JP6586261B2 - 大容量ｔｅｍグリッド及び試料取り付け方法 - Google Patents

Description

本発明は、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）グリッド（ｇｒｉｄ）、ならびに透過電子顕微鏡および走査透過電子顕微鏡を使用して観察するための試料の抜取りおよび取扱いに関する。

ナノテクノロジ、材料科学および生命科学では、ナノメートル規模の分解能で画像を形成する能力が求められる。例えば、現在、数十ナノメートルという小さな特徴部分を有する集積回路が製造されており、集積回路製造プロセスの開発および制御では、このような特徴部分の有用な画像を形成することが求められている。集積回路を製造するために使用されるリソグラフィ・プロセスは変動するため、製品パラメータが許容範囲内にあることを保証するためには、プロセスの結果を絶えず監視または測定する必要がある。

最小の特徴部分のサイズがリソグラフィ・プロセスの分解能の限界に近づいているため、このような監視の重要性は相当に高まっている。監視対象とされる特徴部分には例えば、相互接続線の幅および間隔、コンタクト・ホールの間隔および直径、ならびにさまざまな特徴部分のコーナ、縁などの表面形状などがある。半導体ウェーハ上の特徴部分は３次元構造体であり、完全な特性評価は、ラインまたはトレンチの頂部の幅などの表面寸法を記述するだけでなく、その特徴部分の３次元プロファイルも記述しなければならない。製造プロセスで見つかる汚染およびその他の欠陥を分析する必要もある。

一部の観察および測定は走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用して実施することができる。ＳＥＭでは、１次電子ビームを微小なスポットに集束させ、観察しようとする表面をそのスポットで走査する。表面に１次ビームが衝突すると、その表面から２次電子が放出される。その２次電子を検出し、画像を形成する。このとき、画像のそれぞれの点の輝度は、その表面の対応するスポットにビームが衝突したときに検出された２次電子の数によって決定される。しかしながら、観察対象の特徴部分が小さくなり続けると、ある時点で、測定する特徴部分が小さすぎて、通常のＳＥＭが提供する分解能によっては分解できなくなる。

透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）は、観察者が数ナノメートル程度の極めて小さな特徴部分を見ることを可能にする。材料の表面だけを画像化するＳＥＭとは対照的に、ＴＥＭは、試料の内部構造をも分析することができる。従来のＴＥＭでは、「ＴＥＭグリッド」と呼ばれるホルダ内に保持された試料に幅の広いビームが衝突し、試料を透過した電子を集束させて画像を形成する。１次ビーム中の電子の多くが試料を透過し、反対側から出てくることを可能にするため、試料は十分に薄くなければならない。ＴＥＭ試料の厚さは通常１００ｎｍ未満である。

走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）では、１次電子ビームを微小なスポットに集束させ、そのスポットで試料表面を走査する。加工物を透過した電子を、試料の向こう側に置かれた電子検出器によって集める。画像のそれぞれの点の強度は、その表面の対応する点に１次ビームが衝突したときに集められた電子の数に対応する。

透過電子顕微鏡（ＴＥＭまたはＳＴＥＭ）で観察するためには試料が非常に薄くなければならないため、試料の準備は、繊細で時間のかかる作業である。本明細書で使用する用語「ＴＥＭ」はＴＥＭまたはＳＴＥＭを指し、ＴＥＭ用の試料を準備すると言うときには、ＳＴＥＭ上で観察するための試料を準備することも含まれると理解すべきである。

本明細書では用語「基板」が、そこから試料が抜き取られる加工物を指すために使用され、用語「試料」は、薄くするためおよび／または観察するために基板から抜き取られ、ＴＥＭグリッド上に装着される基板の部分を記述するために使用される。

ＴＥＭ試料の準備にはいくつかの技法が使用されている。これらの技法には例えば、クリービング（ｃｌｅａｖｉｎｇ）、化学研磨、機械研磨、もしくはブロード・ビーム低エネルギー・イオン・ミリング（ｂｒｏａｄ ｂｅａｍ， ｌｏｗ ｅｎｅｒｇｙ ｉｏｎ ｍｉｌｌｉｎｇ）、または以上のうちの１つまたは複数の組合せなどが含まれる。これらの技法の欠点は、これらの技法ではしばしば、出発材料を次第に小さな材料片に切削していく必要があり、それによって元の加工物の多くの部分が破壊されることである。

一般に「リフトアウト（ｌｉｆｔ−ｏｕｔ）」技法と呼ばれる別の技法は、集束イオン・ビームを使用して基板またはバルク試料から試料を切り離して、基板の周囲の部分を破壊または損傷することなく試料を持ち上げ、取り出すことができるようにする。このような技法は、集積回路の製造で使用されるプロセスの結果の分析、および物理科学または生物科学における材料の分析に有用である。この技法を使用して、基板内の任意の向きから試料（例えば断面試料または平面試料）を形成することができる。いくつかのリフトアウト技法は、直接にＴＥＭで使用するのに十分な薄さを有する薄片（ｌａｍｅｌｌａ）の形態の試料を抜き取り、他のリフトアウト技法は、観察する前にさらに薄くする必要がある「塊（ｃｈｕｎｋ）」試料または大きな試料を抜き取る。試料は、基板にまだつながっている間に、または基板からＴＥＭグリッドへ試料を輸送する目的に使用されるプローブに取り付けられている間に、またはＴＥＭグリッドに取り付けられた後に、薄くすることができる。薄片は、均一な厚さの薄い構造体として形成することができ、または、薄い観察領域を、より厚い支持構造体内に含むことができる。抜き取られた薄片は通常、基板表面に対して垂直の向きの試料を形成する。本発明の出願人が所有し、参照によって本明細書に組み込まれるＨｏｎｇ他の「Ｐｌａｎａｒ Ｖｉｅｗ Ｓａｍｐｌｅ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ」という名称の米国特許第７，４２３，２６３号明細書に記載されているように、塊はしばしば、基板表面に対して平行な試料を形成するために抜き取られる。

集束イオン・ビーム（ＦＩＢ）システムの真空室内で、基板から、準備された試料を抜き取り、ＴＥＭグリッドへ移動させる技法は普通、「原位置（ｉｎ−ｓｉｔｕ）」技法と呼ばれる。集束イオン・ビームによって試料を形成し、次いで真空室から基板を取り出し、その後に基板から試料を取り出す技法は、「外位置（ｅｘ−ｓｉｔｕ）」技法と呼ばれる。

一技法では、試料を基板から分離する前に試料を所望の厚さまで薄くし、電子透過性の薄いフィルムで覆われた金属グリッドへ移送する。試料がフィルム上にあるときに試料に電子ビームを通すことによって試料を観察する。図１は、通常は銅、ニッケルまたは金製である先行技術のＴＥＭグリッド１００を示す。寸法はさまざまだが、典型的なグリッドは、例えば３．０５ｍｍの直径を有し、また、幅３５μｍのバー１０６によって画定されたサイズ９０μｍ×９０μｍのセル１０４からなる中央部分１０２を有する。入射電子ビーム中の電子はセル１０４を通り抜けることができるが、バー１０６によって遮断される。中央部分１０２の周囲には縁部分１０８がある。縁部分１０８の幅は０．２２５ｍｍである。縁部分１０８はセルを持たず、向きマーク１１０を表示する。電子透過性の支持フィルムの厚さは約２０ｎｍであり、試料キャリア全体にわたって均一である。分析するＴＥＭ試料は、セル１０４内に配置または載置される。

基板から試料を取り出すためには、マイクロマニピュレータに取り付けられたプローブを試料の上に配置し、プローブを注意深く下ろして試料と接触させる。外位置取出しでは、基板からグリッドへ試料を移動させるために、プローブは、真空、静電力または接着剤を使用して試料をプローブ先端に取り付けることができる。試料の外位置抜取り用のこのような１つのシステムが、Ａｇｏｒｉｏ他の「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｓａｍｐｌｅ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｈａｎｄｌｉｎｇ」という名称の米国特許第８，３５７，９１３号明細書に記載されている。

いくつかの原位置プロセスでは、基板から試料を取り出す前に試料を薄くするのではなしに、マイクロマニピュレータに接続されたプローブを使用して基板から試料を取り出し、その試料を、図２に示されているものなどのＴＥＭグリッドの柱（ｐｏｓｔ）（「歯（ｔｏｏｔｈ）」または「指（ｆｉｎｇｅｒ）」とも言う）に取り付ける。この部分的にまたは完全に形成された試料は通常、形成後にビーム誘起付着によってプローブに取り付けられる。次いで試料を基板から分離し、プローブによってＴＥＭグリッドへ輸送し、そこでビーム誘起付着によって柱に取り付ける。次いで、プローブと試料の間の接続を切断して、ＴＥＭグリッドの柱上に試料を残す。処理および観察のための所望の向きに試料が柱に取り付けられることを保証するため、試料プローブは回転させることができ、ＴＥＭグリッドは、傾けることまたは回転させることができる。試料を形成し抜き取る技法は例えば、ともに本発明の出願人が所有し、参照によって本明細書に組み込まれるＫｅａｄｙ他の「Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ ＴＥＭ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ａｎｄ Ｈａｒｄｗａｒｅ ｆｏｒ Ｂａｃｋｓｉｄｅ Ｔｈｉｎｎｉｎｇ ｏｆ Ｃｒｏｓｓ−Ｓｅｃｔｉｏｎａｌ Ｖｉｅｗ Ｌａｍｅｌｌａ」という名称の米国特許出願公開第２０１３／０２４８３５４号明細書およびＢｌａｃｋｗｏｏｄ他の「ＴＥＭ Ｓａｍｐｌｅ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ」という名称の国際公開第２０１２／１０３５３４号に記載されている。

典型的な柱型ＴＥＭグリッド２００は、３ｍｍの円の一部分を含む。いくつかの用途では、試料２０２Ａ、２０２Ｂ、２０２Ｃなどの試料が、イオン・ビーム付着または接着剤によって、ＴＥＭグリッド２００の柱２０４Ａ、２０４Ｂ、２０４Ｃまたは２０４Ｄに取り付けられる。試料は、ＴＥＭ（図示せず）内の電子ビームが、試料を通り抜けて試料の下の検出器に至る自由経路を有するように、柱から延びる。試料は通常、薄い観察エリアがＴＥＭグリッドの平面に対して平行になるように装着され、ＴＥＭグリッドは、試料を観察するときにＴＥＭグリッドの平面が電子ビームに対して直角になるように装着される。図３は、試料３０４Ａ、３０４Ｂ、３０４Ｃおよび３０４Ｄが取り付けられた柱３０２Ａおよび３０２Ｂを有する別のＴＥＭグリッド３００を示す。ＴＥＭグリッド３００の柱は、ＴＥＭグリッド２００の柱とは異なる形状を有する。

図５Ａ〜５Ｃは、典型的な先行技術のＴＥＭグリッドの柱５００の拡大図を示す。ＴＥＭ柱は通常、「セットバック（ｓｅｔｂａｃｋ）」と呼ばれる棚（ｓｈｅｌｆ）５０２を含む。図５Ａは、外縁５０４によって形成された、柱５００の内側部分５０６よりも薄い棚５０２を示す、柱５００の正面図を示す。このセットバックは、柱５００への試料５０８の取付けを容易にし、取付け中のＴＥＭグリッドの損傷を最小限に抑え、またはＴＥＭグリッドの損傷を防ぐ。棚５０２は、ＴＥＭ柱の全周に沿って途切れずに延びることができる。図５Ｂは、図５Ａの柱５００の側面図を示す。図５Ｃは、棚５０２を有するＴＥＭ柱５００を示す顕微鏡写真である。薄い外縁５０４が、柱５００の全体に沿って、および柱と柱の間に延びている。

図２、３、４Ａ、４Ｂ、８Ａおよび８Ｂにセットバックは示されていないが、それぞれの図のＴＥＭグリッドは、試料または薄片が取り付けられたセットバックを有することを認識すべきである。これらのその他の図にセットバックが示されていないのは図を平明にするためである。

本明細書では用語ＴＥＭグリッドが、その上に試料が装着される任意の構造体を指すために使用され、このような構造体には、図１に示した電子透過性の薄いフィルムで覆われた金属グリッドだけでなく、図２および３に示した柱型グリッド、および試料を取り付けることができるワイヤなどの任意の他のタイプの支持体が含まれる。ＴＥＭグリッドは通常、ＴＥＭ試料ホルダ内に装着される。試料を有するＴＥＭグリッドを観察のためＴＥＭへ輸送するために、この試料ホルダを、イオン・ビーム・システムの真空室から取り出すことができる。ＴＥＭグリッドを保持する試料ホルダおよび試料ホルダを輸送するシステムは知られている。

先行技術の試料抜取り方法を使用したＴＥＭ試料の準備は時間がかかる。限界寸法（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）（「ＣＤ」）測定およびその他のプロセス監視技法は、特定のプロセスの特性および質を十分に評価するためにしばしば、ウェーハ上の異なる位置からの複数の試料を必要とする。例えば、いくつかの状況では、所与のウェーハからの１５から５０個のＴＥＭ試料を分析することが望ましい。このような多くの試料を抜き取り、測定しなければならないときには、１枚のウェーハからの試料を処理するのにかかる総時間が数日または数週間にもなることがある。ＴＥＭ分析によって知り得る情報が非常に貴重であることがあるしても、ＴＥＭ試料を作製し測定する全体プロセスは歴史的に非常に労働集約的で時間がかかり、そのため、製造プロセスの制御にこのタイプの分析を使用することは実際的ではない。

試料を抜き取り、移送するプロセスの速度を上げることは、半導体ウェーハを生産ラインにより早く戻すことが可能になることにより、かなりの時間節減をもたらすであろう。リフトアウト・プロセスの自動化は、所与の時間内にイオン・ビーム・システムによって抜き取られる試料の数を増加させる。

米国特許第７，４２３，２６３号明細書 米国特許第８，３５７，９１３号明細書 米国特許出願公開第２０１３／０２４８３５４号明細書 国際公開２０１２／１０３５３４号 米国特許出願公開第２００４／０１４４９２４号明細書

本発明の目的は、透過電子顕微鏡法で使用される試料用の改良されたＴＥＭグリッドを提供すること、およびＴＥＭ試料の製作を容易にする方法を提供することにある。

本発明の実施形態は、段を提供する鋸歯状の縁を有する柱を含むＴＥＭグリッドであって、それらの段が、それぞれの柱に複数の試料を装着するための試料位置を形成するＴＥＭグリッドを提供する。このＴＥＭグリッドは、先行技術のＴＥＭグリッドよりも多くの試料を収容できることによって、自動化された試料準備を容易にする。好ましくは、それぞれの段上の機械で読み取ることができる識別マークが、自動試料準備を容易にする。

以上では、以下の本発明の詳細な説明をより十分に理解できるように、本発明の特徴および技術上の利点をかなり大まかに概説した。以下では、本発明の追加の特徴および利点を説明する。開示される着想および特定の実施形態を、本発明の目的と同じ目的を達成するために他の構造体を変更しまたは設計するためのベースとして容易に利用することができることを当業者は理解すべきである。さらに、このような等価の構造体は、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨および範囲を逸脱しないことを当業者は理解すべきである。

次に、本発明および本発明の利点のより完全な理解のため、添付図面に関して書かれた以下の説明を参照する。

先行技術の第１のタイプのＴＥＭグリッドを示す図である。 先行技術の第２のタイプのＴＥＭグリッドを示す図である。 先行技術の第３のタイプのＴＥＭグリッドを示す図である。 ＴＥＭグリッドの一実施形態を示す図である。 ＴＥＭグリッドの一実施形態を示す図である。 ＴＥＭグリッドの柱の拡大図である。 ＴＥＭグリッドの柱の拡大図である。 ＴＥＭグリッドの柱の拡大図である。 透過電子顕微鏡用の試料を製作する方法を示す流れ図である。 ＴＥＭ観察用の試料を準備する目的に使用することができるデュアル・ビーム・システムを示す図である。 それぞれ、ＴＥＭグリッドの好ましい一実施形態の正面図および背面図である。 それぞれ、ＴＥＭグリッドの好ましい一実施形態の正面図および背面図である。

本発明のいくつかの実施形態は、試料容量が増大したＴＥＭグリッドを提供する。いくつかの実施形態の階段型（ｓｔａｉｒｃａｓｅ−ｔｙｐｅ）柱設計は、それぞれの柱上の溶接された試料の下方の無駄になる空間を最小化することによって、ＴＥＭグリッドに取り付けることができる試料の数を増加させる。

いくつかの実施形態では、片側階段構造体が、Ｋｅａｄｙ他の「Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ ＴＥＭ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ａｎｄ Ｈａｒｄｗａｒｅ ｆｏｒ Ｂａｃｋｓｉｄｅ Ｔｈｉｎｎｉｎｇ ｏｆ Ｃｒｏｓｓ−Ｓｅｃｔｉｏｎａｌ Ｖｉｅｗ Ｌａｍｅｌｌａ」という名称の米国特許出願公開第２０１３／０２４８３５４号明細書に記載されている逆配置型リフトアウト（ｉｎｖｅｒｔｅｄ ｌｉｆｔ−ｏｕｔ）技法を、グリッドの溶接が最も容易な側に全ての試料位置を配置することによって最適化する。

いくつかの実施形態では、試料位置の迅速で正確な位置特定および識別を可能にするために、片側または両側のこの階段設計が、それぞれの階段の頂部および／またはそれぞれの段上の簡略化された文字または幾何学的形状などの機械および／または人間が読み取ることができる印（しるし）と組み合わされる。

片側階段の非対称性は、グリッド・ホルダにグリッドを装填するときに、オペレータが、グリッドを正しい適切な向きに向けることを容易にする。このことは、マシン・ビジョンを駆使した試料の正確な配置を容易にする。柱の階段のない側は、再付着が非常に少ない試料の薄化を提供し、このことは、細かなエネルギー分散型Ｘ線分光分析を可能にする。例えば、右方へ延びる片側階段上で、柱の左側は、ユーザが、支持グリッドの大部分から大きな距離のところに試料を置くことを可能にする。このことは、ユーザが分光分析を実行したいとき、および成果物を汚染するグリッドからの再付着の危険性を最小化したいいときに有利なことがある。グリッドは銅でできていることがあり、グリッドから意図せずにスパッタリングされた銅が試料上に再付着し、試料を汚染することがあるため、銅または銅がないことを探すときに、このことは特に重要である。

特定の実施態様に応じてグリッドの設計を変更して、それぞれの柱上の段のサイズおよび数ならびに柱の数を変え、それによって容量を増大させ、または試料を操作するための空間をより大きくすることができる。いくつかの用途は少数の大きな試料を必要とし、別の用途は、多数の小さな試料を必要とする。それぞれの用途の特定の要件に適合するようにグリッド設計を変更することができる。例えば、いくつかの用途では、非常に大きな「塊」試料、すなわち１辺が１００μｍよりも大きな寸法を有する試料が抜き取られる。それらの大きな塊は、例えば本出願の譲受人である米オレゴン州ＨｉｌｌｓｂｏｒｏのＦＥＩ ＣｏｍｐａｎｙのＶｉｏｎ Ｐｌａｓｍａ ＦＩＢを使用することによって抜き取ることができる。これらの大きな試料は、それぞれの柱上の段の数および／または柱の数がより少ないグリッドなど、使用可能な位置の数がより少ないグリッドに取り付けられることが好ましい。これらの大きな試料は通常、通常は高スループットでない作業で使用され、そのため、それぞれのグリッド上により少数の試料が装着された複数のグリッドを使用することに問題はない。他方、ＳＴＥＭ測定プロセスは通常、多数の試料を必要とし、この用途では、多数の試料を高い信頼性で迅速に得る能力がより重要である。このような用途では、それぞれの柱上により多くのより小さな段を有するより多くの柱を有するグリッドが、グリッド当たりの薄片の数をより大きくすることを可能にし、グリッドの装填／取外しサイクルの回数を最小化することが時間の節減を可能にするであろう。簡略化された識別文字の代わりに他の幾何学的形状を使用して、マシン・ビジョン認識またはグリッド製造可能性（ｇｒｉｄ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒａｂｉｌｉｔｙ）を支援することができる。図８Ａおよび８Ｂに示されているように、異なる柱の頂部を異なる幾何学的形状に形成して、それぞれの柱の識別を容易にすることができる。

マシン・ビジョンを使用して容易に位置が特定される印（しるし）をそれぞれの階段の頂部に提供することは、自動化されたリフトアウト・プロセスを容易にする。このことはさらに、特定のグリッドの位置を特定し、そのグリッドの向きを、それぞれの階段の位置に直線を当てはめることによって決定する、自動化されたルーチンを容易にする。このことは、グリッドをグリッド・ホルダに装填する際の向きの誤差を補償する自動回転調整を可能にするであろう。グリッドを手動で装填するときにはこの誤差がたいてい２〜３度になる。ステージ回転をその元の位置に残しておき、その代わりに、測定されたグリッド回転を使用して、それぞれの位置へより正確に駆動するのを助けることもできる。これは、グリッドを再び見つける時間を節減する。薄片がグリッドの指ないし柱と整列していることが重要な場合には、薄片をグリッドに溶接する前にこの自動回転調整を実行することができる。グリッドの向きを記録することによって、グリッドの向きを、調整された回転へ戻すことができる。

図４Ａは、本体４０４を含むＴＥＭグリッド４０２を示す。本体４０４は、直径約３ミリメートルの部分円４０８の形態の外縁と、外縁の内側にあって、部分円４０８の部分弦によって形成された内縁４１０とを有する。内縁４１０から複数の柱４１４が延びている。図４Ｂは、３本の柱４１４の拡大図を示す。示されている通り、この実施形態の柱４１４は、内縁に沿って間隔を置いて配置されており、柱の基部は、介在する内縁４１０の部分によって分離されている。柱はそれぞれ、垂直縁４２０と、内縁４１０に対して実質的に平行な水平縁４２２とから形成された段４１８を有する。垂直縁４２０は、集束イオン・ビーム・システムを使用して薄くするため、および／または透過電子顕微鏡上で観察するために試料４２４を取り付ける場所を提供する。

自動機械識別を容易にするため、それぞれの柱４１４は、任意選択で、その頂部に異なる幾何学的形状を有する。それぞれの段４１８が識別子４２６を有することもできる。一実施形態では、垂直縁４２０および水平縁４２２の長さがそれぞれ５０μｍであり、これにより試料を置くための十分な余地が提供され、典型的にはこの余地の幅が約１０μｍ、高さが約５μｍである。それぞれの階段の頂部の簡略化された文字「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」などの印（しるし）を、連続する番号、例えば１、２、３、４および５を有する段とともに使用して、試料の識別を助けることができる。それぞれの個々の段に対するこの指示子（ｄｅｓｉｇｎａｔｏｒ）はグリッド上に書き込むことができ、またはその位置によって理解することができる。階段は、示されているような片側階段とすることができ、または両側階段、すなわちピラミッド形とすることができる。いくつかの抜取りプロセスでは、取り出した後の試料の向きのため、柱の一方の側に溶接する方がもう一方の側に溶接するよりも容易である。

図６は、ＴＥＭ上で観察するための複数の試料を準備する方法を示す流れ図である。ステップ６０２で、ユーザが、試料基板を真空室に挿入する。ステップ６０４で、試料基板に向かって集束イオン・ビームを導いて試料を形成する。基板から試料を分離する前に、ステップ６０６で、試料をプローブに取り付ける。ステップ６０８で、基板から試料を切り離す。ステップ６１０で、この最初の薄い試料が取り付けられたプローブを、図４に記載されたものなどのＴＥＭグリッドへ移動させる。ステップ６１２で、この最初の薄い試料を、ＴＥＭグリッドの１本の柱の複数の段のうちの１つの段に取り付ける。ステップ６１４で、試料からプローブを取り外して、試料をＴＥＭグリッド上に残す。

判断ブロック６１６で、形成すべき追加の試料があるか否かを判定する。形成すべき追加の試料がある場合には、ステップ６０４で、このプロセスを繰り返す。試料を形成し、基板から取り出すごとに、それぞれの試料を、柱４１４の段４１８のうちの異なる１つの段の垂直縁４２０に取り付け、これを全ての段が埋まるまで続ける。段を埋める順序はさまざまなものが可能である。例えば、試料を抜き取り、グリッド４００へ移動させ、位置Ａ１に置く。第２の試料を抜き取り、グリッド４００へ移動させ、位置Ａ２に置く。第３の試料を抜き取り、グリッド４００へ移動させ、位置Ａ３に置き、以下、同様に操作して柱Ａを埋める。次に、試料を抜き取り、柱Ｂの最初の段に試料を溶接する。次いで、試料を抜き取り、段Ｂ２に試料を溶接し、次いで、試料を抜き取り、段Ｂ３に試料を溶接し、以下、同様に操作する。次いで、同じ方法で柱Ｃを埋めることができる。最終的に、全ての柱の全ての段を埋めることができる。あるいは、それぞれの柱の最上位の段を埋め、次いで次の段を埋め、以後、順次、その下の段を埋めることもできる。グリッド例４００は、階段に装着された１５個の試料を保持することができ、柱の両側を使用する場合には１８個の試料を保持することができる。他の実施形態は、異なる数の柱を有することができ、柱ごとの段数が異なってもよい。異なる柱が異なる数の段を有してもよく、それらの段のサイズおよびピッチが異なっていてもよい。両側に段を有するＴＥＭグリッドは、よりいっそう多くの試料を保持することができる。

所望の全ての試料を形成し、ＴＥＭグリッドへ移動させた後、ステップ６１８で、ＴＥＭグリッド上の試料を、集束イオン・ビームを用いて薄くする。処理の順序は変更することができる。例えば、ステップ６０４を繰り返すことによって複数の薄い試料を部分的に形成し、次いで、ステップ６０６から６１４を繰り返すことによって、部分的に形成されたそれぞれの試料を切り離し、ＴＥＭグリッドへ移動させ、ＴＥＭグリッドに取り付けることもできる。試料は、試料から切り離す前、またはそれぞれの薄い試料をＴＥＭグリッドに取り付けた後、または全ての薄い試料をＴＥＭグリッドに取り付けられた後に、薄くすることができる。

ステップ６２０で、ＴＥＭグリッドをＴＥＭへ移動させ、ステップ６２２で、ＴＥＭ上で試料を画像化する。ステップ６０４から６１８は、部分的にまたは完全に自動化することができる。

図７は、試料を形成し、その試料をＴＥＭグリッドへ移動させるように機器が装置された例示的なデュアル・ビームＳＥＭ／ＦＩＢシステム７０２を示す。適当なデュアル・ビーム・システムは例えば、本出願の譲受人である米オレゴン州ＨｉｌｌｓｂｏｒｏのＦＥＩ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている。適当なハードウェアの一例を以下に示すが、本発明は、特定のタイプのハードウェアで実現することに限定されない。

デュアル・ビーム・システム７０２は、垂直に装着された電子ビーム・カラム７０４と、垂直から約５２度の角度に装着された集束イオン・ビーム（ＦＩＢ）カラム７０６とを、排気可能な試料室７０８上に有する。試料室は、ポンプ・システム７０９によって排気することができる。ポンプ・システム７０９は一般に、ターボ分子ポンプ、油拡散ポンプ、イオン・ゲッタ・ポンプ、スクロール・ポンプおよび公知の他のポンピング手段のうちの１つもしくは複数のポンピング手段、またはこれらのポンピング手段の組合せを含む。

電子ビーム・カラム７０４は、ショットキ放出器、冷陰極電界放出器などの電子を発生させる電子源７１０、ならびに微細集束電子ビーム７１６を形成する電子−光学レンズ７１２および７１４を含む。通常、電子源７１０は、通常はグランド電位に維持される加工物７１８の電位よりも５００Ｖから３０ｋＶ高い電位に維持される。

したがって、電子は、約５００ｅＶから３０ｋｅＶの入射エネルギー（ｌａｎｄｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ）で加工物７１８に衝突する。電子の入射エネルギーを低減させ、それによって電子と加工物表面との相互作用体積を小さくし、それによって核生成部位のサイズを小さくするために、加工物に負の電位を印加することができる。加工物７１８は例えば、半導体デバイス、マイクロエレクトロメカニカル・システム（ＭＥＭＳ）、データ記憶デバイス、またはその材料特性もしくは組成を知るために分析されている材料の試料を含むことができる。加工物７１８の表面に電子ビーム７１６の衝突点を配置することができ、偏向コイル７２０によって電子ビーム７１６の衝突点で加工物７１８の表面全体を走査することができる。レンズ７１２および７１４ならびに偏向コイル７２０の動作は、走査電子顕微鏡電源および制御ユニット７２２によって制御される。レンズおよび偏向ユニットは、電場、磁場またはこれらの組合せを使用することができる。

加工物７１８は、試料室７０８内の可動ステージ７２４上にある。ステージ７２４は、水平面（Ｘ軸およびＹ軸）内で移動し、垂直に（Ｚ軸）移動し、約６０度傾き、Ｚ軸を軸に回転することができることが好ましい。Ｘ−Ｙ−Ｚステージ７２４上に加工物７１８を挿入するため、および内部ガス供給リザーバ（図示せず）が使用される場合には内部ガス供給リザーバの整備作業のために、扉７２７を開くことができる。試料室７０８を排気する場合に開かないように、この扉はインタロックされる。

真空室には、１つまたは複数のガス注入システム（ｇａｓ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）（ＧＩＳ）７３０が装着される。ＧＩＳはそれぞれ、前駆体材料または活性化材料を保持するためのリザーバ（図示せず）、および加工物の表面にガスを導くための針７３２を備えることができる。ＧＩＳはそれぞれさらに、加工物への前駆体材料の供給を調節する手段７３４を備える。この例では、この調節手段が調整可能な弁として示されているが、調節手段は例えば、前駆体材料を加熱して前駆体材料の蒸気圧を制御する調節された加熱器を含むこともできる。

電子ビーム７１６中の電子が加工物７１８に当たると、２次電子、後方散乱電子およびオージェ電子が放出される。これらの電子を検出して、画像を形成し、または加工物についての情報を決定することができる。例えば２次電子は、エバーハート−ソーンリー（Ｅｖｅｒｈａｒｔ−Ｔｈｏｒｎｌｅｙ）検出器、低エネルギーの電子を検出することができる半導体検出デバイスなどの２次電子検出器７３６によって検出される。ＴＥＭグリッド７６１およびステージ７２４の下に位置するＳＴＥＭ検出器７６２は、試料を透過した電子の検出を可能にする。ＴＥＭグリッド上に装着された試料を透過した電子を検出器７６２が集めることができるように、ステージ７２４およびＴＥＭグリッド７６１を構成することができる。検出器７３６および７６２からの信号はシステム・コントローラ７３８へ送られる。前記コントローラ７３８はさらに、偏向器信号、レンズ、電子源、ＧＩＳ、ステージおよびポンプ、ならびにこの機器の他の構成要素を制御する。モニタ７４０は、ユーザ制御を表示するため、および上述の信号を使用して加工物の画像を表示するために使用される。

室７０８は、真空コントローラ７４１の制御の下、ポンプ・システム７０９によって排気される。この真空システムは、室７０８に約７×１０^−６ミリバールの真空を提供する。適当な前駆体ガスまたは活性化剤ガスを試料表面に導入すると、室のバックグラウンド圧力が典型的には約５×１０^−５ミリバールまで上昇することがある。

集束イオン・ビーム・カラム７０６は、イオン源７４６および集束カラム７４８がその内部に位置する上ネック部分７４４を備え、集束カラム７４８は、引出し電極７５０および静電光学系を含み、静電光学系は対物レンズ７５１を含む。イオン源７４６は、液体金属ガリウム・イオン源、プラズマ・イオン源、液体金属合金源または他の任意のタイプのイオン源を含むことができる。集束カラム７４８の軸は、電子カラムの軸から５２度傾いている。イオン・ビーム７５２は、イオン源７４６から、集束カラム７４８を通り、静電偏向器７５４間を通過して、加工物７１８に向かって進む。

ＦＩＢ電源および制御ユニット７５６は、イオン源７４６の電位を供給する。通常、イオン源７４６は、通常はグランド電位に維持される加工物の電位よりも１ｋＶから６０ｋＶ高い電位に維持される。したがって、イオンは、約１ｋｅＶから６０ｋｅＶの入射エネルギーで加工物に衝突する。ＦＩＢ電源および制御ユニット７５６は偏向板７５４に結合される。偏向板７５４は、イオン・ビームが、加工物の７１８上面に、対応するパターンをトレースすることを可能にする。当技術分野ではよく知られている通り、システムによっては、最後のレンズよりも前に偏向板が置かれる。イオン・ビーム集束カラム７４８内のビーム・ブランキング（ｂｌａｎｋｉｎｇ）電極（図示せず）は、ＦＩＢ電源および制御ユニット７５６がブランキング電極にブランキング電圧を印加したときに、イオン・ビーム７５２を、加工物７１８ではなくブランキング絞り（図示せず）に衝突させる。

イオン源７４６は一般に、一価の正のガリウム・イオンのビームを発生させる。このビームを、イオン・ミリング、強化エッチングもしくは材料付着によって加工物７１８を変更するため、または加工物７１８を画像化するために、加工物７１８の位置において幅１／１０マイクロメートル以下のビームに集束させることができる。

米テキサス州ＤａｌｌａｓのＯｍｎｉｐｒｏｂｅ，Ｉｎｃ．のＡｕｔｏＰｒｏｂｅ ２００（商標）、ドイツＲｅｕｔｌｉｎｇｅｎのＫｌｅｉｎｄｉｅｋ ＮａｎｏｔｅｃｈｎｉｋのＭｏｄｅｌ ＭＭ３Ａなどのマイクロマニピュレータ７５７は、真空室内の物体を正確に移動させることができる。真空室内に配置された部分７５９のＸ、Ｙ、Ｚおよびθ制御を提供するため、マイクロマニピュレータ７５７は、真空室の外側に配置された精密電動機７５８を備えることができる。小さな物体を操作するため、マイクロマニピュレータ７５７に別のエンド・エフェクタを取り付けることができる。本明細書に記載した実施形態では、このエンド・エフェクタが細いプローブ７６０である。分析のため、マイクロマニピュレータ（またはマイクロプローブ）を使用して、（基板から通常はイオン・ビームによって分離された）ＴＥＭ試料を、ＴＥＭ試料ホルダ７６１内のＴＥＭグリッドに移すことができる。ステージ７２４はさらに、ステージ７２４上に装着された、例えば本発明の出願人が所有し、参照によって本明細書に組み込まれるＡｓｓｅｌｂｅｒｇｓ他の「Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｖｅ Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｓａｍｐｌｅ，ａｎｄ Ｐａｒｔｉｃｌｅ−ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ」という名称の米国特許出願公開第２００４／０１４４９２４号明細書に記載されているものなどのフリップ・ステージ（図示せず）を含むことができる。フリップ・ステージ上にＴＥＭグリッドを装着すると、ＴＥＭグリッドの向きを変化させることができ、ステージを回転させることによって、試料を所望の向きに装着することができる。

システム・コントローラ７３８は、デュアル・ビーム・システム７０２のさまざまな部分の動作を制御する。従来のユーザ・インタフェース（図示せず）にコマンドを入力することにより、ユーザは、システム・コントローラ７３８を介して、イオン・ビーム７５２または電子ビーム７１６で所望の通りに走査することができる。あるいは、システム・コントローラ７３８は、プログラムされた命令に従って、デュアル・ビーム・システム７０２を制御することができる。図７は略図であり、一般的なデュアル・ビーム・システムの要素の全ては含んでおらず、また、それらの要素の実際の外観およびサイズまたはそれらの要素間の関係の全ては示していない。

図８Ａおよび８Ｂはそれぞれ、ＴＥＭグリッド８０２の好ましい一実施形態の正面図および背面図を示す。ＴＥＭグリッド８０２は本体８０４を含み、本体８０４は、外縁８０８と、外縁８０８によって画定された境界の内側にある内縁８１０とを有する。内縁８１０から複数の柱８１４が延びている。柱はそれぞれ、内縁８１０に対して垂直な垂直縁と、内縁８１０に対して実質的に平行な水平縁とから形成された段８１８を有する。垂直縁は、集束イオン・ビーム・システムを使用して薄くするため、および／または透過電子顕微鏡上で観察するために試料を取り付ける場所を提供する。自動機械識別を容易にするため、それぞれの柱８１４は、任意選択で、その頂部に異なる幾何学的形状を有する。それぞれの段８１８が識別子を有することもできる。ＴＥＭグリッド８０２の任意選択の向きインジケータ８２０は、ＴＥＭグリッド８０２のどちらの面が上を向いているのかをユーザが容易に決定することを可能にする。

グリッドの柱上の特徴部分を「段」と呼んでいるが、用語「段」は、各種縁が、柱がそこから延びている基線に対して平行および／または直角である必要があることを意味しない。試料を装着するための複数の位置を提供する任意の鋸歯状柱縁を使用することができる。例えば、この柱縁は、基線に対して垂直な第１の部分と、この第１の縁部分間をつなぐ、基線に対して平行でない斜めの第２の部分とを含むことができる。あるいは、試料は通常、基線に対して垂直な部分に取り付けられる。あるいは、この柱縁が、基線に対して平行な第１の部分と、基線に対して平行でない線と線とをつなぐななめの第２の部分とを含むこともできる。この柱は、一方の側の鋸歯状の縁と、第２の側のまっすぐな縁とを含むことができ、または両側に鋸歯状の縁を含むことができる。この鋸歯状の縁は、縁セグメント（ｅｄｇｅ ｓｅｇｍｅｎｔ）からなり、それぞれの縁セグメントは、頂点によって別の縁セグメントから分離されている。セグメントはそれぞれ試料装着領域を含む。いくつかの実施形態では、柱の鋸歯状の１つの縁に、３つより多い、好ましくは４つより多い、より好ましくは５つより多い縁セグメントがあり、それらの縁セグメントがそれぞれ試料装着領域を含む。

このＴＥＭグリッドは、単一のＴＥＭグリッド上に、９箇所以上、１２箇所以上または１５箇所以上の試料位置を提供することができる。例えば、このグリッドは、１つまたは複数の鋸歯状の縁をそれぞれが有する２本以上の柱を含むことができる。鋸歯状の縁はそれぞれ、３つより多い、４つより多い、５つより多いまたは６つより多い試料装着領域を提供することができる。試料位置において試料を取り付けるのを容易にするため、ＴＥＭグリッドの実施形態は、図５に示したセットバックを有するように構築される。

本発明のいくつかの実施形態は、透過電子顕微鏡用のＴＥＭグリッドであって、ホルダ本体と、ホルダ本体に取り付けられた少なくとも１つの取付け要素であり、ＴＥＭ上で観察するために準備された複数の薄い試料を取り付けるための少なくとも１つの取付け要素とを備え、この取付け要素が、基部を有し、薄い試料を取り付けることができる少なくとも２つの段を含み、これらの段が、基部から異なる距離のところに配置されたＴＥＭグリッドを提供する。

いくつかの実施形態では、少なくとも１つの取付け要素が少なくとも２つの取付け要素を含み、少なくとも２つの取付け要素がそれぞれ、少なくとも２つの段を含む。

いくつかの実施形態では、少なくとも１つの取付け要素が少なくとも３つの段を含む。

いくつかの実施形態では、少なくとも１つの取付け要素が少なくとも３つの取付け要素を含み、少なくとも３つの取付け要素がそれぞれ、少なくとも３つの段を含む。

いくつかの実施形態では、ホルダ本体が導電性材料からなる。

いくつかの実施形態では、少なくとも２つの段が、取付け要素の同じ側にある。

いくつかの実施形態では、ＴＥＭグリッドが、それぞれの取付け要素を識別する識別マークを含む。

いくつかの実施形態では、ＴＥＭグリッドが、少なくとも２つの段のそれぞれを識別する識別マークを含む。

いくつかの実施形態では、取付け要素が基部を有し、複数の段が、取付け要素の基部から異なる距離のところから始まる。

いくつかの実施形態では、ＴＥＭグリッドが、ＴＥＭグリッドの製造プロセス中に打ち抜かれ、エッチングされ、またはレーザ切削されたものである。

いくつかの実施形態では、取付け要素が、前記少なくとも２つの段のところに、薄い試料を取り付けることができるセットバックを含む。

本発明のいくつかの実施形態は、透過電子顕微鏡で観察するための試料を準備する方法であって、
基板から第１の試料を切り離すために、この基板に向かって集束イオン・ビームを導くことと、
第１の試料をマニピュレータに取り付けることと、
第１の試料をＴＥＭグリッドへ移動させることであり、ＴＥＭグリッドが本体および取付け構造体を含み、取付け構造体が複数の段を含み、
取付け構造体上の複数の段のうちの第１の段に第１の試料を取り付けることと、
基板から第２の試料を切り離すために、この基板に向かって集束イオン・ビームを導くことと、
取付け構造体上の前記複数の段のうちの第２の段に第２の試料を取り付けることと
を含む方法を提供する。

いくつかの実施形態では、この方法がさらに、第１の試料の透過電子画像を形成するために、第１の試料に向かって電子ビームを導くことと、および、前２の試料の透過電子画像を形成するために、第２の試料に向かって電子ビームを導くこととを含む。

いくつかの実施形態では、取付け構造体上の複数の段のうちの第１の段に第１の試料を取り付けることが、材料を付着させ、それによって複数の段のうちの第１の段に第１の試料を取り付けるために集束イオン・ビームを導くことを含み、取付け構造体上の複数の段のうちの第２の段に第２の試料を取り付けることが、材料を付着させ、それによって複数の段のうちの第２の段に第２の試料を取り付けるために集束イオン・ビームを導くことを含む。

いくつかの実施形態では、第１の試料をマニピュレータに取り付けること、または第２の試料をマニピュレータに取り付けることが、ビーム誘起付着、スパッタ付着、接着剤または静電引力によって、第１の試料または第２の試料をマニピュレータに取り付けることを含む。

いくつかの実施形態では、この方法がさらに、第１の試料または第２の試料をＴＥＭグリッドに取り付けた後に、イオン・ビームを使用して、第１の試料または第２の試料を薄くすることを含む。

いくつかの実施形態では、この方法がさらに、マシン・ビジョンを使用して識別マークを自動的に認識することを含む。

本発明のいくつかの実施形態は、
直径約３ミリメートルの部分円の形態の外縁、および外縁の内側にあってこの部分円の弦によって形成された内縁を有する本体と、
内縁から延びる少なくとも１本の柱とを備え、少なくとも１本の柱が、透過電子顕微鏡上で観察するための薄い試料を取り付けるための複数の試料装着位置を形成する少なくとも１つの鋸歯状の縁を有し、それぞれの試料位置が異なる線セグメント（ｌｉｎｅ ｓｅｇｍｅｎｔ）上にある
ＴＥＭグリッドを提供する。

いくつかの実施形態では、少なくとも１つの鋸歯状の縁が、少なくとも３つの試料装着位置を形成する。

いくつかの実施形態では、少なくとも１本の柱が、１つのまっすぐな縁と、少なくとも３つの試料装着位置を含む１つの鋸歯状の縁とを含む。

いくつかの実施形態では、少なくとも１本の柱が少なくとも３本の柱を含み、それぞれの柱が、その柱の片側に鋸歯状の縁を含む。

いくつかの実施形態では、少なくとも１本の柱が複数の柱を含み、複数の柱がそれぞれ、少なくとも１つの鋸歯状の縁を含む。

いくつかの実施形態では、ＴＥＭグリッドがさらに、複数の試料装着位置のそれぞれを識別する識別マークを備える。

いくつかの実施形態では、ＴＥＭグリッドが、その製造プロセス中に打ち抜かれ、エッチングされ、またはレーザ切削されたものである。

本発明の好ましい方法または装置は多くの新規の態様を有する。本発明は、異なる目的を有する異なる方法または装置として実施することができるため、全ての実施形態に全ての態様が存在する必要はない。さらに、記載された実施形態の態様の多くは別々に特許を受けることができる。本発明は幅広い適用可能性を有し、上記の例において説明し示した多くの利点を提供することができる。本発明の実施形態は、具体的な用途によって大きく異なる。全ての実施形態が、これらの全ての利点を提供するわけではなく、全ての実施形態が、本発明によって達成可能な全ての目的を達成するわけでもない。

本発明の実施形態は、コンピュータ・ハードウェアもしくはハードウェアとソフトウェアの組合せによって、またはコンピュータ可読の非一時的記憶装置に記憶されたコンピュータ命令によって実現することができることを認識すべきである。本発明の方法は、標準プログラミング技法を使用した、本明細書に記載された方法および図に基づくコンピュータ・プログラムとして実現することができる。ここで言うコンピュータ・プログラムには、コンピュータ・プログラムを含むように構成されたコンピュータ可読の非一時的記憶媒体が含まれ、そのように構成された記憶媒体は、コンピュータを、事前に決定された特定の方式で動作させる。コンピュータ・システムと通信するため、それぞれのプログラムは、高水準手続き型プログラミング言語またはオブジェクト指向プログラミング言語で実現することができる。しかしながら、所望ならば、それらのプログラムを、アセンブリ言語または機械語で実現することもできる。いずれにせよ、その言語は、コンパイルまたは解釈される言語とすることができる。さらに、そのプログラムは、そのプログラムを実行するようにプログラムされた専用集積回路上で実行することができる。

さらに、方法論は、限定はされないが、荷電粒子ツールもしくは他の画像化装置とは別個の、荷電粒子ツールもしくは他の画像化装置と一体の、または荷電粒子ツールもしくは他の画像化装置と通信するパーソナル・コンピュータ、ミニコンピュータ、メインフレーム、ワークステーション、ネットワーク化されたコンピューティング環境または分散コンピューティング環境、コンピュータ・プラットホームなどを含む、任意のタイプのコンピューティング・プラットホームで実現することができる。本発明の諸態様は、取外し可能であるか、またはコンピューティング・プラットホームと一体であるかを問わない、ハードディスク、光学式読取りおよび／もしくは書込み記憶媒体、ＲＡＭ、ＲＯＭなどの非一時的記憶媒体上または非一時的記憶装置上に記憶された機械可読コードであって、プログラム可能なコンピュータが、本明細書に記載された手順を実行するために、その記憶媒体または記憶装置を読んだときに、そのコンピュータを構成し、動作させるために、そのコンピュータが読むことができるように記憶された機械可読コードとして実現することができる。さらに、機械可読コードまたは機械可読コードの一部を、有線または無線ネットワークを介して伝送することができる。本明細書に記載された発明は、マイクロプロセッサまたは他のデータ・プロセッサと連携して上述の諸ステップを実現する命令またはプログラムを含む、これらのさまざまなタイプのコンピュータ可読の非一時的記憶媒体、およびその他のさまざまなタイプのコンピュータ可読の非一時的記憶媒体を含む。本発明はさらに、本明細書に記載された方法および技法に従ってプログラムされたコンピュータそれ自体を含む。

入力データに対してコンピュータ・プログラムを適用して、本明細書に記載された機能を実行し、それによって入力データを変換して出力データを生成することができる。この出力情報は、表示モニタなどの１つまたは複数の出力装置に適用される。本発明の好ましい実施形態では、変換されたデータが物理的な実在する物体を表し、これには、その物理的な実在する物体の特定の視覚的描写を表示画面上に生成することが含まれる。

以上の議論および特許請求の範囲では、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」が、オープン・エンド（ｏｐｅｎ−ｅｎｄｅｄ）型の用語として使用されており、したがって、これらの用語は、「．．．を含むが、それらだけに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ，ｂｕｔ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ．．．）」ことを意味すると解釈すべきである。ある用語が本明細書で特に定義されていない場合、その用語は、その通常の一般的な意味で使用されることが意図されている。添付図面は、本発明の理解を助けることが意図されており、特記しない限り、一定の比率では描かれていない。本発明を実施するのに適した粒子ビーム・システムは例えば、本出願の譲受人であるＦＥＩ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている。

本発明および本発明の利点を詳細に説明したが、添付の特許請求の範囲によって定義された本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書に記載された実施形態に、さまざまな変更、置換および改変を加えることができることを理解すべきである。さらに、本出願の範囲が、本明細書に記載されたプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法およびステップの特定の実施形態に限定されることは意図されていない。当業者なら本発明の開示から容易に理解するように、本明細書に記載された対応する実施形態と実質的に同じ機能を実行し、または実質的に同じ結果を達成する既存のまたは今後開発されるプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法またはステップを、本発明に従って利用することができる。したがって、添付の特許請求の範囲は、その範囲内に、このようなプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法またはステップを含むことが意図されている。

４０２ ＴＥＭグリッド
４０４ 本体
４０８ 部分円（外縁）
４１０ 内縁
４１４ 柱
４１８ 段
７０２ デュアル・ビームＳＥＭ／ＦＩＢシステム
７０４ 電子ビーム・カラム
７０６ 集束イオン・ビーム（ＦＩＢ）カラム
７０８ 試料室
７１８ 加工物
７２４ 可動ステージ

Claims (22)

1. 透過電子顕微鏡用のＴＥＭグリッドであって、
   外縁と内縁を有するホルダ本体と、
   前記ホルダ本体に取り付けられた複数の取付け要素であり、それぞれの取付け要素がＴＥＭ上で観察するために準備された複数の薄い試料を取り付けるために適合され、前記ホルダ本体に取り付けられた基部を有し、少なくとも２つの段を有し、それぞれの段が前記複数の薄い試料のそれぞれの取り付けを受け止めることに適合され、それぞれの取付け要素の前記段が、前記基部から異なる距離のところに配置された、取付け要素と
   を備え、それぞれの前記取付け要素が前記少なくとも２つの段とは反対の側を有し、前記反対の側は段を含まず、前記ＴＥＭグリッドの大部分から所定の距離のところに取付けた試料を受け止めるようにさらに適合されている
   ＴＥＭグリッド。
2. 前記複数の取付け要素が、それらの基部が前記内縁の介在する部分によって分離されている状態で前記内縁に沿って間隔を置いて配置されている、請求項１に記載のＴＥＭグリッド。
3. それぞれの前記取付け要素が少なくとも３つの段を含む、請求項１に記載のＴＥＭグリッド。
4. 少なくとも３つの前記取付け要素を含み、前記少なくとも３つの取付け要素がそれぞれ、少なくとも３つの段を含む、請求項１に記載のＴＥＭグリッド。
5. 前記ホルダ本体が導電性材料からなる、請求項１に記載のＴＥＭグリッド。
6. 前記少なくとも２つの段が、それぞれの前記取付け要素の同じ側にあり、前記段を含まない側がそれぞれの前記取付け要素に対して同じ方向に向けられている、請求項１に記載のＴＥＭグリッド。
7. それぞれの前記取付け要素を識別する識別マークをさらに備える、請求項１に記載のＴＥＭグリッド。
8. それぞれの前記取付け要素の前記少なくとも２つの段のそれぞれを識別する識別マークをさらに備える、請求項１に記載のＴＥＭグリッド。
9. それぞれの前記段が、材料を付着させ前記複数の薄い試料のそれぞれを取り付けるために、集束イオン・ビームを受けることによって前記複数の薄い試料のそれぞれの取り付けを受け止めるように適合されている、請求項１に記載のＴＥＭグリッド。
10. 前記取付け要素の段を含まない側がどの方向に向いているかを示す指標を前記ホルダ本体上にさらに有する、請求項１に記載のＴＥＭグリッド。
11. 前記複数の取付け要素のそれぞれが、前記少なくとも２つの段のところに、前記薄い試料を取り付けることができるセットバックを含む、請求項１に記載のＴＥＭグリッド。
12. 透過電子顕微鏡で観察するための試料を準備する方法であって、
    基板から第１の試料を切り離すために、前記基板に向かって集束イオン・ビームを導くことと、
    前記第１の試料をマニピュレータに取り付けることと、
    前記第１の試料をＴＥＭグリッドへ移動させることであり、前記ＴＥＭグリッドが本体および２つ以上の取付け構造体を含み、複数の前記取付け構造体のそれぞれが複数の段を含み、複数の前記取付け構造体のそれぞれが他の前記取付け構造体とは異なる形状を有する頂部を有することと、
    複数の前記取付け構造体のうちの第１の取付け構造体をその頂部の形状から識別すること、および、前記第１の取付け構造体上の前記複数の段のうちの選択された１つの段に前記第１の試料を取り付けることと、
    基板から第２の試料を切り離すために、前記基板に向かって集束イオン・ビームを導くことと、
    複数の前記取付け構造体のうちの第２の取付け構造体をその頂部の形状から識別すること、および、前記第２の取付け構造体上の前記複数の段のうちの選択された１つの段に前記第２の試料を取り付けることと
    を含む方法。
13. 前記第１の試料の透過電子画像を形成するために、前記第１の試料に向かって電子ビームを導くこと、および、前記第２の試料の透過電子画像を形成するために、前記第２の試料に向かって電子ビームを導くことをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記第１の取付け構造体上の前記複数の段のうちの前記選択された１つの段に前記第１の試料を取り付けることが、材料を付着させ、それによって前記複数の段のうちの前記選択された１つの段に前記第１の試料を取り付けるために集束イオン・ビームを導くことを含み、
    前記第２の取付け構造体上の前記複数の段のうちの前記選択された１つの段に前記第２の試料を取り付けることが、材料を付着させ、それによって前記複数の段のうちの前記選択された１つの段に前記第２の試料を取り付けるために集束イオン・ビームを導くことを含む、
    請求項１２に記載の方法。
15. 前記第１の試料をマニピュレータに取り付けること、または前記第２の試料をマニピュレータに取り付けることが、ビーム誘起付着、スパッタ付着、接着剤または静電引力によって、前記第１の試料または前記第２の試料を前記マニピュレータに取り付けることを含
    む、請求項１２に記載の方法。
16. 前記第１の試料または前記第２の試料を前記ＴＥＭグリッドに取り付けた後に、前記集束イオン・ビームを使用して、前記第１の試料または前記第２の試料を薄くすることをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
17. マシン・ビジョンを使用して、前記複数の取付け構造体のうちの前記第１および第２の取付け構造体に固有の識別マークを自動的に認識することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
18. 直径約３ミリメートルの部分円の形態の外縁、および前記外縁の内側にあって前記部分円の弦によって形成された内縁を有する本体と、
    前記内縁から延びる少なくとも２本の柱と
    を備え、前記少なくとも２本の柱のそれぞれが、透過電子顕微鏡上で観察するための薄い試料を取り付けるために適合された複数の試料装着位置を形成する少なくとも１つの鋸歯状の縁を有し、それぞれの試料位置が異なる線セグメント上にあり、前記少なくとも２本の柱のそれぞれが、前記他の柱とは異なる形状を有する頂部を有する
    ＴＥＭグリッド。
19. 前記少なくとも１つの鋸歯状の縁が、少なくとも３つの試料装着位置を形成する、請求項１８に記載のＴＥＭグリッド。
20. 前記少なくとも２本の柱のそれぞれが、１つのまっすぐな縁と、少なくとも３つの試料装着位置を含む１つの鋸歯状の縁とを含む、請求項１８に記載のＴＥＭグリッド。
21. 前記複数の試料装着位置のそれぞれを識別する識別マークをさらに備える、請求項１８に記載のＴＥＭグリッド。
22. 前記少なくとも２本の柱のそれぞれが、前記内縁の介在する部分によって分離されている複数の柱を含み、前記複数の柱がそれぞれ、前記透過電子顕微鏡上で観察するための薄い試料の取付けのために適合された複数の試料装着位置をそれぞれ形成している少なくとも２つの鋸歯状の縁を含む、請求項１８に記載のＴＥＭグリッド。

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