2) An electronic component manufacturing method in which a plurality of processing processes are performed on a sample to form an electronic component, and a part of the sample surface is extracted at the end of a plurality of predetermined continuous processing processes. An electronic component manufacturing method including a step of performing at least one of monitoring, inspection or analysis of the progress of the processing in the continuous processing process on the surface, or (3) performing a plurality of processing processes on the sample An electronic component manufacturing method for forming an electronic component, wherein a partial surface of the sample is extracted at the end of a predetermined specific processing process, and processing progress to the specific processing process is performed on the partial surface. Electronic component manufacturing method including a step of performing at least one of monitoring or inspection or analysis, or (4) forming a plurality of processing processes on the sample to form the electronic component An electronic component manufacturing method, wherein the entire processing process up to the completion of the electronic component is divided into a plurality of module processes composed of a plurality of continuous processing processes, and a partial surface of the sample is formed at the end of the module process. An electronic component manufacturing method including a step of extracting and monitoring at least one of inspection or analysis of the progress of processing in the module process on the partial surface, or (5) a plurality of samples An electronic component manufacturing method in which a plurality of processing processes are applied to each sample as a lot to form an electronic component, and the entire processing process up to the completion of the electronic component is a plurality of modules composed of a plurality of continuous processing processes. Divide into processes, and at the end of each module process, extract a part of the surface of a specific sample in the lot, Serial may be used an electronic component manufacturing method comprising the step of performing at least one of monitor or test or analyze the progress of machining with respect to a portion of the surface by the module process.
In any one of the above (1) to (5), (6) the sample is a silicon semiconductor wafer, an epitaxially grown silicon wafer, a wafer having a silicon thin film formed on a substrate, a compound semiconductor wafer, or a magnetic head integrated wafer. Or
(7) The electronic component is any one of a silicon semiconductor device, a compound semiconductor device, a magnetic recording / reproducing head, and a magneto-optical recording / reproducing head, or (8) a partial surface of the sample is extracted. The step of performing includes at least the removal of the sample by irradiation of an energy beam and the attachment of the sample to be extracted to the transport unit, or (9) the inspection is performed in a shape, size, Either a method of judging whether the module process is good or bad by comparing at least one of element distribution, element concentration, impurity distribution, and impurity concentration with a predetermined standard, or (10) The inspection is transparent A scanning electron microscope, a scanning transmission electron microscope, a scanning electron microscope, or a scanning probe microscope, or (11) the monitor Comparing the physical number obtained by irradiating at least one of electron beam, ion beam, X-ray, and laser light at a predetermined location with the predetermined standard one after another, and grasping the achievement level of the module process Or (12) the analysis is performed by elemental analysis using at least one of an electron beam, an ion beam, and an X-ray, and at least one of a predetermined reference element distribution or element concentration, impurity distribution, and impurity concentration. Compare with any of the good or bad, or
(13) The above analysis may clarify the cause of the deviation from at least one of a predetermined reference shape, dimension, element distribution, element concentration, impurity distribution, and impurity concentration at a predetermined location, or (14 ) At least one of the monitor and the data obtained in the inspection or analysis step is stored in at least a computer, or (15) the region obtained by extracting the partial surface is stored in the computer. A method of storing and excluding electronic parts including a region where the partial surface is extracted after completion of the whole processing process, or (16) To prevent contamination by an ion source when extracting the partial surface A rare gas, particularly Ar gas, is used as an ion source. Unlike gallium (Ga), this gas is not a metal, so it is difficult to become a source of contamination.
A method may be used in which the original substrate extracted using this ion source is put into a target module process.
In addition, the specific process in (3) is, in particular, (17) an etching step in which an opening is provided in the sample.
(18) It may be a film forming process in which a film is provided on at least a part of the sample or a hole is filled.
Further, one of the module processes in the above (4) or (5) is a series of processes up to the completion of gate electrode production in the (19) silicon semiconductor memory process, or (20) in the silicon semiconductor memory process. It may be a series of processes from the completion of the production of the gate electrode to the completion of the production of the plug electrode connected to the silicon substrate, or (21) a series of processes for forming the metal wiring in the silicon semiconductor memory process.
In addition, the step of performing at least one of the monitor or inspection or analysis in any one of (1) to (5) above,
(22) the step of evaluating the cross-sectional shape of the contact hole in the semiconductor device, or
(23) a step of evaluating a gate oxide film in a semiconductor device, or
(24) It may be a step of evaluating the operating characteristics of a single transistor in a semiconductor device.
Furthermore, in particular,
(25) In the above (8), the energy beam may be at least one of a focused ion beam, a projection ion beam, an electron beam, and a laser beam,
(26) In the above (15), when the data stored in the computer and the predetermined standard are not satisfied by comparing the data, the computer is subject to the processing conditions of the target module process. May be accompanied by a step of instructing to correct.

また、上記第2の目的を達成するためには、
(27)集束イオンビームの照射光学系と、上記集束イオンビームの照射によってウェーハから発生する二次粒子を検出する二次粒子検出器と、上記ウェーハを載置する試料ステ−ジと、上記ウェーハの一部表面を分離した摘出試料を別の部材に移し変える移送部とを少なくとも有する構成であればよい。特に、
(28)上記(27)における、上記搬送部は、XYZ軸方向に移動可能な機構と、摘出する試料に接触する針状部材とから構成されることでよい。
本願発明に係る発明の代表的なものを挙げると以下のとおりである。
本願発明は、試料基板を載置する試料ステージと、該試料ステージが少なくとも設置される真空容器と、該真空容器内に設けられ、試料基板から摘出された試料を載せるホルダと、試料をホルダに載せるための移送手段と、試料基板に対して希ガスを用いたイオンビームを照射する照射光学系とを有し、ホルダへ試料を移し変える作業が真空容器内で実行可能である試料作製装置である。
また、別の本願発明は、試料基板を載置する試料ステージと、該試料ステージが少なくとも設置される試料室と、該試料室に設けられ、試料基板から摘出された試料を載せる試料ホルダと、試料を試料ホルダに載せるための移送手段と、試料基板に対して希ガスを用いたイオンビームを照射する照射光学系とを有し、ホルダへ試料を移し変える作業及び試料を移送手段から分離する作業が真空状態である試料室内にて実行可能である試料作製装置である。
また、別の本願発明は、試料基板を載置できる試料ステージと、該試料ステージが設置される試料室と、該試料室内に設けられ、試料基板から摘出された試料を固定できる試料ホルダと、該試料を試料ホルダに移し変える移送手段と、試料基板または試料ホルダに固定された試料とに対して希ガスを用いたイオンビームを照射できる照射光学系とを有し、試料ホルダへ試料を載せる作業が真空状態である試料室内にて実行可能であり、試料ホルダに固定され、試料室内にて移送手段から分離された試料にイオンビームを照射して、透過電子線顕微鏡観察用の試料を作成できる試料作製装置である。
また、別の本願発明は、試料基板を載置できる試料ステージと、該試料ステージが設置される試料室と、該試料室内に設けられ、試料基板から摘出された試料を固定できる試料ホルダと、該試料を試料ホルダに移し変える移送手段と、試料基板または試料ホルダに固定された試料とに対して希ガスを用いたイオンビームを照射できる照射光学系とを有し、試料ホルダへ試料を載せる作業が真空状態である試料室内にて実行でき、試料ホルダに固定され、試料室内にて移送手段から分離された試料にイオンビームを照射して、試料を薄片化できる試料作製装置である。
また、別の本願発明は、試料基板を載置できる試料ステージと、該試料ステージが設置される試料室と、該試料室内に設けられ、試料基板から摘出された試料を固定できる試料ホルダと、該試料を試料ホルダに移し変える移送手段と、試料基板または試料ホルダに固定された試料とに対して希ガスを用いたイオンビームを照射できる照射光学系とを有し、試料ホルダへ試料を載せる作業が真空状態である試料室内にて実行でき、試料ホルダに固定され、試料室内にて移送手段から分離された試料にイオンビームを照射して、試料にウォール加工できる試料作製装置である。
また、別の本願発明は、試料基板を載置できる試料ステージと、該試料ステージが設置される真空容器と、該真空容器内に設けられ、試料基板から摘出された試料を固定できる試料ホルダと、該試料を試料ホルダに移し変える移送手段と、試料基板または試料ホルダに固定された試料とに対して希ガスを用いたイオンビームを照射できる照射光学系とを有し、試料ホルダへ試料を載せる作業が真空容器内にて実行可能であり、試料ホルダに固定され、真空容器内にて移送手段から分離された試料に希ガスを用いたイオンビームを照射して、透過電子線顕微鏡観察用の試料を作成でき、試料基板から、透過電子線顕微鏡観察用の試料を作成する作業を、真空容器内にて実施できる試料作製装置である。
また、別の本願発明は、試料基板を載置できる試料ステージと、試料を固定できるTEM試料ホルダと、試料ステージとTEM試料ホルダとが設置される試料室と、試料ステージに載置された試料基板またはTEM試料ホルダに固定された試料に対して希ガスを用いたイオンビームを照射できる照射光学系と、試料基板の所望領域から試料を摘出し、摘出された試料をTEM試料ホルダに移送できる試料摘出手段とを有し、摘出された試料を、TEM試料ホルダへ移動する作業が真空状態である試料室内にて実行でき、TEM試料ホルダに固定され、試料室内にて試料摘出手段から分離された試料に希ガスを用いたイオンビームを照射して、TEM試料を作成できる試料作製装置である。
また、別の本願発明は、試料基板を載置できる試料ステージと、試料を固定できるTEM試料ホルダと、試料ステージとTEM試料ホルダとが設置される試料室と、試料ステージに載置された試料基板またはTEM試料ホルダに固定された試料とに対して希ガスを用いたイオンビームを照射できる照射光学系と、試料基板の所望領域から試料を摘出し、摘出された試料をTEM試料ホルダに移送できる試料摘出手段とを有し、摘出された試料を、TEM試料ホルダに移動する作業が真空状態である試料室内で実行でき、TEM試料ホルダに固定され、試料室内にて試料摘出手段から分離された試料に希ガスを用いたイオンビームを照射して、試料を薄く仕上げ加工できる試料作製装置である。
また、別の本願発明は、試料基板を載置できる試料ステージと、試料を固定できるTEM試料ホルダと、試料ステージとTEM試料ホルダとが設置される試料室と、試料ステージに載置された試料基板またはTEM試料ホルダに固定された試料とに対して希ガスを用いたイオンビームを照射できる照射光学系と、試料基板の所望領域から試料を摘出し、摘出された試料をTEM試料ホルダに移送できる試料摘出手段とを有し、摘出された試料を、TEM試料ホルダに移動する作業が真空状態である前記試料室内で実行でき、TEM試料ホルダに固定され、試料室内にて試料摘出手段から分離された試料に希ガスを用いたイオンビームを照射して、試料にウォール加工できる試料作製装置である。
また、別の本願発明は、試料基板を載置できる試料ステージと、試料を固定できるTEM試料ホルダと、試料ステージとTEM試料ホルダとが設置される真空容器と、試料ステージに載置された試料基板またはTEM試料ホルダに固定された試料とに対して希ガスを用いたイオンビームを照射できる照射光学系と、試料基板の所望領域から試料を摘出し、摘出された試料をTEM試料ホルダに移送できる試料摘出手段とを有し、摘出された試料を、TEM試料ホルダに移動する作業が真空容器内で実行でき、TEM試料ホルダに固定され、真空容器内にて試料摘出手段から分離された試料に希ガスを用いたイオンビームを照射して、TEM試料を作成でき、試料基板からTEM試料を作成する作業を、真空を壊さずに実施できる試料作製装置である。
また、別の本願発明は、試料基板を載置できる試料ステージと、試料を固定でき、固定された試料へのTEM観察用電子線照射を阻害しない形状のTEM用試料ホルダと、希ガスを用いたイオンビームの照射により試料基板から分離された試料を、TEM用試料ホルダに移動するプローブと、試料ステージに載置された試料基板またはTEM用試料ホルダに固定された試料とに対して希ガスを用いたイオンビームを照射できる照射光学系と、 試料ステージ、TEM用試料ホルダ、及びプローブを、真空状態である内部に設置する試料室とを有する試料作製装置である。
また、別の本願発明は、試料基板を載置できる試料ステージと、試料を固定でき、固定された試料へのTEM観察用電子線照射を阻害しない形状のTEM用試料ホルダと、希ガスを用いたイオンビームの照射により試料基板から分離された試料を、TEM用試料ホルダに移動するプローブと、試料ステージに載置された試料基板またはTEM用試料ホルダに固定された試料とに対して希ガスを用いたイオンビームを照射できる照射光学系と、試料ステージ、TEM用試料ホルダ、及びプローブを、真空状態である内部に設置する真空容器とを有する試料作製装置である。
In order to achieve the second object,
(27) A focused ion beam irradiation optical system, a secondary particle detector for detecting secondary particles generated from the wafer by the focused ion beam irradiation, a sample stage on which the wafer is placed, and the wafer What is necessary is just a structure which has at least the transfer part which transfers the excised sample which isolate | separated one part surface of this to another member. In particular,
(28) In the above (27), the transport unit may be configured by a mechanism that can move in the XYZ axis directions and a needle-like member that contacts the sample to be extracted.
Typical examples of the invention according to the present invention are as follows.
The present invention includes a sample stage on which a sample substrate is placed, a vacuum vessel in which the sample stage is set at least, a holder provided in the vacuum vessel for placing a sample extracted from the sample substrate, and a sample in the holder A sample preparation apparatus having a transfer means for placing and an irradiation optical system for irradiating a sample substrate with an ion beam using a rare gas, and the operation of transferring the sample to the holder can be performed in a vacuum container. is there.
Another invention of the present application is a sample stage on which a sample substrate is placed, a sample chamber in which the sample stage is at least installed, a sample holder that is provided in the sample chamber and places a sample extracted from the sample substrate, It has a transfer means for placing the sample on the sample holder and an irradiation optical system for irradiating the sample substrate with an ion beam using a rare gas. The work for transferring the sample to the holder and the sample are separated from the transfer means. This is a sample preparation apparatus that can be executed in a sample chamber in which the work is in a vacuum state.
Another invention of the present application is a sample stage on which a sample substrate can be placed, a sample chamber in which the sample stage is installed, a sample holder provided in the sample chamber and capable of fixing a sample extracted from the sample substrate, A transfer means for transferring the sample to the sample holder; and an irradiation optical system capable of irradiating an ion beam using a rare gas to the sample substrate or the sample fixed to the sample holder, and the sample is placed on the sample holder Work can be performed in a sample chamber in a vacuum state, and the sample is fixed to the sample holder and separated from the transfer means in the sample chamber to irradiate the ion beam to create a sample for transmission electron microscope observation It is a sample preparation device that can be used.
Another invention of the present application is a sample stage on which a sample substrate can be placed, a sample chamber in which the sample stage is installed, a sample holder provided in the sample chamber and capable of fixing a sample extracted from the sample substrate, A transfer means for transferring the sample to the sample holder; and an irradiation optical system capable of irradiating an ion beam using a rare gas to the sample substrate or the sample fixed to the sample holder, and the sample is placed on the sample holder This is a sample preparation device that can be performed in a sample chamber in a vacuum state, and can be thinned by irradiating a sample fixed to a sample holder and separated from a transfer means in the sample chamber by an ion beam.
Another invention of the present application is a sample stage on which a sample substrate can be placed, a sample chamber in which the sample stage is installed, a sample holder provided in the sample chamber and capable of fixing a sample extracted from the sample substrate, A transfer means for transferring the sample to the sample holder; and an irradiation optical system capable of irradiating an ion beam using a rare gas to the sample substrate or the sample fixed to the sample holder, and the sample is placed on the sample holder This is a sample preparation apparatus that can be performed in a sample chamber in a vacuum state, and can be fixed to a sample holder and irradiated with an ion beam onto a sample separated from a transfer means in the sample chamber to wall-process the sample.
Another invention of the present application provides a sample stage on which a sample substrate can be placed, a vacuum vessel in which the sample stage is installed, a sample holder provided in the vacuum vessel and capable of fixing a sample extracted from the sample substrate, A transfer means for transferring the sample to the sample holder, and an irradiation optical system capable of irradiating an ion beam using a rare gas to the sample substrate or the sample fixed to the sample holder. The mounting operation can be performed in a vacuum vessel. The sample is fixed to the sample holder and separated from the transfer means in the vacuum vessel by irradiating the sample with a rare gas ion beam for observation with a transmission electron microscope. It is a sample preparation apparatus which can perform the operation | work which produces the sample of this and produces the sample for transmission electron beam microscope observation from a sample board | substrate in a vacuum vessel.
Another invention of the present application is a sample stage on which a sample substrate can be placed, a TEM sample holder on which a sample can be fixed, a sample chamber in which the sample stage and the TEM sample holder are installed, and a sample placed on the sample stage An irradiation optical system capable of irradiating a sample fixed to a substrate or a TEM sample holder with an ion beam using a rare gas, and a sample can be extracted from a desired region of the sample substrate, and the extracted sample can be transferred to a TEM sample holder A sample extraction means, and the operation of moving the extracted sample to the TEM sample holder can be performed in a vacuum sample chamber, fixed to the TEM sample holder, and separated from the sample extraction means in the sample chamber This is a sample preparation apparatus that can create a TEM sample by irradiating a sample with an ion beam using a rare gas.
Another invention of the present application is a sample stage on which a sample substrate can be placed, a TEM sample holder on which a sample can be fixed, a sample chamber in which the sample stage and the TEM sample holder are installed, and a sample placed on the sample stage An irradiation optical system capable of irradiating an ion beam using a rare gas to a substrate or a sample fixed to a TEM sample holder, and extracting the sample from a desired region of the sample substrate, and transferring the extracted sample to the TEM sample holder A sample extraction means that can move the extracted sample to the TEM sample holder in a vacuum sample chamber, is fixed to the TEM sample holder, and is separated from the sample extraction means in the sample chamber This is a sample preparation apparatus that can irradiate the sample with an ion beam using a rare gas to finish the sample thinly.
Another invention of the present application is a sample stage on which a sample substrate can be placed, a TEM sample holder on which a sample can be fixed, a sample chamber in which the sample stage and the TEM sample holder are installed, and a sample placed on the sample stage An irradiation optical system capable of irradiating an ion beam using a rare gas to a substrate or a sample fixed to a TEM sample holder, and extracting the sample from a desired region of the sample substrate, and transferring the extracted sample to the TEM sample holder A sample extraction means capable of moving the extracted sample to the TEM sample holder in the sample chamber in a vacuum state, fixed to the TEM sample holder, and separated from the sample extraction means in the sample chamber This is a sample preparation apparatus that can irradiate the sample with an ion beam using a rare gas and wall-process the sample.
In another invention of the present application, a sample stage on which a sample substrate can be placed, a TEM sample holder on which a sample can be fixed, a vacuum vessel in which the sample stage and the TEM sample holder are installed, and a sample placed on the sample stage An irradiation optical system capable of irradiating an ion beam using a rare gas to a substrate or a sample fixed to a TEM sample holder, and extracting the sample from a desired region of the sample substrate, and transferring the extracted sample to the TEM sample holder A sample extraction means capable of moving the extracted sample to the TEM sample holder in the vacuum vessel, fixed to the TEM sample holder, and separated from the sample extraction means in the vacuum vessel A sample preparation device that can irradiate an ion beam using a rare gas to create a TEM sample and perform a work to create a TEM sample from a sample substrate without breaking the vacuum A.
Further, another invention of the present application uses a sample stage on which a sample substrate can be placed, a sample holder for a TEM that can fix the sample and does not hinder the irradiation of the fixed sample with an electron beam for TEM observation, and a rare gas. The sample separated from the sample substrate by the irradiation of the ion beam was rare gas for the probe moving to the TEM sample holder and the sample mounted on the sample stage or the sample fixed to the TEM sample holder. 1 is a sample preparation apparatus having an irradiation optical system that can irradiate an ion beam using a sample stage, a sample stage, a sample holder for TEM, and a sample chamber in which a probe is placed in a vacuum state.
Further, another invention of the present application uses a sample stage on which a sample substrate can be placed, a sample holder for a TEM that can fix the sample and does not hinder the irradiation of the fixed sample with an electron beam for TEM observation, and a rare gas. The sample separated from the sample substrate by the irradiation of the ion beam was rare gas for the probe moving to the TEM sample holder and the sample mounted on the sample stage or the sample fixed to the TEM sample holder. 1 is a sample preparation apparatus having an irradiation optical system that can irradiate an ion beam using, and a vacuum vessel in which a sample stage, a TEM sample holder, and a probe are placed in a vacuum state.

本願による電子部品製造方法を用いることで、ウェーハを割断することなく評価でき、高価なウェーハを無駄にすることはない。ひいては、電子部品の製造歩留りが向上する。また、本願による希ガスのイオンビームを照射する試料作製装置を用いることで、イオン源による汚染を防止することができ、試料を割断することなく評価できる。 By using the electronic component manufacturing method according to the present application, evaluation can be performed without cleaving the wafer, and an expensive wafer is not wasted. As a result, the manufacturing yield of electronic components is improved. Moreover, by using the sample preparation apparatus that irradiates the ion beam of the rare gas according to the present application, contamination by the ion source can be prevented and evaluation can be performed without cleaving the sample.

本願による電子部品製造方法の実施の形態例は、試料に複数の加工プロセスを施して電子部品を形成する電子部品製造方法において、加工プロセスにおいて上記試料の基板表面を含む一部を摘出し、上記基板表面を含む一部に対して上記加工プロセスでの加工の進捗をモニタまたは検査または解析のうちの少なくともいずれかを行なう工程と、基板表面を含む一部除去した後、基板を更に加工プロセスへ戻し回路パターンを製造する方法にある。
<実施形態例1>
本実施例は、本願による電子部品製造方法の基本的な流れをウェーハの流れと共にを図1を用いて説明する。
モジュールプロセスm1に投入されたロット1は、モジュールプロセスm1の完了後、ロット1のうち所定の枚数を検査用試料2として選別し、残された試料3は待機する。選別した検査用試料2から検査すべき箇所4をマイクロサンプル5として摘出する。微小試料5を摘出された検査用試料2は再び上記残された試料3に組み込まれ、ロット1Aとして次のモジュールプロセスm2に投入する。ここで、マイクロサンプル5は各種解析装置6に対応できるように加工を施し、経路fを通って解析装置6に送り、マイクロサンプル5の注目する部分を解析する。解析結果は計算処理機7に送りデータベースとして保存する。蓄えられたデータベースは必要に応じて通信経路hを通ってモジュールプロセスm1もしくはモジュールプロセスm2に伝達し、プロセス条件の変更などの指令を行なう。このように、モジュールプロセスm1からモジュールプロセスm2に至る間に、ウェーハは経路a、b、c、dを経て、その間、解析すべき微小試料が摘出されることが大きな特徴である。また、検査によって試料が減少することはなく、モジュールプロセスm1に投入するロット1とモジュールプロセスm2に投入するロット1の試料数は同じである。なお、マイクロサンプル5の摘出方法(経路e)については、下記実施例2で詳述する。図中、符号ma、mbはモジュールプロセス間の経路を示している。
An embodiment of an electronic component manufacturing method according to the present application is an electronic component manufacturing method in which a plurality of processing processes are performed on a sample to form an electronic component. In the processing process, a part including the substrate surface of the sample is extracted, The step of monitoring or inspecting or analyzing the progress of the processing in the above-described processing process on a part including the substrate surface and the part including the substrate surface are removed, and then the substrate is further processed. There is a method of manufacturing a return circuit pattern.
<Embodiment 1>
In this embodiment, the basic flow of the electronic component manufacturing method according to the present application will be described together with the flow of the wafer with reference to FIG.
The lot 1 input to the module process m1 selects a predetermined number of lots 1 as the inspection sample 2 after completion of the module process m1, and the remaining sample 3 stands by. A portion 4 to be inspected is extracted as a microsample 5 from the selected inspection sample 2. The inspection sample 2 from which the minute sample 5 has been extracted is incorporated into the remaining sample 3 again, and is put into the next module process m2 as a lot 1A. Here, the microsample 5 is processed so as to be compatible with various analysis devices 6, sent to the analysis device 6 through the path f, and the portion of interest of the microsample 5 is analyzed. The analysis result is sent to the computer 7 and stored as a database. The stored database is transmitted to the module process m1 or the module process m2 through the communication path h as necessary, and commands such as changing process conditions are given. As described above, a major feature is that the wafer passes through the paths a, b, c, and d during the period from the module process m1 to the module process m2, and the minute sample to be analyzed is extracted during that time. In addition, the number of samples is not decreased by the inspection, and the number of samples of lot 1 to be input to the module process m1 and lot 1 to be input to the module process m2 is the same. In addition, the extraction method (path | route e) of the microsample 5 is explained in full detail in Example 2 below. In the figure, symbols ma and mb indicate paths between module processes.

以上は、基本的なフローを説明したが、ここでは全モジュールプロセスフローについて図5を用いて説明する。
図5において、符号s21、s22、s23、s24は各モジュールプロセスである。まず最初、モジュールプロセスs21に投入される1ロット40のウェーハ枚数をここでは例えば10枚とする。ステップs21を完了したロットは1枚を検査用ウェーハ41Aと残りのウェーハ群42Aに分けて(経路a)、検査用ウェーハ41Aを試料作製装置(図示せず)に送り(経路b)、その検査用ウェーハ41Aからμmレベルのマイクロサンプル43Aを摘出する。摘出されたウェーハ41Aはもとのウェーハ群42Aと併せるか、他のウェーハ群と併せてロット40Aとして(経路c)次のモジュールプロセスm22に送る。この時のロット40Aは、ウェーハ41Aを割断せずに試料作製したため、もとのロット40と枚数は同じである。つまり、モジュールプロセスを完了してそのうちの1枚を検査用に割り当てても、ロットの枚数を減少させることなく、次のモジュールプロセスm22に送ることができる。一方、摘出したマイクロサンプル43Aは試料作製装置において各種解析装置、例えばTEMに適合する解析試料44Aに加工し(経路d)、各種解析、例えばTEM観察する。このときの観察形状など解析データは共通の計算処理機(図示せず)に送り保存すると共に、プロセスm21でのプロセス条件の最適化や変動の修正のために用いる。
The basic flow has been described above. Here, the entire module process flow will be described with reference to FIG.
In FIG. 5, reference numerals s21, s22, s23, and s24 denote module processes. First, the number of wafers in one lot 40 put into the module process s21 is, for example, 10 here. The lot that has completed step s21 is divided into an inspection wafer 41A and a remaining wafer group 42A (path a), and the inspection wafer 41A is sent to a sample preparation apparatus (not shown) (path b) for inspection. A micro sample 43A at the μm level is extracted from the wafer 41A for use. The extracted wafer 41A is combined with the original wafer group 42A, or is combined with other wafer groups as a lot 40A (path c) and sent to the next module process m22. The lot 40A at this time is the same as the original lot 40 because the sample was prepared without cleaving the wafer 41A. That is, even if one of the modules is completed and assigned for inspection, it can be sent to the next module process m22 without reducing the number of lots. On the other hand, the extracted microsample 43A is processed into an analysis sample 44A suitable for various analysis apparatuses, for example, TEM (path d), in a sample preparation apparatus, and subjected to various types of analysis, for example, TEM observation. Analysis data such as the observed shape at this time is sent to and stored in a common computer (not shown), and is used for optimization of process conditions and correction of fluctuations in the process m21.

以下、モジュールプロセスm22完了後のウェーハの流れは、上記モジュールプロセスm21完了後のウェーハの流れと同じで、上記ウェーハ41Aの変わりに41B、41C、41D、ウェーハ群42Aの変わりに42B、42C、42D、マイクロサンプル43Aの代りに43B、43C、43D、解析試料44Aの代りに44B、44C、44Dと読み代えることで全工程が理解できる。このようなプロセスによって電子部品の全製造プロセスが完了する。   Hereinafter, the wafer flow after completion of the module process m22 is the same as the wafer flow after completion of the module process m21. 41B, 41C, 41D instead of the wafer 41A, and 42B, 42C, 42D instead of the wafer group 42A. The whole process can be understood by replacing 43B, 43C and 43D instead of the micro sample 43A and 44B, 44C and 44D instead of the analysis sample 44A. This process completes the entire electronic component manufacturing process.

この全プロセスにおいて、各モジュールプロセスの完成度を検査する工程があり、あるモジュールプロセスにおいて不良部が発見されると、その情報は即時、このプロセスを管理する計算処理機(図1の符号7)に送信され、該当モジュールプロセスの該当プロセスの条件を修正するように命令が送信され、プロセス条件の修正によって不良部発生の改善が図られる。また、検査箇所はウェーハを割断することなく得られ、摘出されたウェーハは次のプロセスに導入されるため、全モジュールプロセスが完了した後も、ウェーハのロット40Dの枚数は最初のロット40と変りはなく、ウェーハを無駄に廃棄することは無くなり、経済的効果は大きい。   In all the processes, there is a step of inspecting the completeness of each module process. When a defective part is found in a certain module process, the information is immediately calculated by a computer (reference numeral 7 in FIG. 1) that manages this process. And an instruction is transmitted so as to correct the condition of the corresponding process of the corresponding module process, and the generation of the defective portion is improved by correcting the process condition. Also, the inspection location can be obtained without cleaving the wafer, and the extracted wafer is introduced into the next process. Therefore, even after all module processes are completed, the number of wafer lots 40D changes from the first lot 40. There is no wasteful disposal of the wafer, and the economic effect is great.

なお、ウェーハ41からマイクロサンプル43を摘出して各種解析装置に適合するサンプルに加工する試料作製方法については実施例2で、また、試料作製装置については実施例3で説明する。
<実施形態例2>
本実施例では、ウェーハの所定の場所からマイクロサンプルを摘出して各種分析装置に適合する試料に加工する方法について説明する。
A sample preparation method for extracting the microsample 43 from the wafer 41 and processing it into a sample suitable for various analysis apparatuses will be described in Example 2, and the sample preparation apparatus will be described in Example 3.
<Embodiment 2>
In this embodiment, a method for extracting a micro sample from a predetermined location on a wafer and processing it into a sample suitable for various analyzers will be described.

試料基板から微小試料を摘出するためには、微小試料を基板から分離することが必須で、摘出試料の底面となる面と基板との分離工程が伴う。特開平05−52721号公報に示されたFIBによる分離法では、基板表面に対し斜方向からFIBを入射させて加工するため、摘出した試料片の底面には、分離時のイオンビーム入射角と加工アスペクト比からなる傾斜が付く。公知例では、分離する(底穴を形成する)ために試料を約70°も大きく傾斜させている。   In order to extract a micro sample from a sample substrate, it is essential to separate the micro sample from the substrate, which involves a process of separating the surface that becomes the bottom surface of the extracted sample from the substrate. In the separation method using FIB disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-52721, since the FIB is incident on the substrate surface from the oblique direction and processed, the ion beam incident angle at the time of separation and the bottom surface of the extracted sample piece are A slope consisting of the processing aspect ratio is added. In the known example, the sample is tilted as much as about 70 ° in order to separate (form a bottom hole).

FIBの集束性から要求される対物レンズと試料との間隔を考慮すると、このような大傾斜はFIB性能を悪化させてしまい、満足な加工が出来ないと予想される。通常用いられているFIB装置性能を維持するには60°程度が限度である。また、直径300mmなど大口径ウェーハ用試料ステージを70°も大きく傾斜させることは、機械的に非常に困難である。たとえ70°の大傾斜が可能としても摘出試料の底面は70°の傾斜を持ち、水平面の試料ホルダに設置すると、本来の試料表面は試料ホルダ面に対して20°も傾斜しており、表面に対してほぼ垂直な断面やウォ−ルを形成することが困難となる。試料基板の表面に対しほぼ垂直な断面やウォールを形成するためには、底面の傾斜を小さくして底面を表面に平行に近くすることが必須で、そのためには試料傾斜をさらに大きくしなければならず、これは上述の装置上の制約からさらに困難になる。従って、本願が目指すような摘出した試料を別の部材(試料ホルダ)に設置して、他の観察装置や分析装置に導入するためには、垂直断面が形成できる別の分離方法を検討しなければならない。(但し、特開平05−52721号公報では分離した試料は試料ホルダの類に設置することなく、搬送手段のプロ−ブに付けたまま観察する方法であるため、底面の形状は影響しない。)
このような状況から、本願による試料作製方法では試料ステージを極端に大きく傾斜することなく、微小試料を摘出することが実現できる。さらに、摘出試料の厚み(ウォ−ルの厚み方向と同じ)を薄く加工することができるため、ウォ−ル加工時間が大幅に削減できる方法である。
Considering the distance between the objective lens and the sample required from the FIB focusing property, such a large inclination deteriorates the FIB performance, and it is expected that satisfactory processing cannot be performed. In order to maintain the performance of the FIB device that is normally used, the limit is about 60 °. In addition, it is very difficult mechanically to tilt a large-diameter wafer sample stage having a diameter of 300 mm as much as 70 °. Even if a large inclination of 70 ° is possible, the bottom surface of the extracted sample has an inclination of 70 °, and when placed on a horizontal sample holder, the original sample surface is inclined by 20 ° with respect to the sample holder surface. However, it becomes difficult to form a cross section or wall substantially perpendicular to the wall. In order to form a cross section or wall that is almost perpendicular to the surface of the sample substrate, it is essential to reduce the inclination of the bottom surface and make the bottom surface parallel to the surface. To this end, the sample inclination must be increased further. Rather, this becomes more difficult due to the device limitations described above. Therefore, in order to place the extracted sample as intended in this application on another member (sample holder) and introduce it to another observation device or analysis device, another separation method capable of forming a vertical section must be considered. I must. (However, in Japanese Patent Laid-Open No. 05-52721, the separated sample is not placed on a sample holder, but is observed while attached to the probe of the conveying means, so the shape of the bottom surface does not affect.)
Under such circumstances, the sample preparation method according to the present application can realize extraction of a minute sample without tilting the sample stage extremely greatly. Furthermore, since the thickness of the extracted sample (same as the thickness direction of the wall) can be processed thinly, the wall processing time can be greatly reduced.

以下に、本願による試料作製方法の具体的手順を説明する。ここでは、試料の例としてTEM観察すべき試料の作製方法を取り上げ、TEM試料作製すべき箇所のマーキングから最終的なウォール加工まで、すべてFIB装置内で行なう方法を説明する。また、手順を明確にするために以下にいくつかの工程に分割して、図6を用いて説明する。   Below, the specific procedure of the sample preparation method by this application is demonstrated. Here, a method for preparing a sample to be observed by TEM will be taken as an example of the sample, and a method for performing everything from marking a portion to be prepared for TEM sample to final wall processing in the FIB apparatus will be described. Further, in order to clarify the procedure, it will be described below with reference to FIG.

図6(a):本試料作製方法では、TEM観察領域を含む摘出試料をまず作製するため、試料基板からの摘出後にTEM観察部であるウォールの形成位置が特定できなくなる危険性がある。このため、観察位置を特定するマーキングが必要となる。試料がまだウェーハやチップの状態では、CADデータ等から位置割り出しや光学顕微鏡像、FIBのSIM像からのによる位置確認が可能であるため、最初にウォール形成位置にマーキングする。マーキングは、例えば観察断面を形成する両端にマーク130をFIB加工やレーザ加工等で施す。   FIG. 6A: In this sample preparation method, an extracted sample including a TEM observation region is first prepared, and thus there is a risk that the formation position of the wall that is the TEM observation portion cannot be specified after extraction from the sample substrate. For this reason, marking for specifying the observation position is required. If the sample is still in the state of a wafer or chip, the position can be determined from CAD data, etc., and the position can be confirmed from the optical microscope image and FIB SIM image. For the marking, for example, marks 130 are applied to both ends forming the observation cross section by FIB processing, laser processing, or the like.

本例では、観察領域を挟んで10μm間隔で+(プラス)マーク130を2個施した。上記2個のマーク130を結ぶ直線は試料ステージの傾斜軸と平行になるように事前に、試料ステージを回転調整しておく。上記2個のマーク130を結ぶ直線上で、2個のマーク130の両側にFIB131によって2個の矩形穴132を設けた。開口寸法は例えば10×7μm、深さ15μm程度で、両矩形穴の間隔を30μmとした。いずれも、短時間に完了させるために直径0.15μm程度で電流約10nAの大電流FIBで加工した。加工時間はおよそ7分であった。   In this example, two + (plus) marks 130 are provided at intervals of 10 μm across the observation region. The sample stage is rotated and adjusted in advance so that the straight line connecting the two marks 130 is parallel to the tilt axis of the sample stage. Two rectangular holes 132 were provided by FIB 131 on both sides of the two marks 130 on a straight line connecting the two marks 130. The opening size is, for example, about 10 × 7 μm, the depth is about 15 μm, and the interval between both rectangular holes is 30 μm. Both were processed with a large current FIB having a diameter of about 0.15 μm and a current of about 10 nA in order to complete in a short time. The processing time was approximately 7 minutes.

図6(b):次に、上記マーク130を結ぶ直線より約2μm 隔てて、かつ、一方の矩形穴と交わるように、他方の矩形穴には交わらないように幅約2μm 、長さ約30μm、深さ約10μmの細長垂直溝133を形成する。ビーム131の走査方向は、FIBが試料を照射した時に発生するスパッタ粒子が形成した垂直溝や大矩形穴を埋めることがないようにする。一方の矩形穴132と交わらない小さな領域は、後に摘出すべき試料を支える支持部134になる。   FIG. 6B: Next, a width of about 2 μm and a length of about 30 μm are separated from the straight line connecting the marks 130 by about 2 μm and intersect with one rectangular hole but not with the other rectangular hole. Then, an elongated vertical groove 133 having a depth of about 10 μm is formed. The scanning direction of the beam 131 is set so as not to fill a vertical groove or a large rectangular hole formed by sputtered particles generated when the FIB irradiates the sample. A small region that does not intersect with one rectangular hole 132 becomes a support portion 134 that supports a sample to be extracted later.

図6(c):図6(a)(b)工程の後、試料面を小さく傾斜(本実施例では15°)させる。ここで、上記2個のマーク130を結ぶ直線は試料ステージの傾斜軸に平行に設定しているため、垂直溝133が上にあがるような方向に傾斜させる。そこで、上記マーク130を結ぶ直線より約2μm 隔てて、かつ、上記細長い溝とは反対側に、上記両矩形穴132を結ぶように、幅約2μm 、長さ約32μm 、深さ約15μmの細長い溝135を形成する。FIB照射によるスパッタ粒子が形成した矩形穴や溝を埋めることがないようにする。試料基板面に対して斜めから入射したFIBによって斜溝135が形成され、先に形成した垂直溝133と交わる。図6(a)から(c)の工程によって支持部134を残して、マーク130を含み、頂角が15°の直角三角形断面のクサビ型摘出試料が片持ち梁の状態で保持されている状態になる。なお、ここでは、試料ステージの傾斜角が15°について説明したが、15°に限定されることはない。但し、(1)試料ステージの傾斜の際の機械的構造および強度、(2)斜溝形成の際の周辺加工量の削減、それに伴う加工時間の短縮、(3)試料摘出後の基板(ウェーハ)に残された穴の縮小化、(4)形成された穴による基板の機械的強度低下の防止、(5)斜溝形成の際の溝底付近でのスパッタ粒子による深穴形成の困難さを考慮すると、試料ステージはなるべく低傾斜にして、斜溝の深さを浅くして、加工時間の短縮と、摘出する試料と形成される穴の微細化を満足する傾斜角がよく、具体的には傾斜角45°以下が望ましく、さらには5°以上30°以下が最も好ましい。従って、方法では特開平05−52721号公報のようにステージを70°もの大傾斜にする必要もないし、特開平4-111338号公報のように基板に貫通孔をさせることも無く、必要な部分を短時間で基板に影響することなく摘出することができる。   FIG. 6C: After the steps of FIGS. 6A and 6B, the sample surface is inclined slightly (15 ° in this embodiment). Here, since the straight line connecting the two marks 130 is set parallel to the tilt axis of the sample stage, it is tilted in such a direction that the vertical groove 133 rises. Therefore, the elongated hole having a width of approximately 2 μm, a length of approximately 32 μm, and a depth of approximately 15 μm is formed so as to connect the rectangular holes 132 at a distance of about 2 μm from the straight line connecting the marks 130 and on the opposite side of the elongated groove. A groove 135 is formed. Avoid filling rectangular holes and grooves formed by sputtered particles by FIB irradiation. The oblique groove 135 is formed by the FIB obliquely incident on the sample substrate surface, and intersects the previously formed vertical groove 133. 6A to 6C, the support portion 134 is left and the wedge-shaped extraction sample having a right triangle section with a vertex angle of 15 ° is held in a cantilever state, leaving the mark 130. become. Here, the inclination angle of the sample stage has been described as being 15 °, but it is not limited to 15 °. However, (1) Mechanical structure and strength when tilting the sample stage, (2) Reduction of peripheral processing amount when forming oblique grooves, and shortening the processing time, (3) Substrate after sample extraction (wafer ) Reduction of the remaining holes in (4), (4) Prevention of mechanical strength reduction of the substrate due to the formed holes, (5) Difficult to form deep holes by sputtered particles near the groove bottom when forming oblique grooves Therefore, the sample stage should be inclined as low as possible, the depth of the oblique groove should be reduced, and the inclination angle should be sufficient to satisfy the shortening of the processing time and the miniaturization of the sample to be extracted and the hole to be formed. The inclination angle is preferably 45 ° or less, and more preferably 5 ° or more and 30 ° or less. Therefore, in the method, it is not necessary to make the stage as large as 70 ° as in Japanese Patent Laid-Open No. 05-52721, and it is not necessary to form a through hole in the substrate as in Japanese Patent Laid-Open No. 4-111338, and the necessary part. Can be extracted in a short time without affecting the substrate.

図6(d):次に、試料ステージを水平に戻し、摘出すべき試料136の支持部134とは反対の端部に移送手段先端のプローブ137を接触させる。接触は試料とプローブ137との導通や両者間の容量変化によって感知することができる。また、不注意なプローブ137の押し付けによって、摘出すべき試料136やプローブ137の破損を避けるために、プローブ137が試料に接触した時点で+Z方向駆動を停止させる機能を有している。次に、摘出すべき試料136にプローブ137を固定するために、プローブ137先端を含む約2μm平方の領域に、デポジション用ガスを流出させつつFIB131を走査させる。このようにしてFIB照射領域にデポ膜138が形成され、プローブ137と摘出すべき試料136とは接続される。   FIG. 6D: Next, the sample stage is returned to the horizontal position, and the probe 137 at the tip of the transfer means is brought into contact with the end opposite to the support portion 134 of the sample 136 to be extracted. The contact can be detected by the conduction between the sample and the probe 137 and the capacitance change between the two. In addition, in order to avoid damaging the sample 136 and the probe 137 to be extracted by careless pressing of the probe 137, the probe 137 has a function of stopping driving in the + Z direction when the probe 137 contacts the sample. Next, in order to fix the probe 137 to the sample 136 to be extracted, the FIB 131 is scanned while allowing the deposition gas to flow out into an area of about 2 μm square including the tip of the probe 137. In this way, the deposition film 138 is formed in the FIB irradiation region, and the probe 137 and the sample 136 to be extracted are connected.

図6(e)(f):摘出試料を試料基板から摘出するために、支持部134にFIB照射してスパッタ加工することで、支持状態から開放される。支持部134は試料面上から見て2μm平方、深さ約10μmであるため2〜3分のFIB131走査で除去できる。   6 (e) (f): In order to extract the extracted sample from the sample substrate, the supporting portion 134 is irradiated with FIB and sputtered to release the supporting state. Since the support part 134 is 2 μm square and about 10 μm deep when viewed from above the sample surface, it can be removed by the FIB 131 scan for 2 to 3 minutes.

プローブ137の先端に接続されて摘出した摘出試料139は試料ホルダに移動させるが、実際には、試料ステージを移動させ、FIB走査領域内に試料ホルダを移動させる。このとき、不意の事故を避けるために、プローブ137を+Z方向に退避させておくとよい。ここで、試料ホルダの設置状態は後述するように種々の形態があるが、本例では、サイドエントリ型のTEMステージ上に設置していることを想定している。   The extracted sample 139 connected to the tip of the probe 137 is moved to the sample holder. In practice, the sample stage is moved to move the sample holder into the FIB scanning region. At this time, in order to avoid an unexpected accident, the probe 137 may be retracted in the + Z direction. Here, the sample holder is installed in various forms as will be described later. In this example, it is assumed that the sample holder is installed on a side entry type TEM stage.

図6(g)(h): FIB走査領域内に試料ホルダが入ってくると試料ステージ移動を停止し、プローブ137をーZ方向(試料台方向)に移動させ、試料ホルダ140に接近させる。摘出試料139が試料ホルダ140に接触した時、デポガスを導入しつつ摘出試料139と試料ホルダ140と接触部にFIB131を照射する。この操作によって摘出試料は試料ホルダ140に接続できる。本実施例では摘出試料139の長手方向の端面にデポ膜142を形成した。FIB照射領域は3μm平方程度で、デポ膜142の一部は試料ホルダ140に、一部は摘出試料側面に付着し、両者が接続される。摘出試料139を確実にTEM試料に固定するためには、試料ホルダ140の摘出試料固定面に2x25μm、深さ3μm程度の細長溝141をFIB131によって事前に形成しておき、この細長溝に摘出試料139を移送手段によって挿入した後、摘出試料139の端面にデポ膜142を形成すると摘出試料139は確実に固定できる。   6 (g) (h): When the sample holder enters the FIB scanning area, the movement of the sample stage is stopped, and the probe 137 is moved in the −Z direction (in the direction of the sample stage) to approach the sample holder 140. FIG. When the extracted sample 139 comes into contact with the sample holder 140, the extracted sample 139, the sample holder 140, and the contact portion are irradiated with the FIB 131 while introducing the deposition gas. By this operation, the extracted sample can be connected to the sample holder 140. In this example, the deposition film 142 was formed on the end surface of the extracted sample 139 in the longitudinal direction. The FIB irradiation area is about 3 μm square, part of the deposition film 142 is attached to the sample holder 140 and part is attached to the side of the extracted sample, and both are connected. In order to securely fix the extracted sample 139 to the TEM sample, an elongated groove 141 having a size of about 2 × 25 μm and a depth of about 3 μm is formed in advance by FIB 131 on the extracted sample fixing surface of the sample holder 140, and the extracted sample is placed in the elongated groove. After the insertion of the 139 by the transfer means, if the deposition film 142 is formed on the end surface of the extracted sample 139, the extracted sample 139 can be reliably fixed.

また、試料の観察領域がサイドエントリ試料ステージの回転中心軸上に配置されることが望まれるが、固定する試料が数μmから20μm程度の小ささであるため、実質的には、試料ホルダの固定面がサイドエントリ試料ステージの軸上に来るように配置しておく。このような構成によって、試料を容易に観察視野内に設置することができる。   In addition, it is desirable that the observation area of the sample be arranged on the rotation center axis of the side entry sample stage. However, since the sample to be fixed is as small as several μm to 20 μm, It is arranged so that the fixed surface is on the axis of the side entry sample stage. With such a configuration, the sample can be easily placed in the observation field.

また、この時、サイドエントリー型試料ステージ軸は汎用ステージの傾斜軸に平行にしておく。この構成によって摘出した試料の方向を回転させる必要がなくなるので、移送手段に複雑な機構を設ける必要はない。さらに、サイドエントリー型試料ステージを設置することによって、加工後、直ちにTEMに導入でき、追加工が必要な場合、直ちにFIB装置内で加工ができるという効果がある。   At this time, the side entry type sample stage axis is set parallel to the tilt axis of the general-purpose stage. Since it is not necessary to rotate the direction of the sample extracted by this configuration, it is not necessary to provide a complicated mechanism for the transfer means. Furthermore, by installing a side entry type sample stage, it is possible to introduce it into the TEM immediately after processing, and when additional machining is required, there is an effect that processing can be performed immediately in the FIB apparatus.

図6(i):次に、デポ用のガスを導入を停止した後、プローブ137と摘出試料139を接続しているデポ膜138にFIBを照射してスパッタ除去することで、プローブ137を摘出試料139から分離でき、摘出試料139は試料ホルダ140に自立する。   FIG. 6 (i): Next, after stopping the introduction of the deposition gas, FIB is irradiated to the deposition film 138 connecting the probe 137 and the extracted sample 139, and the probe 137 is removed by sputtering. The sample 139 can be separated from the sample 139, and the extracted sample 139 stands on the sample holder 140.

図6(j):最後に、FIB照射して、最終的に観察領域を厚さが100nm以下程度のウォール143になるように薄く仕上げ加工を施してTEM試料とする。このとき、摘出試料の長手方向の側面の一方が垂直面であるため、ウォール加工のためにFIB照射領域を決定する際、この垂直面を基準にすることで、試料基板表面にほぼ垂直なウォール143を形成することができる。また、FIB照射に先立ち、ウォール面をより平面的に加工するために、ウォール143形成領域を含む上面にFIBデポ膜を形成しておくとよい。この方法は既によく知られている。上述の加工の結果、横幅約15μm、深さ約10μmのウォールが形成でき、TEM観察領域ができあがる。以上、マーキングからウォール加工完成まで、約1時間30分で従来のTEM試料作製方法に比べて数分の1に時間短縮できた。また、摘出した試料の大きさは、幅2から4μm、長さ15〜30μm、高さ15〜20μm程度の小ささで、特開平4-111338号公報での基板を打抜いて形成した検査デバイスの大きさ比べて圧倒的に小さいことがわかる。   FIG. 6 (j): Finally, FIB irradiation is performed, and finally the observation region is thinly processed so as to become a wall 143 having a thickness of about 100 nm or less to obtain a TEM sample. At this time, since one of the side surfaces in the longitudinal direction of the sample to be extracted is a vertical surface, when determining the FIB irradiation area for wall processing, the vertical surface is used as a reference, so that the wall substantially perpendicular to the sample substrate surface can be obtained. 143 can be formed. Prior to FIB irradiation, an FIB deposit film may be formed on the upper surface including the wall 143 formation region in order to process the wall surface more planarly. This method is already well known. As a result of the above processing, a wall having a width of about 15 μm and a depth of about 10 μm can be formed, and a TEM observation region is completed. As described above, the time from marking to completion of wall processing was shortened to about one hour and 30 minutes compared with the conventional TEM sample preparation method. Further, the size of the extracted sample is as small as about 2 to 4 μm in width, 15 to 30 μm in length, and 15 to 20 μm in height, and is an inspection device formed by punching out a substrate in Japanese Patent Laid-Open No. 4-111338. It can be seen that it is overwhelmingly smaller than the size of.

このようにしてウォール加工後、サイドエントリ型TEMステージを引き抜き、TEMの試料室に導入する。このとき、電子線経路と、ウォール面が垂直に交わるようにTEMステージを回転させて挿入する。その後のTEM観察技術についてはよく知られているので、ここでは省略する
上記の試料作製手順は、TEM試料に限らず、他の分析や観察手法に用いることも可能である。
After wall processing in this manner, the side entry type TEM stage is pulled out and introduced into the TEM sample chamber. At this time, the TEM stage is rotated and inserted so that the electron beam path and the wall surface intersect perpendicularly. Since the subsequent TEM observation technique is well known, the sample preparation procedure omitted here is not limited to the TEM sample but can be used for other analysis and observation techniques.

なお、本願による試料作製方法と特開平05−52721号公報による試料の分離方法と大きく異なる点は、(1)試料の摘出(分離)に際してのビーム照射方法が全く異なり、摘出試料をなるべく薄くするためと、底面の分離を簡便にするために長手方向(TEM観察面に平行方向)の側面を傾斜加工すること、(2)摘出した試料は移送手段とは別の部材である試料ホルダに固定すること、(3)試料台を大きく傾斜させることなく、45°以下の低傾斜で目的とする部分を摘出できることである。   The sample preparation method according to the present application and the sample separation method according to Japanese Patent Laid-Open No. 05-52721 are significantly different from each other in (1) the beam irradiation method at the time of sample extraction (separation), and the extracted sample is made as thin as possible. In order to simplify the separation of the bottom surface, the side surface in the longitudinal direction (parallel to the TEM observation surface) is inclined, and (2) the extracted sample is fixed to a sample holder that is a separate member from the transfer means. (3) The target portion can be extracted with a low inclination of 45 ° or less without greatly inclining the sample stage.

また、特開平4-111338号公報による検査モニター法と異なる点は、基板(ウェーハ)を打抜いて貫通孔を形成することなく、ウェーハ表面の10μm程度を摘出するため、ウェーハに対するダメージを最低限であり、摘出する試料がミクロンレベルであるため、加工時間が非常に短いという相違点を有する。   Another difference from the inspection monitoring method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-111338 is that the wafer surface is extracted about 10 μm without punching out the substrate (wafer) and forming a through hole. Since the sample to be extracted is on the micron level, the processing time is very short.

このように、本試料作製方法を用いることで、所望の箇所をマークしたその場で、デバイスチップや半導体ウェーハから、人の手作業を介することなく、試料基板を装置から出すことなくTEM観察用や他の分析/計測/観察のための試料を作製することできる。   In this way, by using this sample preparation method, a desired location can be marked on the spot for TEM observation without taking the sample substrate out of the device without manual operation from a device chip or semiconductor wafer. And other samples for analysis / measurement / observation can be prepared.

<実施形態例3>
図7は、本願による電子部品製造方法における試料からマイクロサンプルを摘出し、各種解析装置に適する試験片に加工するときに用いる試料作製装置の一実施例の概略構成図である。
<Embodiment 3>
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a sample preparation apparatus used when a microsample is extracted from a sample in the electronic component manufacturing method according to the present application and processed into a test piece suitable for various analysis apparatuses.

試料作製装置71は、試料基板や摘出試料の加工や観察をするFIB照射光学系72、このFIB照射によって試料から放出する二次電子や二次イオンを検出する二次粒子検出器73、FIB照射領域にデポジション膜を形成するための元材料ガスを供給するデポガス源74、半導体ウェーハや半導体チップなどの試料基板72を載置する試料ステージ75、試料基板の一部を摘出した微小な摘出試料を固定する試料ホルダ76、試料ホルダを保持するホルダカセット77、摘出試料を試料ホルダに移し変える移送手段78などを少なくとも有した構成であり、さらに、試料ステージ75の位置を制御するためのステージ制御装置80、移送手段78を駆動するための移送手段制御装置81、試料ホルダ76や試料基板82や移送手段78などを映像化する画像表示手段83、FIB照射光学系2のFIB制御装置84なども構成され、この他、デポガス源制御装置85、ステ−ジ制御装置86、画像表示手段83、移送手段制御装置81などは計算処理装置87により制御される。   The sample preparation device 71 includes a FIB irradiation optical system 72 that processes and observes the sample substrate and the extracted sample, a secondary particle detector 73 that detects secondary electrons and secondary ions emitted from the sample by this FIB irradiation, and FIB irradiation. A deposition gas source 74 for supplying a source material gas for forming a deposition film in a region, a sample stage 75 for mounting a sample substrate 72 such as a semiconductor wafer or a semiconductor chip, and a minute extracted sample obtained by extracting a part of the sample substrate A sample holder 76 for fixing the sample holder, a holder cassette 77 for holding the sample holder, a transfer means 78 for transferring the extracted sample to the sample holder, and the like, and stage control for controlling the position of the sample stage 75 The apparatus 80, the transfer means controller 81 for driving the transfer means 78, the sample holder 76, the sample substrate 82, the transfer means 78, etc. are visualized. The image display means 83, the FIB control device 84 of the FIB irradiation optical system 2, and the like are also configured. In addition, the deposition gas source control device 85, the stage control device 86, the image display means 83, the transfer means control device 81, and the like are calculated. It is controlled by the device 87.

FIB照射光学系72は、液体金属イオン源から放出したイオンをビーム制限アパチャ、集束レンズ、対物レンズを通すことで直径10数nmから1μm程度のFIB94を形成する。FIB94を偏向器を用いて試料基板82上を走査することで、走査形状に試料基板82にμmからサブμmレベルの加工ができる。ここでの加工とは、スパッタリングによる凹部や、FIBアシストデポジションによる凸部、もしくは、これらを組み合わせて試料基板の形状を換える操作を指す。FIB照射によって形成するデポジション膜は、移送手段78の先端にある接触部と試料基板82を接続したり、摘出試料を試料ホルダに固定するために使用する。また、FIB照射時に発生する二次電子や二次イオンを二次粒子検出器73で検出して画像化することで加工領域などを観察することができる。   The FIB irradiation optical system 72 forms an FIB 94 having a diameter of about 10 nm to 1 μm by passing ions emitted from the liquid metal ion source through a beam limiting aperture, a focusing lens, and an objective lens. The FIB 94 is scanned on the sample substrate 82 using a deflector, so that the sample substrate 82 can be processed in a scanning shape from the μm level to the sub μm level. Processing here refers to a concave portion formed by sputtering, a convex portion formed by FIB assist deposition, or an operation for changing the shape of the sample substrate by combining these. The deposition film formed by FIB irradiation is used to connect the contact portion at the tip of the transfer means 78 and the sample substrate 82 or to fix the extracted sample to the sample holder. In addition, the processing region and the like can be observed by detecting secondary electrons and secondary ions generated during the FIB irradiation with the secondary particle detector 73 and imaging them.

試料ステージ75は試料室88に設置され、FIB照射光学系73等も真空容器内に配置されている。試料ステージ75は、試料ホルダ76を搭載したホルダカセット77が着脱でき、ステ−ジ制御装置80によって、3次元(X,Y,Z)方向の移動及び傾斜、回転が制御される。   The sample stage 75 is installed in the sample chamber 88, and the FIB irradiation optical system 73 and the like are also arranged in the vacuum container. A holder cassette 77 carrying a sample holder 76 can be attached to and detached from the sample stage 75, and movement, tilting, and rotation in a three-dimensional (X, Y, Z) direction are controlled by a stage control device 80.

以下、本願による試料作製装置71の各部(移送手段78およびその設置場所、試料ホルダ76の設置箇所と試料ホルダ6そのものの形態、摘出試料の試料ホルダ76への設置方法、および手段、試料ステージ)について詳細について説明する。
摘出試料の移送手段の概略構成について説明する。移送手段78は図7においてモータやギヤ、圧電素子などで構成して、数μmの移動分解能を有している。
Hereinafter, each part of the sample preparation apparatus 71 according to the present application (the transfer means 78 and its installation location, the installation location of the sample holder 76 and the form of the sample holder 6 itself, the method and means for installing the extracted sample on the sample holder 76, and the sample stage) The details will be described.
The schematic configuration of the extracted sample transfer means will be described. The transfer means 78 is constituted by a motor, a gear, a piezoelectric element or the like in FIG. 7, and has a moving resolution of several μm.

公知の技術(特開平4-111338号公報)によれば、分離試料を搬送する搬送手段はバイモルフ圧電素子3個をXYZ軸に対応して構成しているが、その搬送手段の設置位置は不明で、唯一上記公報の図3からステージ上に設置されていると読み取れる。このように、搬送手段が試料ステージに設置されていると、対象試料が例えば直径300mmのウェーハの中心部にある場合では、搬送手段先端の移動ストロークが、搬送手段位置から試料の所望箇所までの距離に比べて遥かに小さいため、試料ステージに設置された搬送手段では届かないという致命的問題点を有することになる。さらに、上記の3軸がバイモルフ圧電素子の構成では、バイモルフ圧電素子は一端を支点にして他端がたわむ動きをするため、他端は印加電圧に従って円弧を描く。つまり、XY平面内の移動では、1個のバイモルフ圧電素子の動作では搬送手段先端のプローブが1軸方向に直線的に動作しない。従って、3個のバイモルフ圧電素子で微動部を構成してプローブ先端を所望の位置に移動させるためには3個のバイモルフ圧電素子を複雑に制御しなければならない。これに対して、正確に直線駆動が可能な3軸の駆動手段を用いればよいが、100μmから数mmの長いストロークとμmオーダの分解能を兼ね備えた機構で移動手段を構成しようとすると、機構が複雑になってしまい、試料周辺の2次粒子検出器やデポガス源など他の構造物と干渉してしまい、更に別の問題を産み出してしまう。   According to a known technique (Japanese Patent Laid-Open No. 4-111338), the transport means for transporting the separated sample is configured with three bimorph piezoelectric elements corresponding to the XYZ axes, but the installation position of the transport means is unknown. Therefore, it can be read that it is installed on the stage from FIG. 3 of the above publication. Thus, when the transfer means is installed on the sample stage, when the target sample is at the center of a wafer having a diameter of 300 mm, for example, the movement stroke of the transfer means tip is from the transfer means position to the desired location of the sample. Since it is far smaller than the distance, it has a fatal problem that it cannot be reached by the transfer means installed on the sample stage. Furthermore, in the configuration of the above-described bimorph piezoelectric element with three axes, the bimorph piezoelectric element moves so that the other end bends with one end as a fulcrum, and the other end draws an arc according to the applied voltage. That is, in the movement in the XY plane, the probe at the tip of the transport means does not move linearly in one axial direction by the operation of one bimorph piezoelectric element. Accordingly, the three bimorph piezoelectric elements must be controlled in a complicated manner in order to form the fine movement portion with the three bimorph piezoelectric elements and move the probe tip to a desired position. On the other hand, it is sufficient to use a three-axis driving means that can accurately drive linearly. However, if the moving means is configured with a mechanism having a long stroke of 100 μm to several mm and a resolution of the order of μm, the mechanism is It becomes complicated and interferes with other structures such as a secondary particle detector and a deposit gas source around the sample, and this causes another problem.

以上のことから本願では、移送手段78は、試料基板が大口径のウェーハであっても、その任意の箇所から素早くサンプリングすることを実現するために、移動速度が早くストロークが大きい粗動部と、粗動部の移動分解能と同等のストロークを有して高い移動分解能の微動部とで構成し、移送手段全体を試料ステージと独立して設置して、サンプリング位置の大きな移動は試料ステージ75の移動に分担させた。   In view of the above, in the present application, the transfer means 78 includes a coarse moving portion having a high moving speed and a large stroke in order to realize quick sampling from any arbitrary position even if the sample substrate is a large-diameter wafer. And a fine moving portion having a high moving resolution having a stroke equivalent to the moving resolution of the coarse moving portion, and the entire transfer means is installed independently of the sample stage. I was assigned to move.

移送手段78の先端は直径50μm程度の細いタングステン線で形成されたプローブ68を連結した。バイモルフ圧電素子67に電圧を与えることで、プローブ68先端は微動する。   The tip of the transfer means 78 was connected to a probe 68 formed of a thin tungsten wire having a diameter of about 50 μm. By applying a voltage to the bimorph piezoelectric element 67, the tip of the probe 68 finely moves.

移動手段78は試料室の空間を利用して試料室88の天井面に設置している。
装置構成が異なっても対応できるという本構成特有の利点がある。
そして、図7は、FIB照射光学系72の対物レンズの最終レンズ電極面に設置した例である。 試料室88の空間を利用していて、装置外部に余分な機器を突出させることなく、装置外部が複雑な他機種にも適用でき、装置外観を簡素にまとまるという利点がある。
The moving means 78 is installed on the ceiling surface of the sample chamber 88 using the space of the sample chamber.
There is an advantage peculiar to this configuration that it can cope with different device configurations.
FIG. 7 shows an example in which the FIB irradiation optical system 72 is installed on the final lens electrode surface of the objective lens. The space of the sample chamber 88 is used, and there is an advantage that the external appearance of the apparatus can be simply summarized without applying an extra device to the outside of the apparatus and being applied to other complicated models.

その他、種々配置例は考えられるが、本構成の基本適的思想は、移送手段が試料ステージと独立して、試料の移動によって試料が移送手段に接触しない位置に配置されているため、摘出すべき摘出試料が大口径ウェーハの中央部、周辺部に関係なく、容易にアクセスが可能なことにある。   Various other arrangement examples are conceivable, but the basic idea of this configuration is that the transfer means is arranged at a position where the sample does not contact the transfer means by moving the sample independently of the sample stage. The sample to be removed should be easily accessible regardless of the central part and the peripheral part of the large-diameter wafer.

試料ホルダ6は試料基板82からの摘出試料70を移送して直接固定する部材であり、この試料ホルダ76はこれを支えるホルダカセット7などを介して試料ステージ75に搭載するか、もしくは、試料ステージ5とは独立したサイドエントリ型ステージに搭載する。試料ステージは、ウェーハも載置できる汎用の大型ステージや、デバイスチップが搭載できる程度の小型ステージを指す。   The sample holder 6 is a member for transferring and directly fixing the sample 70 extracted from the sample substrate 82. The sample holder 76 is mounted on the sample stage 75 via a holder cassette 7 or the like that supports the sample holder 76, or the sample stage. It is mounted on a side entry type stage independent of 5. The sample stage refers to a general-purpose large stage on which a wafer can be placed or a small stage to which a device chip can be mounted.

試料ホルダ76は試料ステージ75に脱着しやすいホルダカセット77に搭載し、さらに、試料ステージ75に搭載するか、ウェーハを特製容器に入れて装置に出し入れするウェーハカセットに搭載する。1個のホルダカセット7に搭載する試料ホルダ6の数は1個でも複数個でも良い。また、試料ステージ5に設置できるホルダカセット7の数は1個でも複数個でも良い。図7ではカセットホルダ7が1個、試料ホルダ6が5個の場合を示していて、1個の試料ホルダに3個の摘出試料を固定すると、1個のホルダカセットに15個のTEM試料を作製できる。   The sample holder 76 is mounted on a holder cassette 77 that can be easily attached to and detached from the sample stage 75, and further mounted on the sample stage 75, or mounted on a wafer cassette that puts a wafer in a special container and puts it in and out of the apparatus. One or more sample holders 6 may be mounted on one holder cassette 7. The number of holder cassettes 7 that can be installed on the sample stage 5 may be one or more. FIG. 7 shows the case where there is one cassette holder 7 and five sample holders 6. When three extracted samples are fixed to one sample holder, 15 TEM samples are placed in one holder cassette. Can be made.

このホルダカセット77はスライド式に試料ステージ75に着脱でき、操作棒(図示せず)などを用いて試料室88の真空を破ることなく、試料ステージ5と独立して真空容器外に取り出すこともできる。また、この方式では、1個の試料基板5から多数のTEM試料を連続して作製することができ、真空容器外に取り出す時は、一度に多数個入手できる。しかも、試料ホルダに固定したTEM試料はホルダカセットごと保管庫に保持することがで、小さなTEM試料の取扱いに神経を消耗する必要がない。さらに、摘出してウォール加工が未完成な試料が多数個固定されたカセットホルダを、別のFIB装置に搬入してウォール加工の仕上げを専念して行う方法も可能である。   The holder cassette 77 can be slidably attached to the sample stage 75 and can be taken out of the vacuum container independently of the sample stage 5 without breaking the vacuum in the sample chamber 88 using an operation rod (not shown). it can. Further, in this method, a large number of TEM samples can be continuously produced from a single sample substrate 5, and a large number can be obtained at a time when taken out of the vacuum vessel. Moreover, since the TEM sample fixed to the sample holder can be held in the storage together with the holder cassette, it is not necessary to exhaust the nerves in handling the small TEM sample. Furthermore, a method is also possible in which a cassette holder in which a large number of specimens that have been extracted and have not been wall-finished is fixed is carried into another FIB apparatus and the finishing of the wall machining is performed exclusively.

ウェーハカセットは、1枚のウェーハを入れる専用トレイで、ウェーハに直接、装置部品や人手に触れることがない。また、各種プロセス装置にそのまま出し入れでき、装置間の移動にも用いる。図10に示したように、ホルダカセット7をウェーハカセット95に着脱可能にしておくことによって、ウェーハ交換時に加工済みのTEM試料を搭載した複数の試料ホルダ6を入手するとができる。また、ウェーハカセット95とホルダカセット7の対応、ホルダカセット7とそこに搭載されている試料ホルダ6との対応、さらに、試料ホルダ6とそこに固定されている摘出試料70との対応を常に管理しておくことで、TEM観察など、観察、計測、分析などを施した際に得られる情報と、ウェーハ12の摘出位置との関係を容易に関係づけることができる。   The wafer cassette is a dedicated tray for storing a single wafer and does not directly touch the wafer with equipment parts or human hands. Moreover, it can be taken in and out of various process devices as it is, and is also used for movement between devices. As shown in FIG. 10, by making the holder cassette 7 detachable from the wafer cassette 95, it is possible to obtain a plurality of sample holders 6 on which processed TEM samples are mounted at the time of wafer replacement. Further, the correspondence between the wafer cassette 95 and the holder cassette 7, the correspondence between the holder cassette 7 and the sample holder 6 mounted thereon, and the correspondence between the sample holder 6 and the extracted sample 70 fixed thereto are always managed. By doing so, it is possible to easily relate the relationship between the information obtained when performing observation, measurement, analysis, etc., such as TEM observation, and the extraction position of the wafer 12.

<実施形態例4>
本実施例では、モジュールプロセスの一例として、プラグ形成のモジュールについてそのプロセス手順について説明し、所定の場所からマイクロサンプルを摘出して解析すべき注目点について説明する。図8(a)はゲート作製以降プラグ形成完了までの欠くプロセスを示している。符号s101からs112は、SiN膜デポジション、層間絶縁膜塗布、層間絶縁膜表面研磨、ホトレジスト塗布、露光、現像、層間絶縁膜エッチング、SiN膜エッチング、イオン注入、アッシング、多結晶Si埋め込み、層間絶縁膜表面研磨などのシリアルに行なう各プロセスに対応する。
ただし、この一連の工程のプロセス数はこの数に限定されることはない。このような一連のプロセスを経て、プラグが完成する。図8(b)から(g)は図(a)の一連のプロセスのうち、代表的な工程での半導体装置の断面図である。図(b)から(g)に共通してSi基板100には部分的に酸化膜領域101を有して、ゲーと102は既に前のプロセスで形成されている。図(b)は絶縁層SiN膜が形成された状態である。次に、図(c)のように層間絶縁膜104を全面に塗布する。塗布した層間絶縁膜104に加熱等の後処理を行なった後、図(d)のように層間絶縁膜104を部分的にドライエッチングして開口105を設ける。続いて、開口105の底面のSiN膜をドライエッチングしてコンタクトホール106が出来る(図(e))。
次に、多結晶Si107をコンタクトホール106に埋め込む(図(f))。最後に表面に露出している層間絶縁膜104、多結晶Si107を化学的機械研磨などの手法で平坦化して平坦面108を形成して所望の多結晶Siプラグ109が完成する。
<Embodiment example 4>
In the present embodiment, as an example of a module process, a process procedure for a plug forming module will be described, and attention points to be analyzed by extracting a microsample from a predetermined location will be described. FIG. 8A shows a process that is missing from the fabrication of the gate to the completion of plug formation. Reference numerals s101 to s112 denote SiN film deposition, interlayer insulating film coating, interlayer insulating film surface polishing, photoresist coating, exposure, development, interlayer insulating film etching, SiN film etching, ion implantation, ashing, polycrystalline Si embedding, and interlayer insulation. It corresponds to each process performed serially such as film surface polishing.
However, the number of processes in this series of steps is not limited to this number. Through such a series of processes, the plug is completed. FIGS. 8B to 8G are cross-sectional views of the semiconductor device in typical steps in the series of processes shown in FIG. In common with FIGS. (B) to (g), the Si substrate 100 partially has an oxide film region 101, and the gate and 102 have already been formed by the previous process. FIG. (B) shows a state in which an insulating layer SiN film is formed. Next, an interlayer insulating film 104 is applied to the entire surface as shown in FIG. After the post-treatment such as heating is performed on the applied interlayer insulating film 104, the interlayer insulating film 104 is partially dry etched to provide an opening 105 as shown in FIG. Subsequently, the SiN film on the bottom surface of the opening 105 is dry-etched to form a contact hole 106 (FIG. (E)).
Next, polycrystalline Si 107 is buried in the contact hole 106 (FIG. (F)). Finally, the interlayer insulating film 104 and the polycrystalline Si 107 exposed on the surface are planarized by a technique such as chemical mechanical polishing to form a flat surface 108, thereby completing a desired polycrystalline Si plug 109.

このようなプロセスを経てプラグは完成するが、完成したプラグの評価は、プラグ109とSi基板との接触、プラグ形状、プラグ寸法、プラグのSi基板上での相対位置、SiN膜厚さ等々多くの項目について評価しなければならないが、従来の方法(図(a))で 例えばプロセスs3、6、9、12等の終了後に上記の評価を行なっていると評価回数が多いほど全評価時間がかかることと、その都度、ウェーハを割断しなければならずロットのウェーハ残りが減少する問題を抱えることになる。そこで、本実施例では、プロセスs1からs12までの工程つまりプラグモジュールプロセスが完了した図(g)の状態で、上記評価項目をまとめて行なう。評価にはマイクロサンプリング法を用いてウェーハの一部を摘出して、図(g)のような形状がTEMで観察できるように試料作製して、TEM観察することにより、一回の観察でプラグ109とSi基板との接触、プラグ形状、プラグ寸法、プラグのSi基板上での相対位置、SiN膜厚さ等々多くの項目が一度に評価できる。しかも、マイクロサンプリングを施して残ったウェーハは次のモジュールプロセスに投入できるため、ウェーハの減少はないという利点を有する。   The plug is completed through such a process, but the evaluation of the completed plug has many evaluations such as contact between the plug 109 and the Si substrate, plug shape, plug size, relative position of the plug on the Si substrate, SiN film thickness, and so on. However, if the above evaluation is performed after the completion of processes s3, 6, 9, 12, etc. using the conventional method (Figure (a)), the total evaluation time increases as the number of evaluations increases. In this case, each time the wafer must be cleaved, there is a problem that the remaining wafer of the lot is reduced. Therefore, in this embodiment, the evaluation items are collectively performed in the state shown in FIG. (G) in which the steps from process s1 to s12, that is, the plug module process is completed. For evaluation, a part of the wafer is extracted using a microsampling method, a sample is prepared so that the shape as shown in Fig. (G) can be observed with TEM, and plugging is performed in one observation by TEM observation. Many items such as contact between 109 and the Si substrate, plug shape, plug size, relative position of the plug on the Si substrate, and SiN film thickness can be evaluated at a time. In addition, since the wafer remaining after the microsampling can be input to the next module process, there is an advantage that the number of wafers is not reduced.

本実施例ではプラグモジュールプロセスについて説明したが、他のモジュールプロセス、例えば、最初のSi基板に対する表面酸化からゲート作製の完了までのゲートモジュールプロセス、配線形成、配線とSi基板の結線、配線間の結線などを行なうメタルモジュールプロセス、キャパシタを形成するキャパシタモジュールプロセスなどについても同じ手法で解析すればよい。   In the present embodiment, the plug module process has been described. However, other module processes, for example, the gate module process from the surface oxidation to the completion of gate fabrication on the first Si substrate, wiring formation, wiring and wiring between the Si substrate, and between the wiring The metal module process for connecting and the like, and the capacitor module process for forming the capacitor may be analyzed by the same method.

本願による電子部品製造方法にかかわるモジュールプロセスにおけるウェーハの流れを説明するための図。The figure for demonstrating the flow of the wafer in the module process in connection with the electronic component manufacturing method by this application. 従来の試料から微小試料を分離するフローを説明するための図。The figure for demonstrating the flow which isolate | separates a micro sample from the conventional sample. 従来の電子部品製造方法にかかわるフロー例を説明するための図。The figure for demonstrating the example of a flow in connection with the conventional electronic component manufacturing method. 本願による電子部品製造方法にかかわるフローで特にモジュールプロセスを説明するための図。The figure for demonstrating a module process especially by the flow in connection with the electronic component manufacturing method by this application. 本願による電子部品製造方法にかかわるモジュールプロセスにおけるウェーハの流れを説明するための図。The figure for demonstrating the flow of the wafer in the module process in connection with the electronic component manufacturing method by this application. 本願による電子部品製造方法にかかわる試料作製方法について説明するための図。The figure for demonstrating the sample preparation method in connection with the electronic component manufacturing method by this application. 本願による電子部品製造方法にかかわる試料作製装置の一実施形態を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows one Embodiment of the sample preparation apparatus concerning the electronic component manufacturing method by this application. 本願による電子部品製造方法にかかわるモジュールプロセスの具体例を説明するための図。The figure for demonstrating the specific example of the module process in connection with the electronic component manufacturing method by this application.

符号の説明Explanation of symbols

1…ロット、2…検査用試料、3…試料、4…、5…マイクロサンプル、7…計算処理機、20…試料、21…角穴、22…底穴、23…切り欠き溝、24…プローブ、26…、27…デポ膜、29…FIB
40…ロット、41…ウェーハ、42…ウェーハ群、43…マイクロサンプル、44…解析試料、71…試料作製装置、72…FIB照射光学系、73…二次粒子検出器、74…デポガス源、75…試料ステージ、76…試料ホルダ、77…ホルダカセット、78…移送手段、80…ステージ制御装置、81…移送手段制御装置、82…試料基板、83…画像表示手段、84…FIB制御装置、85…デポガス源制御装置、86…ステ−ジ制御装置、87…計算処理装置、88…試料室、100…Si基板、101…酸化膜、102…ゲート、103…SiN膜、104…層間絶縁膜、105…開口、106…コンタクトホール、107…多結晶Si、108…平坦加工面、109…多結晶Siプラグ。

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lot, 2 ... Sample for inspection, 3 ... Sample, 4 ... 5 ... Micro sample, 7 ... Computer, 20 ... Sample, 21 ... Square hole, 22 ... Bottom hole, 23 ... Notch groove, 24 ... Probe, 26 ..., 27 ... Deposition membrane, 29 ... FIB
40 ... Lot, 41 ... Wafer, 42 ... Wafer group, 43 ... Micro sample, 44 ... Analyzed sample, 71 ... Sample preparation apparatus, 72 ... FIB irradiation optical system, 73 ... Secondary particle detector, 74 ... Depo gas source, 75 ... Sample stage, 76 ... Sample holder, 77 ... Holder cassette, 78 ... Transfer means, 80 ... Stage control device, 81 ... Transfer means control device, 82 ... Sample substrate, 83 ... Image display means, 84 ... FIB control device, 85 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Depogas source control apparatus, 86 ... Stage control apparatus, 87 ... Calculation processing apparatus, 88 ... Sample chamber, 100 ... Si substrate, 101 ... Oxide film, 102 ... Gate, 103 ... SiN film, 104 ... Interlayer insulation film, 105 ... Opening, 106 ... Contact hole, 107 ... Polycrystalline Si, 108 ... Flat surface, 109 ... Polycrystalline Si plug.

Claims (30)

試料基板を載置する試料ステージと、
該試料ステージが少なくとも設置される真空容器と、
該真空容器内に設けられ、前記試料基板から摘出された試料を載せるホルダと、
前記試料を前記ホルダに載せるための移送手段と、
前記試料基板に対して希ガスを用いたイオンビームを照射する照射光学系とを有し、
前記ホルダへ前記試料を移し変える作業が前記真空容器内で実行可能であることを特徴とする試料作製装置。
A sample stage on which a sample substrate is placed;
A vacuum vessel where at least the sample stage is installed;
A holder provided in the vacuum vessel and for placing a sample extracted from the sample substrate;
Transfer means for placing the sample on the holder;
An irradiation optical system for irradiating the sample substrate with an ion beam using a rare gas;
The sample preparation apparatus characterized in that the operation of transferring the sample to the holder can be executed in the vacuum vessel.
請求項1に記載の試料作製装置において、
前記移送手段は、プローブを動作させる駆動系を備えることを特徴とする試料作製装置。
In the sample preparation device according to claim 1,
The sample preparation apparatus, wherein the transfer means includes a drive system for operating a probe .
請求項2に記載の試料作製装置において、
前記駆動系はモータを備えることを特徴とする試料作製装置。
In the sample preparation device according to claim 2,
The sample preparation apparatus, wherein the drive system includes a motor .
請求項1から3のいずれか1項に記載の試料作製装置において、
前記ホルダ上に固定された試料に前記希ガスを用いたイオンビームを照射し、透過電子線顕微鏡観察用の試料を作成できることを特徴とする試料作製装置。
In the sample preparation device according to any one of claims 1 to 3 ,
A sample preparation device characterized in that a sample fixed on the holder can be irradiated with an ion beam using the rare gas to prepare a sample for observation with a transmission electron microscope .
請求項1からのいずれか1項に記載の試料作製装置において、
前記試料を前記ホルダへ移動するに際して、当該ホルダが前記希ガスを用いたイオンビームの照射領域へ移動されることを特徴とする試料作製装置。
In the sample preparation device according to any one of claims 1 to 4 ,
When moving the sample to the holder, the holder is moved to an ion beam irradiation region using the rare gas .
請求項1からのいずれか1項に記載の試料作製装置において、
前記ホルダは、透過電子線顕微鏡観察用の試料を載置するためのホルダであることを特徴とする試料作製装置。
In the sample preparation device according to any one of claims 1 to 5 ,
The sample preparation apparatus , wherein the holder is a holder for placing a sample for observation with a transmission electron microscope .
試料基板を載置する試料ステージと、
該試料ステージが少なくとも設置される試料室と、
該試料室に設けられ、前記試料基板から摘出された試料を載せる試料ホルダと、
前記試料を前記試料ホルダに載せるための移送手段と、
前記試料基板に対して希ガスを用いたイオンビームを照射する照射光学系とを有し、
前記ホルダへ前記試料を移し変える作業及び前記試料を前記移送手段から分離する作業が真空状態である前記試料室内にて実行可能であることを特徴とする試料作製装置。
A sample stage on which a sample substrate is placed;
A sample chamber where at least the sample stage is installed;
A sample holder provided in the sample chamber for placing a sample extracted from the sample substrate;
Transfer means for placing the sample on the sample holder;
An irradiation optical system for irradiating the sample substrate with an ion beam using a rare gas;
The sample preparation apparatus characterized in that the operation of transferring the sample to the holder and the operation of separating the sample from the transfer means can be performed in the sample chamber in a vacuum state .
試料基板を載置できる試料ステージと、
該試料ステージが設置される試料室と、
該試料室内に設けられ、前記試料基板から摘出された試料を固定できる試料ホルダと、
該試料を試料ホルダに移し変える移送手段と、
前記試料基板または前記試料ホルダに固定された試料とに対して希ガスを用いたイオンビームを照射できる照射光学系とを有し、
前記試料ホルダへ試料を載せる作業が真空状態である前記試料室内にて実行可能であり、
前記試料ホルダに固定され、前記試料室内にて前記移送手段から分離された試料にイオンビームを照射して、透過電子線顕微鏡観察用の試料を作成できることを特徴とする試料作製装置。
A sample stage on which a sample substrate can be placed;
A sample chamber in which the sample stage is installed;
A sample holder provided in the sample chamber and capable of fixing a sample extracted from the sample substrate;
Transfer means for transferring the sample to a sample holder;
An irradiation optical system capable of irradiating an ion beam using a rare gas to the sample substrate or the sample fixed to the sample holder;
The operation of placing the sample on the sample holder can be performed in the sample chamber in a vacuum state,
A sample preparation device characterized in that a sample for observation with a transmission electron microscope can be prepared by irradiating a sample fixed to the sample holder and separated from the transfer means in the sample chamber with an ion beam .
試料基板を載置できる試料ステージと、
該試料ステージが設置される試料室と、
該試料室内に設けられ、前記試料基板から摘出された試料を固定できる試料ホルダと、
該試料を試料ホルダに移し変える移送手段と、
前記試料基板または前記試料ホルダに固定された試料とに対して希ガスを用いたイオンビームを照射できる照射光学系とを有し、
前記試料ホルダへ試料を載せる作業が真空状態である前記試料室内にて実行でき、
前記試料ホルダに固定され、前記試料室内にて前記移送手段から分離された試料にイオンビームを照射して、試料を薄片化できることを特徴とする試料作製装置。
A sample stage on which a sample substrate can be placed;
A sample chamber in which the sample stage is installed;
A sample holder provided in the sample chamber and capable of fixing a sample extracted from the sample substrate;
Transfer means for transferring the sample to a sample holder;
An irradiation optical system capable of irradiating an ion beam using a rare gas to the sample substrate or the sample fixed to the sample holder;
The operation of placing the sample on the sample holder can be executed in the sample chamber in a vacuum state ,
A sample preparation apparatus characterized in that a sample can be thinned by irradiating an ion beam onto a sample fixed to the sample holder and separated from the transfer means in the sample chamber.
試料基板を載置できる試料ステージと、
該試料ステージが設置される試料室と、
該試料室内に設けられ、前記試料基板から摘出された試料を固定できる試料ホルダと、
該試料を試料ホルダに移し変える移送手段と、
前記試料基板または前記試料ホルダに固定された試料とに対して希ガスを用いたイオンビームを照射できる照射光学系とを有し、
前記試料ホルダへ試料を載せる作業が真空状態である前記試料室内にて実行でき、
前記試料ホルダに固定され、前記試料室内にて前記移送手段から分離された試料にイオンビームを照射して、試料にウォール加工できることを特徴とする試料作製装置。
A sample stage on which a sample substrate can be placed;
A sample chamber in which the sample stage is installed;
A sample holder provided in the sample chamber and capable of fixing a sample extracted from the sample substrate;
Transfer means for transferring the sample to a sample holder;
An irradiation optical system capable of irradiating an ion beam using a rare gas to the sample substrate or the sample fixed to the sample holder;
The operation of placing the sample on the sample holder can be executed in the sample chamber in a vacuum state,
A sample preparation apparatus characterized in that a sample can be wall processed by irradiating an ion beam onto a sample fixed to the sample holder and separated from the transfer means in the sample chamber.
試料基板を載置できる試料ステージと、
該試料ステージが設置される真空容器と、
真空容器内に設けられ、前記試料基板から摘出された試料を固定できる試料ホルダと、
該試料を試料ホルダに移し変える移送手段と、
前記試料基板または前記試料ホルダに固定された試料とに対して希ガスを用いたイオンビームを照射できる照射光学系とを有し、
前記試料ホルダへ試料を載せる作業が前記真空容器内にて実行可能であり
前記試料ホルダに固定され、前記真空容器内にて前記移送手段から分離された試料に希ガスを用いたイオンビームを照射して、透過電子線顕微鏡観察用の試料を作成でき、
前記試料基板から、透過電子線顕微鏡観察用の試料を作成する作業を、前記真空容器内にて実施できることを特徴とする試料作製装置。
A sample stage on which a sample substrate can be placed;
A vacuum vessel in which the sample stage is installed;
Provided in the vacuum chamber, a sample holder capable of fixing the excised samples from the sample substrate,
Transfer means for transferring the sample to a sample holder;
An irradiation optical system capable of irradiating an ion beam using a rare gas to the sample substrate or the sample fixed to the sample holder;
The operation of placing the sample on the sample holder can be performed in the vacuum vessel ,
A sample for observation with a transmission electron microscope can be created by irradiating an ion beam using a rare gas to the sample fixed to the sample holder and separated from the transfer means in the vacuum vessel,
A sample preparation apparatus characterized in that an operation for preparing a sample for transmission electron microscope observation from the sample substrate can be performed in the vacuum vessel .
試料基板を載置できる試料ステージと、
試料を固定できるTEM試料ホルダと、
試料ステージとTEM試料ホルダとが設置される試料室と、
試料ステージに載置された試料基板または前記TEM試料ホルダに固定された試料に対して希ガスを用いたイオンビームを照射できる照射光学系と、
試料基板の所望領域から試料を摘出し、摘出された試料を前記TEM試料ホルダに移送できる試料摘出手段とを有し、
摘出された試料を、前記TEM試料ホルダへ移動する作業が真空状態である前記試料室内にて実行でき、
前記TEM試料ホルダに固定され、前記試料室内にて前記試料摘出手段から分離された試料に希ガスを用いたイオンビームを照射して、TEM試料を作成できることを特徴とする試料作製装置。
A sample stage on which a sample substrate can be placed;
A TEM sample holder that can fix the sample;
A sample chamber in which a sample stage and a TEM sample holder are installed;
An irradiation optical system capable of irradiating a sample substrate mounted on a sample stage or a sample fixed to the TEM sample holder with an ion beam using a rare gas;
A sample extraction means capable of extracting a sample from a desired region of the sample substrate and transferring the extracted sample to the TEM sample holder;
The operation of moving the extracted sample to the TEM sample holder can be performed in the sample chamber in a vacuum state,
A sample preparation apparatus characterized in that a TEM sample can be prepared by irradiating an ion beam using a rare gas to a sample fixed to the TEM sample holder and separated from the sample extraction means in the sample chamber .
試料基板を載置できる試料ステージと、
試料を固定できるTEM試料ホルダと、
試料ステージとTEM試料ホルダとが設置される試料室と、
試料ステージに載置された試料基板または前記TEM試料ホルダに固定された試料に対して希ガスを用いたイオンビームを照射できる照射光学系と、
試料基板の所望領域から試料を摘出し、摘出された試料を前記TEM試料ホルダに移送できる試料摘出手段とを有し、
摘出された試料を、TEM試料ホルダ移動する作業が真空状態である前記試料室内で実行でき、
前記TEM試料ホルダに固定され、前記試料室内にて前記試料摘出手段から分離された試料に希ガスを用いたイオンビームを照射して、試料を薄く仕上げ加工できることを特徴とする試料作製装置。
A sample stage on which a sample substrate can be placed;
A TEM sample holder that can fix the sample;
A sample chamber in which a sample stage and a TEM sample holder are installed;
An irradiation optical system capable of irradiating an ion beam using an inert gas to the sample fixed on the placed sample substrate or the TEM sample holder in the sample stage,
A sample extraction means capable of extracting a sample from a desired region of the sample substrate and transferring the extracted sample to the TEM sample holder;
The operation of moving the extracted sample to the TEM sample holder can be performed in the sample chamber in a vacuum state,
A sample preparation apparatus characterized in that a sample can be thinly processed by irradiating an ion beam using a rare gas to a sample fixed to the TEM sample holder and separated from the sample extraction means in the sample chamber .
試料基板を載置できる試料ステージと、
試料を固定できるTEM試料ホルダと、
試料ステージとTEM試料ホルダとが設置される試料室と、
試料ステージに載置された試料基板または前記TEM試料ホルダに固定された試料とに対して希ガスを用いたイオンビームを照射できる照射光学系と、
試料基板の所望領域から試料を摘出し、摘出された試料をTEM試料ホルダに移送できる試料摘出手段とを有し、
摘出された試料を、TEM試料ホルダに移動する作業が真空状態である前記試料室内で実行でき、
前記TEM試料ホルダに固定され、前記試料室内にて前記試料摘出手段から分離された試料に希ガスを用いたイオンビームを照射して、試料にウォール加工できることを特徴とする試料作製装置。
A sample stage on which a sample substrate can be placed;
A TEM sample holder that can fix the sample;
A sample chamber in which a sample stage and a TEM sample holder are installed;
An irradiation optical system capable of irradiating a sample substrate placed on a sample stage or a sample fixed to the TEM sample holder with an ion beam using a rare gas;
A sample extracting means capable of extracting a sample from a desired region of the sample substrate and transferring the extracted sample to a TEM sample holder;
The operation of moving the extracted sample to the TEM sample holder can be executed in the sample chamber in a vacuum state,
A sample preparation apparatus characterized in that a sample can be wall-processed by irradiating an ion beam using a rare gas to a sample fixed to the TEM sample holder and separated from the sample extraction means in the sample chamber.
試料基板を載置できる試料ステージと、
試料を固定できるTEM試料ホルダと、
試料ステージとTEM試料ホルダとが設置される真空容器と、
試料ステージに載置された試料基板または前記TEM試料ホルダに固定された試料とに対して希ガスを用いたイオンビームを照射できる照射光学系と、
試料基板の所望領域から試料を摘出し、摘出された試料をTEM試料ホルダに移送できる試料摘出手段とを有し、
摘出された試料を、TEM試料ホルダに移動する作業が真空容器内で実行でき、
前記TEM試料ホルダに固定され、前記真空容器内にて前記試料摘出手段から分離された試料に希ガスを用いたイオンビームを照射して、TEM試料を作成でき、
試料基板からTEM試料を作成する作業を、真空を壊さずに実施できることを特徴とする試料作製装置。
A sample stage on which a sample substrate can be placed;
A TEM sample holder that can fix the sample;
A vacuum vessel in which a sample stage and a TEM sample holder are installed;
An irradiation optical system capable of irradiating a sample substrate placed on a sample stage or a sample fixed to the TEM sample holder with an ion beam using a rare gas;
A sample extraction means capable of extracting a sample from a desired region of the sample substrate and transferring the extracted sample to a TEM sample holder;
The operation of moving the extracted sample to the TEM sample holder can be executed in the vacuum vessel ,
A sample that is fixed to the TEM sample holder and separated from the sample extraction means in the vacuum vessel is irradiated with an ion beam using a rare gas, and a TEM sample can be created.
A sample preparation device characterized in that an operation for preparing a TEM sample from a sample substrate can be performed without breaking a vacuum .
試料基板を載置できる試料ステージと、
試料を固定でき、固定された試料へのTEM観察用電子線照射を阻害しない形状のTEM用試料ホルダと、
希ガスを用いたイオンビームの照射により試料基板から分離された試料を、TEM用試料ホルダに移動するプローブと、
試料ステージに載置された試料基板または前記TEM用試料ホルダに固定された試料とに対して希ガスを用いたイオンビームを照射できる照射光学系と、
試料ステージ、TEM用試料ホルダ、及びプローブを、真空状態である内部に設置する試料室とを有する試料作製装置。
A sample stage on which a sample substrate can be placed;
A sample holder for TEM having a shape that can fix the sample and does not hinder the irradiation of the fixed sample with the electron beam for TEM observation;
A probe that moves a sample separated from a sample substrate by irradiation with an ion beam using a rare gas to a sample holder for TEM;
An irradiation optical system capable of irradiating a sample substrate placed on a sample stage or a sample fixed to the TEM sample holder with an ion beam using a rare gas;
A sample preparation apparatus having a sample stage, a sample holder for TEM, and a sample chamber in which a probe is placed in a vacuum state .
試料基板を載置できる試料ステージと、
試料を固定でき、固定された試料へのTEM観察用電子線照射を阻害しない形状のTEM用試料ホルダと、
希ガスを用いたイオンビームの照射により試料基板から分離された試料を、TEM用試料ホルダに移動するプローブと、
試料ステージに載置された試料基板または前記TEM用試料ホルダに固定された試料とに対して希ガスを用いたイオンビームを照射できる照射光学系と、
前記試料ステージ、TEM用試料ホルダ、及びプローブを、真空状態である内部に設置する真空容器とを有する試料作製装置。
A sample stage on which a sample substrate can be placed;
A sample holder for TEM having a shape that can fix the sample and does not hinder the irradiation of the fixed sample with the electron beam for TEM observation;
A probe that moves a sample separated from a sample substrate by irradiation with an ion beam using a rare gas to a sample holder for TEM;
An irradiation optical system capable of irradiating a sample substrate placed on a sample stage or a sample fixed to the TEM sample holder with an ion beam using a rare gas ;
A sample preparation apparatus comprising: the sample stage, a TEM sample holder, and a vacuum container in which a probe is installed in a vacuum state.
請求項8,9,10及び11のいずれか1項に記載の試料作製装置において、
前記移送手段が、試料基板から分離された試料を接続可能かつ当該試料を前記試料ホルダに移動できるプローブと、当該プローブを動作させる駆動系とを含む試料作製装置。
In the sample preparation device according to any one of claims 8, 9, 10 and 11,
A sample preparation apparatus comprising: a probe capable of connecting a sample separated from a sample substrate and capable of moving the sample to the sample holder; and a drive system for operating the probe .
請求項12,13,14及び15のいずれか1項に記載の試料作製装置において、
前記試料摘出手段が、試料基板から分離された試料を接続可能かつ当該試料を前記TEM試料ホルダに移動できるプローブと、当該プローブを動作させる駆動系とを含む試料作製装置。
In the sample preparation device according to any one of claims 12, 13, 14, and 15,
A sample preparation apparatus , wherein the sample extraction means includes a probe that can connect a sample separated from a sample substrate and can move the sample to the TEM sample holder , and a drive system that operates the probe.
請求項1から19のいずれか1項に記載の試料作製装置において、
前記試料基板が、半導体ウェハである試料作製装置
In the sample preparation device according to any one of claims 1 to 19,
Sample preparation apparatus in which the sample substrate is a semiconductor wafer
請求項1から19のいずれか1項に記載の試料作製装置において、
前記試料基板が、半導体チップである試料作製装置
In the sample preparation device according to any one of claims 1 to 19,
Sample preparation apparatus in which the sample substrate is a semiconductor chip
請求項1から19のいずれか1項に記載の試料作製装置において、
前記試料基板が、デバイスチップである試料作製装置
In the sample preparation device according to any one of claims 1 to 19,
Sample preparation apparatus in which the sample substrate is a device chip
請求項8,9,10及び11のいずれか1項に記載の試料作製装置において、
前記試料ホルダを複数備えたことを特徴とする試料作製装置。
In the sample preparation device according to any one of claims 8, 9, 10 and 11,
A sample preparation apparatus comprising a plurality of the sample holders .
請求項12,13,14及び15のいずれか1項に記載の試料作製装置において、
前記TEM試料ホルダを複数備えたことを特徴とする試料作製装置。
In the sample preparation device according to any one of claims 12, 13, 14, and 15,
A sample preparation apparatus comprising a plurality of the TEM sample holders .
請求項16または17に記載の試料作製装置において、
前記TEM用試料ホルダを複数備えたことを特徴とする試料作製装置。
The sample preparation device according to claim 16 or 17,
A sample preparation apparatus comprising a plurality of the TEM sample holders .
請求項1,8,9,10及び11のいずれか1項に記載の試料作製装置において、
前記試料ホルダ上に複数の試料を載せることが可能であることを特徴とする試料作製装置。
In the sample preparation device according to any one of claims 1, 8, 9, 10, and 11,
A sample preparation apparatus characterized in that a plurality of samples can be placed on the sample holder .
請求項12,13,14及び15のいずれか1項に記載の試料作製装置において、
前記TEM試料ホルダ上に複数の試料を載せることが可能であることを特徴とする試料作製装置。
In the sample preparation device according to any one of claims 12, 13, 14, and 15,
A sample preparation apparatus characterized in that a plurality of samples can be placed on the TEM sample holder .
請求項16または17に記載の試料作製装置において、
前記TEM用試料ホルダ上に複数の試料を載せることが可能であることを特徴とする試作製装置。
The sample preparation device according to claim 16 or 17,
A trial production apparatus characterized in that a plurality of samples can be placed on the TEM sample holder .
請求項1から28のいずれかに記載の試料作製装置において、
前記試料は、電子顕微鏡観察のための所望箇所を含むことを特徴とする試料作製装置。
In the sample preparation device according to any one of claims 1 to 28,
The sample preparation apparatus characterized in that the sample includes a desired portion for electron microscope observation .
請求項1から29のいずれかに記載の試料作製装置において、
前記希ガスを用いたイオンビームはアルゴンイオンビームであることを特徴とする試料作製装置。
The sample preparation device according to any one of claims 1 to 29,
An ion beam using the rare gas is an argon ion beam .
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