KR20040037253A

KR20040037253A - 정보 획득 장치, 단면 평가 장치 및 단면 평가 방법

Info

Publication number: KR20040037253A
Application number: KR10-2004-7005007A
Authority: KR
Inventors: 다이꼬 모또이; 리에 우에노
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2001-10-05
Filing date: 2002-10-02
Publication date: 2004-05-04
Also published as: US20040262515A1; KR100582627B1; EP1451849A4; CN1565042A; CN101266909B; WO2003032360A1; TW552399B; CN100495634C; EP1451849A1; CN101266909A; EP1451849B1

Abstract

본 발명은 표본 온도가 조절되는 상태에서 단면 구조를 분석할 수 있는 단면 평가 장치를 제공한다. 표본을 배치하는 단, 표본 온도를 조절하는 온도 조절 수단, 정보가 요구되는 표본 표면을 노출시키는 노출 수단 및 상기 노출 수단에 의해 노출된 표면에 관련되는 정보를 획득하는 정보 획득 수단을 포함하는 정보 획득 장치가 개시된다.

Description

정보 획득 장치, 단면 평가 장치 및 단면 평가 방법{INFORMATION ACQUISITION APPARATUS, CROSS SECTION EVALUATING APPARATUS, AND CROSS SECTION EVALUATING METHOD}

최근 기능성 장치의 증가와 더불어 생체 재료 및 플라스틱을 포함하는 유기물에서 단면 평가 또는 미세 구조의 형성에 대한 요구가 늘어가고 있다.

유기물의 구조 상에서 정보를 획득하는 데 사용되는 단면을 준비하는 기본적인 방법으로서, 예를 들어, 날(blade)로 절단하는 방법, 수지로 매립하는 방법, 냉각에 의해 매립하는 방법, 이온 에칭 방법 등이 공지되어 있지만, 광학 현미경으로 유기물의 내부 구조를 관측하는 경우, 수지로 유기물을 매립하여 이를 마이크로톰 (microtome)으로 절단하는 방법이 통상 채택되고 있다.

그러나, 광학 현미경으로 관측하는 것은 단면의 거시적 분석에 국한되고, 절단 위치가 지정될 수 없으므로, 지정된 위치의 구조의 관측과 분석을 얻기 위해서는 단면 준비 동작을 반복하는데 많은 양의 작업이 필요하였다.

이러한 이유로 인해, 최근에는, FIB(포커스된 이온 빔) 장치에 의한 작업 펑션이 SEM(주사 전자 현미경)에 부착되는 FIB-SEM이 개발되어 왔다. FIB 장치는 이온 소스로부터 세밀하게 포커스된 이온 빔으로 작업 표본을 조사함으로써, 에칭과 같은 작업 동작을 달성할 수 있다. 이러한 FIB 장치를 사용하는 에칭 기술은 더욱더 널리 사용되고 있으며, 반도체 재료 등의 구조 분석과 결함 분석을 위해 그리고 투과형 전자 현미경의 표본 준비를 위해 현재 널리 채택되고 있다. FIB-SEM 장치는 표본을 에칭하는 단계와 단일 장치 내에서 SEM에 의해 표본의 단면을 관측하는 단계를 실행할 수 있으므로, 절단 위치를 지정하여 이러한 지정 위치에서 구조를 관측 및 분석할 수 있게 된다.

이러한 FIB-SEM 장치에 다양한 구성이 제안되었다. 예를 들어, 일본 특개평 제1-181529호는, 표본을 고정한 채로 FIB 작업 도중에 작업 깊이(working depth)의 SEM 관측 및 작업 도중에 표본 표면의 SIM(주사 이온 현미경) 관측을 할 수 있는 장치를 제안하고 있다. 이 장치는 FIB 생성부로부터의 포커스된 이온 빔(FIB)과 전자 빔 생성부로부터의 전자 빔을 고정된 표본의 동일 위치에 각기 다른 각도로 조사(irradiating)하도록 구성되고, FIB에 의한 작업과 전자 빔(또는 FIB)을 사용한 조사에 응답하여 표본으로부터 방출된 2차 전자들을 탐지하는 SEM(또는 SIM) 관측이 번갈아 실행됨으로써, 표본의 작업 상태가 작업 프로세스 도중에 모니터될 수 있다.

또한, 일본 특개평 제9-274883호는 FIB 작업 도중에 표본의 충전을 방지하기 위해 빔으로 전극을 조사함으로써 매우 정확한 작업을 가능하게 하는 구성을 제안하고 있다.

본 발명은 표본 상의 정보를 획득하기 위한 정보 획득 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 온도 변화에 따라 상태와 형상이 변화하는 표본의 단면을 평가하기 위한 단면 평가 장치 및 단면 평가 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 단면 평가 창치의 제1 실시예를 구성하는, 단면 관측을 위한 주사 전자 현미경의 구성을 도식적으로 나타내는 도면.

도 2는 도 1에 도시된 온도 유지부의 예를 구성하는, 온도 제어기와 표본 단의 구성을 도식적으로 나타내는 블록도.

도 3은 도 1에 도시된 단면 관측을 위해 주사 전자 현미경을 사용하는, 단면 평가의 절차를 나타내는 흐름도.

도 4는 본 발명의 단면 평가 장치의 제2 실시예를 구성하는, 단면 관측을 위한 주사 전자 현미경의 구성을 도식적으로 나타내는 도면.

도 5는 도 4에 도시된 온도 유지부의 예를 구성하는, 온도 제어기를 구비한 표본 단의 구성을 도식적으로 나타내는 블록도.

도 6은 본 발명의 단면 평가 장치의 제3 실시예를 구성하는, 단면 관측을 위한 주사 전자 현미경의 구성을 도식적으로 나타내는 도면.

도 7은 본 발명의 단면 평가 장치의 제4 실시예를 구성하는, 단면 평가를 위한 주사 전자 현미경의 구성을 도식적으로 나타내는 도면.

도 8a는 FIB 작업에 의해 준비된 단면의 예를 나타내는 개략도이고, 도 8b는 도 8a에 도시된 단면의 SEM 관측 상태를 나타내는 개략도.

도 9a는 FIB 작업에 의해 준비된 단면의 예를 나타내는 개략도이고, 도 9b는 도 9a에 도시된 단면의 기본적 분석 상태를 나타내는 단면도.

그러나, 상술한 종래의 FIB-SEM 장치가 유기물과 같이 온도에 의해 상태 또는 형상이 변하는 표본의 단면 구조의 관측 및 분석을 위해 사용되는 경우, FIB 작업 도중에 발생되는 열은 표본의 온도 변화를 야기하여, 그의 상태 또는 형상을 변화시키므로, 표본의 단면 구조는 정확하게 분석될 수 없다.

상기 사항을 고려하여, 본 발명의 목적은 표본의 온도가 조절될 수 있는 상태에서, 상술한 단점을 해결하고 정보가 요구되는 표면 상에서 정보를 획득할 수 있는 정보 획득 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 단점을 해결하고 표본의 온도가 조절되는 상태에서 단면을 분석할 수 있는 단면 평가 장치 및 단면 평가 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 상술한 단점을 해결할 수 있으며 표본을 작업하여 표본 온도가 조절되는 상태에서 작업 부위의 정보를 정확하게 획득할 수 있는 작업 장치, 작업부위평가 장치 및 작업 방법을 제공하는 것이다.

상술한 목적들은 본 발명에 따라, 표본을 배치하는 단(stage), 표본의 온도를 조절하는 온도 조절 수단, 표면 정보가 요구되는 표본 표면을 노출시키는 노출 수단, 및 노출 수단에 의해 노출된 표면에 관한 정보를 획득하는 정보 획득 수단을 포함하는 정보 획득 장치에 의해 달성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 표본을 배치하는 단, 표본 온도를 조절하는 온도조절 수단, 이온 빔으로 표본을 조사하여 단면을 절단하거나 표본을 작업할 수 있는 이온 빔 생성 수단, 전자 빔으로 표본을 조사하는 전자 빔 생성 수단 및 이온 빔을 사용한 조사 또는 전자 빔을 사용한 조사에 응답하여 표본으로부터 방출된 방출 신호를 탐지하는 탐지 수단을 포함하는 단면 평가 장치가 제공되어, 탐지 수단으로부터의 정보가 획득된다.

또한, 단면을 절단하거나 표본을 작업하기 위해 이온 빔으로 표본의 소정 부위를 조사하고, 이온 빔 또는 전자 빔으로 절단 단면 또는 소정 부위의 표면을 주사하며, 주사와 동기화되어 탐지 수단에 의해 탐지되는 복수의 지점으로부터의 방출 신호에 기초한 절단 단면 또는 소정 부위의 표면에 관련된 화상 정보를 획득하는 정보 획득 수단를 더 포함하는 단면 평가 장치가 상술한 단면 평가 장치에 제공된다,

본 발명에 따르면, 또한, 표본의 온도를 조절하는 단계, 단면을 절단하기 위해 이온 빔으로 소정 부위를 조사하는 단계, 및 전자 빔으로 절단 단면을 주사하고 주사와 동기화되어 복수의 지점으로부터 방출된 방출 신호로부터의 단면과 관련된 화상을 획득하는 단계를 포함하는 단면 평가 방법이 제공된다.

상술한 본 발명에 따르면, 표본이 항상 온도 조절되고, 심지어 FIB 작업 도중에 원하는 온도로 유지되어, 종래 기술에서 겪던 상태 또는 형상의 변화가 방지된다.

본 발명에서, 단면은 한 지점에서 보여지는 표본 내부의 평면을 가리킬 뿐만 아니라, 표본이 작업 중인 경우에도(증착 또는 에칭을 포함), 이러한 작업 후의 관측 지점에서 관측가능한 평면을 또한 가리킨다.

또한, 본 발명에 따르면, 온도 변화에 의해 상태 또는 형상의 변화를 나타내는 표본에서도, 정보가 요구되는 표면의 노출 및 정보의 획득이 이러한 표본의 온도가 조절되는 상태에서 실행되어, 정보가 요구되는 표면으로부터 정확한 정보가 획득될 수 있게 된다.

또한, 본 발명이 단면 평가 장치에 적용되는 경우에는, 단면 작업이 실행될 수 있으며, 온도 변화에 의해 상태 또는 형상의 변화를 나타내는 표본이 원하는 온도로 유지하면서 관측(SEM 또는 SIM 관측)과 기본 분석이 실행될 수 있게 되어, 표본의 미세 단면의 정확한 형상 분석이 가능해진다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다.

(실시예 1)

도 1은 본 발명의 단면 평가 장치의 제1 실시예를 구성하는, 단면 관측을 위한 주사 전자 현미경의 구성을 도식적으로 나타낸다. 표본(1)이 고정되고 미리 설정된 온도에서 표본의 온도를 유지하는 온도 유지부(2)가 전자 현미경에 제공된다. 온도 유지부(2)는 표본 챔버(3) 내에 수용될 수 있다.

표본 챔버(3)는 이온 빔으로 온도 유지부(2)에 고정된 표본(1)을 조사하기 위한 이온 빔 생성부(4)와 전자 빔으로 표본을 조사하기 위한 전자 빔 생성부(5), 및 전자 빔 또는 이온 빔으로 조사함으로써 표본(1)에서 방출되는 2차 전자들을 탐지하기 위한 전자 탐지기(6)가 제공된다. 표본 챔버(3)의 내부는 소정의 낮은 기압을 유지하기 위해 도면에는 미도시된 펌프로 진공이 될 수 있으며, 이에 의해 이온 빔 또는 전자 빔을 사용한 조사가 가능하게 된다. 본 발명에서, 표본 챔버의 내부는 1×10^-10Pa 내지 1×10^-2Pa의 기압으로 유지되는 것이 바람직하다.

이온 빔 생성부(4)는 이온 빔으로 표본(1)을 조사하여 단면을 절단하는 데 사용되며, 이는 SIM 관측용으로도 사용될 수 있다. SIM 관측의 경우, 표본(1)이 이온 빔으로 조사될 때 생성되는 2차 전자를 전자 탐지기(6)로 탐지하고, 전자 탐지기(6)로부터 탐지 신호에 기초하여 화상이 형성된다.

전자 빔 생성부(5)는 SEM 관측을 위해 사용된다. SEM 관측의 경우, 표본(1)이 전자 빔으로 조사될 때 생성되는 2차 전자는 전자 탐지기(6)에 의해 탐지되고, 전자 탐지기(6)로부터 탐지 신호에 기초하여 화상이 형성된다.

전자 탐지기(6)로부터의 탐지 신호는 상술한 SIM 및 SEM 관측에서 화상 형성을 실행하는 제어부(7)에 제공된다. 예를 들어, 제어부(7)는 전자 탐지기(6)로부터 공급된 탐지 신호로부터 화상 정보(매핑 정보)를 획득하여, 미도시된 디스플레이 장치가 이러한 화상 정보를 디스플레이하게 함으로써 화상을 형성한다. 또한, 제어부(7)는 이온 빔 생성부(4) 내의 이온 빔 생성과 전자 빔 생성부(5) 내의 전자 빔 생성을 제어하고, 표본(1) 상으로 이온 빔과 전자 빔의 조사와 주사를 제어한다. 빔 주사 동작은 표본이 고정되는 단 측에서 및/또는 빔 측에서 제어될 수 있지만, 빔 측에서의 제어는 주사 속도 등을 고려하는 것이 바람직하다. 또한, 이온 빔과 전자 빔의 조사 위치는 표본(1) 상에 서로 마주치도록 각각 제어될 수 있다.

전자 빔 생성부와 이온 빔 생성부는 일본 특개평 제11-260307호와 제1-181529호에서 개시된 바와 같이 구성될 수 있다.

(온도 조절수단의 구성)

본 발명에서 온도 조절 수단은 표본의 온도를 조절할 수 있는 온도 유지부가 제공된다.

예를 들어, 온도 유지부(2)는 온도 제어기를 갖는 표본 단으로 이루어진다. 도 2는 온도 제어기를 갖는 표본 단의 구성을 개략적으로 도시한다.

도 2를 참조하면, 온도 제어기를 갖는 표본 단은, 표본(1)이 고정되는 부위에서 온도 가변 메커니즘(10)을 갖는 표본 단(8), 표본(1)의 온도를 직접 직접 탐지하는 서머스터(9a), 표본(1) 부근의 온도를 탐지하기 위해 온도 가변 메커니즘(10)의 일부에 탑재하는 서머스터(9b), 및 미리설정된 온도에서 표본(1)의 온도를 유지하기 위해서 서머스터(9b)에 의해 탐지되는 온도에 기초하여 온도 가변 메커니즘(10)의 온도를 조절하는 온도 제어부(7a)로 이루어진다.

또한, 도 2에는 도시되지 않았지만, 서머스터(9a)에 의해 탐지되는 온도를 디스플레이하는 디스플레이부가 제공되며, 이에 의해 운용자는 디스플레이부에 디스플레이되는 온도에 기초하여 표본(1)의 온도를 확인할 수 있다. 온도 제어부(7a)는 또한 서머스터(9a, 9b) 양자에 의해 탐지되는 온도에 기초하여 온도 가변 메커니즘(10)에서 온도를 조절하도록 구성되어 보다 정확한 방식으로 표본(1)의 온도를 제어할 수 있다.

온도 가변 메커니즘(10)은 서머스터(9b)와 함께 하나의 유닛으로서 구성되며, 이에 의해 요구되는 온도 범위에서 제어가능한 유닛은 표본 단(8)에 설치될 수있다. 이러한 유닛은, 예를 들어, 히터와 같이 가열 메커니즘을 갖는 고온 유닛 또는 냉각 메커니즘을 갖는 저온 유닛일 수 있다. 또한, 필요한 경우, 실온보다 낮은 온도 범위 및 실온의 실온 범위보다 높은 온도를 갖는 온도 가변 함수가 제공될 수 있다.

표본 단(8)은 표본(1)을 기계적으로 수직 또는 수평 방향에 이동시키거나, 또는 표본(1)을 회전 또는 경사시켜, 이에 의해 원하는 평가 위치에 표본(1)을 이동시킨다. 표본 단(8)에 의한 표본(1)의 이동 제어는 상술한 제어부(7)에 의해 행해진다.

상술한 냉각 메커니즘은 예를 들어 일련의 펠티어 요소(Peltier element) 또는 헬륨 냉각 장치로 이루어질 수 있다. 다르게는, 온도 유지부와 열적 접촉하는 액체 질소 및 물과 같은 냉각 매체를 유지하기 위해서 표본 고정부위에 대향하는 온도 유지부의 일 측으로 냉각 매체를 흐르게 하는 냉각제 파이프를 제공하는 시스템이 사용될 수 있다.

또한, 작업 도중에 발생되는 열 흡수 효율성을 높이기 위해서, 표본과 냉각부(온도 유지부) 사이에 접촉 효율성을 증가시키는 대책이 사용되는 것이 바람직하다.

이러한 대책은, 예를 들어, 표본 주변에서 휘지만 작업 및 관측 동작시에 사용될 장치의 광학 시스템을 방해하지 않도록 구성되는 표본 홀더를 사용하거나, 단의 형상과 매칭하는 형상으로 작업하고 단 상에서 최대 접촉 영역을 갖도록 표본을 지지하는 것일 수 있다.

또한, 빔 시스템을 가로채지 않도록 표본의 무작업 영역에만 커버하는 냉각 부재를 제공하는 것이 가능하다.

(표본 단면의 평가 방법)

다음으로, 본 발명의 단면 평가 방법을 설명한다.

도 3은 도 1에 도시된 단면 관측을 위한 주사 전자 현미경을 사용하여 표본의 단면 평가의 시퀀스를 나타내는 흐름도이다. 다음으로, 도 3을 참조하여 단면 관측의 절차에 대한 설명과 이러한 절차를 사용하여 온도 제어부(7a)에 의해 표본 상에 온도 제어를 그리고 제어부(7)에 의해 SEM 및 SIM 관측에 대한 제어를 보다 상세히 설명한다.

우선, 표본(1)은 견보 단(8)의 소정 위치(온도 가변 메커니즘(10))에 고정되고(단계 S10), 표본 챔버(3)에서 삽입되어, 평가 온도가 설정된다(단계 S11). 평가 온도의 설정에 응답하여, 온도 제어부(7a)는 온도 가변 메커니즘(10)에서 온도를 제어함으로써, 온도가 설정된 평가 온도로 유지된다. 이 상태에서, 표본(1)의 온도는 서머스터(9a)에 의해 탐지되며, 운용자는 미도시된 디스플레이부 상에 디스플레이되는 탐지 온도에 기초하여 표본(1)이 평가 온도로 유지되는지를 확인할 수 있다.

본 발명에서, 실온에서 표본이 냉각되는 상태에서 작업을 행하는 것이 바람직하다. 또한, 0℃ 이하의 냉각은 습도를 유지하면 표본이 경화될 수 있기 때문에 보다 바림직하다.

이러한 냉각 프로세스에서, 우선 표본을 실온보다 낮은 소정 온도로 냉각시켜, 조사되지 않는 부위의 형상을 유지하기 위해서 표본의 조사 부위의 근처에서 발생된 열을 흡수하면서, 감소된 기압으로 표본을 유지하고 포커스된 빔의 조사에 의해 작업을 실행하는 것이 바람직하다.

또한, 표본의 냉각은 실온으로부터 급속 냉각에 의해 달성될 수 있다. 이러한 경우, 40℃/분 또는 그 이상의 냉각 속도가 바람직하다. 이 방법은 분산 상태가 온도에 따라 변화하는 혼합물의 단면 상태를 측정하는 경우에 급속 냉각된 상태의 단면을 관측할 수 있게 한다.

냉각 단계는, 압력 감소 단계 전에 실행되는 것이 바람직하며, 이에 의해 감소된 기압에 의해 야기되는 표본의 증발을 억제할 수 있게 한다. 그러나, 표본이 증발이 적게 발생하는 물질로 이루어진 경우에는, 냉각이 기압 감소와 동시에 실행될 수 있다.

냉각은 처리될 표본에 의존한다. PET과 같은 통상의 유기물의 경우, -0 내지 200℃, 바람직하게는 -50 내지 -150℃의 온도 범위로 냉각되는 것이 바람직하다.

또한, 작업 시간 또는 냉각 시간이 저온으로의 냉각 시에 과도하게 오래 걸리면, 표본 챔버 내의 잔류 기체 또는 작업 시에 발생되는 물질이 원하는 작업 또는 관측을 방해하는 결과가 된다. 따라서, 작동 동작에서 발생되는 잔류 기체 또는 물질을 흡수하기 위한 트랩 수단을 제공하고 이러한 트랩 수단을 냉각시키면서 정보를 획득 또는 작업을 실행하는 것이 바람직하다.

본 발명의 방법은, 개체 표본이 유기물, 특히 단백질 또는 다른 생체 물질과같이 열에 약하고 습기를 함유하는 성분인 경우에 이용가능한 이점이 있다. 특히, 습기가 표본에 보유되면서 작업이 실행될 수 있기 때문에 습기를 함유하는 성분에서 바람직하다.

특히, 포커스된 이온 빔을 사용한 조사는 감소된 기압 하에서 실행된다. 따라서, 높은 휘발성을 갖는 유기물 또는 습기를 함유하는 성분에 대하여 작업하는 경우, 작업 동작 도중에 발생된 열에 의해 이러한 분자 또는 습기가 증발 할 수 있어서, 본 발명의 온도 조절 수단의 존재가 매우 유용하게 된다.

또한, 보다 정확한 작업 및 구조 평가를 달성하기 위해서, 작업에서 적절한 유지 온도를 미리 결정하는 단계를 제공하는 것이 바람직하다. 이러한 바람직한 유지 온도는, 참조로서, 작업할 표본에 등가인 표본을 사용하고, 복수의 온도에서 작업 동작을 실행하며 작업 부위의 손상과 냉각 온도 사이의 관계를 조사함으로써 결정될 수 있다.

통상의 FIB 작업 장치에서, 작업 후에, 동작을 실행하기 위한 SEM 또는 다른 장치로 표본을 이동시키는 것이 관례지만, 온도 제어 상태에서 관측 수단으로의 이동은 어려움이 있었다. 본 발명은 예를 들어 냉각 시에 표본에 떨어지는 물의 낙하에 의한 작업 표면 영향 없이 냉각 상태에서 표본 작업 및 관측을 할 수 있는 작업 장치를 제공한다.

표본(1)이 평가 온도로 유지되는 것을 확인한 후에, 표본(1)의 표면의 SEM 관측이 그 온도의 지속적인 확인 하에서 실행된다(단계 S12). SEM 관측에서, 제어부(7)는 전자 빔 생성부(5)에 의한 전자 빔 조사 및 표본 단(8)의 이동을 제어하여, 표본(1)이 전자 빔 생성부(5)에서 전자 빔에 의해 주사된다. 주사 동작과 동기화되어, 전자 탐지기(6)가 2차 전자를 탐지하고, 제어부(7)가 제2 전자들의 탐지 신호에 기초하여 미도시된 디스플레이부 상으로 SEM 화상을 디스플레이한다. 따라서, 운용자는 표본(1)의 표면의 SEM 관측을 실행할 수 있다.

다음으로, 표본(1)의 표면의 SEM 관측에 의해 획득되는 화상에 기초하여(디스플레이 유닛 상에 디스플레이되는 SEM 화상), 평가될 단면 위치는 정확하게 결정되고(단계 S13), 따라서 결정된 평가 단면은 SIM 관측이 더 행해진다(단계 S14). SIM 관측에서, 제어부(7)는 이온 빔 생성부(4)에 의한 이온 빔 조사와 표본 단(8)의 이동을 제어함으로써, 표본(1)이 평가될 단면 위치의 범위에서 이온 빔 생성부(4)로부터의 이온 빔에 의해 주사된다. 주사 동작과 동기화하여, 전자 탐지기(6)는 2차 전자를 탐지하고, 제어부(7)는 SIM 화상을 이차 전자의 탐지 신호에 기초하여 미도시된 디스플레이 유닛 상에서 디스플레이한다. 따라서, 운용자는 단계 S14에서 결정된 평가 단면 위치에서 표본(1)의 표면의 SIM 관측을 행할 수 있다.

그 후, FIB 작업 조건이 설정된다(단계 S15). 이 FIB 작업 조건의 설정에서, 절단 영역과 절단 위치는 단계 S14에서 표면의 SIM 관측에 의해 획득된 SIM 화상 상에서 결정되고, 가속도 전압, 빔 전류 및 빔 직경을 포함하는 단면 작업 조건이 설정된다. 단면 작업 조건은 초벌(crude) 작업 조건 및 최종 작업 조건을 포함하며, 이들 모두는 이 지점에서 설정된다. 초벌 작업 조건에서, 빔 직경 및 작업 에너지는 최종 작업 조건보다 크다. 절단 영역과 절단 위치는 상기 단계 S14에서획득된 SEM 화상 상에서 결정될 수 있지만, 정확도를 고려하여, 실제 작업 시에 사용되는 이온 빔으로 획득되는 SIM 화상에서 결정되는 것이 바람직하다.

FIB 작업 조건의 설정 후에, FIB 적업(초벌 작업)이 실행된다(단계 S16). 초벌 작업에서, 제어부(7)는 상술한 바와 같이 설정된 초벌 작업 조건에 따라 이온 빔 생성부(7)를 제어하고, 또한 표본 단(8)의 이동을 제어하여, 단계 S15에서 결정된 절단 영역과 절단 위치가 절단에 필요한 양의 이온 빔으로 조사된다.

초벌 작업 후에, 표본(1)의 표면은 작업이 원하는 위치에 근접하게 진행되었는지를 이러한 SIM 관측에 의해 획득되는 화상(SIM 화상) 상에서 확인하기 위해 SIM 관측이 행해진다(단계 S17). 또한, 초벌 작업에 의해 준비된 단면은 단면의 상태(조잡함)을 확인하기 위해 SEM 관측이 행해진다(단계 S18). 작업이 원하는 위치에 근접하게 진행되지 않은 경우에는, 상술한 단계 S16 과 S17이 반복된다. 단계 S16과 S17은 작업 단면이 매우 조잡한 경우에도 반복되지만, 그러한 경우에는, 예를 들어, 이온 빔의 양을 점진적으로 감소시키는 동작이 추가된다. 단계 S17에서 표면의 SIM 관측은 상기 단계 S12에서와 유사하게 제어된다. 또한, 단계 S18에서 단면의 SEM 관측은, 전자 빔에 의해 작업 단면이 조사되도록 표본 단(8)이 이동된다는 점을 제외하면, 상술한 단계 S12와 기본적으로 유사하게 제어된다. 이 동작에서, 전자 빔은 SEM 화상이 획득될 수 있는 한, 단면에 임의의 입사각을 가질 수 있다.

초벌 작업이 원하는 위치에 근접하게 진행되었다는 확인 후에는, FIB 작업(최종 작업)이 실행된다(단계 S19). 최종 작업에서, 제어부(7)는 상술한 바와 같은최종 작업 조건에 따라 이온 빔 생성부(7)를 제어하고, 또한 표본 단(8)의 이동을 제어함으로써, 단계 S16에서 획득되는 초벌의 최종 위치가 최종 작업에 필요한 양의 이온 빔으로 조사된다. 이러한 최종 작업은 주사 전자 현미경을 사용하여 예를 들어 고배율로 관측을 가능하게 하여 부드러운 단면이 획득될 수 있게 한다.

마지막으로, 이에 따라 준비된 표본(1)의 단면에 SEM 관측이 행해진다(단계 S20). 이러한 단면 SEM 관측에서의 제어는 상기 단계 S18의 것과 동일하다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 단면 관측용 주사 전자 현미경은 평가 표본(1)을 항상 설정된 온도로 유지할 수 있으므로, 표본(1)의 상태 및 형상이 FIB 작업 도중에 변화하지 않는다. 따라서, 미세 구조 분석이 정확한 방식으로 달성될 수 있다.

또한, 이온 빔으로 작업 동작에서 선택된 표본의 온도는 관측 동작에서 선택된 것과 동일한 것이 바람직하지만, 작업 동작에서의 온도는 관측 동작에서의 온도보다 낮게 선택될 수 있다. 이러한 경우, 작업 프로세스와 관측 프로세스 간의 온도 차는 10 내지 50℃일 수 있다.

(실시예 2)

도 4는 본 발명의 단면 평가 장치의 제2 실시예를 구성하는, 단면 관측용 주사 전자 현미경의 구성을 도식적으로 나타낸다. 이 전자 현미경은, 전자 빔 방상에 응답하여 표본(1)으로부터 방출 특성 X레이(characteristic X-ray)를 탐지하는 X 레이 탐지기(11)의 존재를 제외하면 제1 실시예의 구성과 실질적으로 동일하다. 도 4에서, 상기 도시된 것과 등가인 콤포넌트는 동일 번호로 나타낸다.

제어부(7)는 X레이 탐지기(11)로부터 탐지 신호를 수신하고, 그리고, 전자 빔 생성부(5)로부터의 전자빔으로 표본(1)을 주사함으로써, 주사 범위에서 기본 분석을 행할 수 있다. 따라서, 본 실시예는 SEM 관측과 SIM 관측에 더하여 기본 분석을 실행할 수 있다.

본 실시예의 전자 현미경은, 도 3에 도시된 절차에 의해 표본의 단면 평가에 더하여, 상술한 X 레이 탐지기(11)를 사용하여 기본 분석에 의한 단면 평가를, 행할 수 있다. 보다 상세하게는, X 레이 탐지기(11)를 사용하는 기본 분석은 도 3에 도시된 평가 절차에서 단계 S20의 단면 SEM 관측 대신에(또는 그와 병행하여) 행해질 수 있다. 기본 분석에서, 제어부(7)는 준비된 단면이 전자 빔 생성부(5)에서 잔자빔으로 조사되는 방식으로 표본 단(8)의 이동을 제어하고 전자 빔으로 단면을 주사한다. 주사 동작과 동기화되어, X 레이 탐지기(11)는 복수의 측정 지점에서 특성 X 레이를 탐지하고, 제어부(7)는 그 탐지 신호에 기초하여, 매핑 정보를 미도시된 디스플레이 유닛 상에 디스플레이한다. 다르게는, 전자 빔에 의한 단면의 주사 후에, 필요한 위치가 전자 빔으로 조사되고, 조사 위치에서 생성된 특성 X 레이 를 탐지함으로써 기본 분석이 실행된다.

상술한 X 레이 탐지기(11)를 사용하여 기본 분석의 정확도를 향상시키기 위해서, 도 5에 도시된 온도 제어기를 갖는 표본 단은 온도 유지부(2)로서 사용될 수 있다. 이 온도 제어기를 갖는 표본 단은 온도 가변 메커니즘(10)의 위치와 표본(1)에 대한 고정 위치를 제외하면, 도 2에 도시된 것과 동일한 구성을 갖는다. 도 5에 도시된 구성에서, 온도 가변 메커니즘(10)은 그 측면(10a)이 표본 단(8)의모서리부(8a)에 위치하도록 제공되어, 온도 가변 메커니즘(10) 상에 고정된 표본(1)의 측면(1a) 상에서 단면의 작업이 직접 행해질 수 있다.

따라서, 상술한 바와 같이 이러한 온도 제어기를 갖는 표본 단을 사용함으로써, 이온 빔으로 표본(1)의 우측 부위(측면; 1a)를 조사할 수 있게 되어, 이 부위에서 단면을 형성할 수 있다. 표본(1)의 측면(1a)에서의 단면의 형성은 단면의 위치를 X 레이 탐지기(11)에 보다 근접하게 하며, 기본 분석의 정확도가 이러한 단면의 X 레이 탐지기(11)로의 근접 배치로 향상될 수 있다. 또한, 표본 단을 탐지기 방향으로 기울여서, 생성된 특성 X 레이의 탐지 효율을 향상시키고, 기본 분석의 정확도를 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 이러한 단면의 작업은 단면을 전자 빔 생성부(5)에 보다 근접 배치하게 할 수 있어, 전자 탐지기(6)로 획득된 SEM 화상의 정확도가 또한 향상될 수 있다.

상술한 실시예에서, 이온 빔을 사용한 표본의 작업은 절단 또는 연마와 같은 기계적 작업 방법에서 겪게 되는 전단 응력(shear stress) 또는 압축 응력(compression stress) 또는 장력(tensile stress)의 생성을 포함하지 않고, 따라서, 강도와 깨짐(brittleness)이 서로 상이한 물질의 혼합으로 구성된 복합 표본일 경우에도 날카로운 단면이 마련될 수 있으며, 표본은, 보이드, 기판 상에 형성된 유기물의 미세 구조, 및 용매에 쉽게 용해되는 표본 등을 포함한다.

또한, 표본은 설정된 온도로 유지될 수 있기 때문에, 온도에 의해 상태 또는 형상이 변화하는 물질을 포함하는 표본의 경우도 층 구조를 파괴하지 않고 지정된위치에서 직접 관측할 수 있다.

상술한 단면 평가 방법은 원하는 온도에서 유리, 마이크로 입자 또는 액체 결정을 포함하는 고분자 구조, 섬유 재료에서 입자 분산의 구조, 온도 의존 전이를 나타내는 물질을 포함하는 표본과 같은 다양한 기판 상에서 고분자 구조를 분석하는 데 효과적이다. 이온 빔 또는 전자 빔에 의해 쉽게 손상되는 재료에 대해서도 또한 효과적이다.

상술한 실시예는 SEM 관측, SIM 관측 및 기본 분석을 실행하는 장치에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이러한 실시예에 국한되지 않으며, 대량 분석과 같은 다양한 분석을 실행하기 위한 장치에 또한 적용될 수 있다.

또한, 도 5에 도시된 온도 제어기를 구비한 표본 단은 도 1에 도시된 단면 관측용 주사 전자 현미경의 온도 유지부(2)로서 사용될 수 있다.

(실시예 3)

상술한 실시예 1과 2의 구성에 더하여, 표본 단의 근처에서, 도 6에 도시된 바와 같은 반응성 기체 도입 파이프(13)가 제공되어, FIB 작업 도중에 표본 주변에 반응성 기체를 도입하게 할 수 있다. 밸브(14)와 기체원 콘테이너(15)가 또한 도시되어 있다.

이러한 경우, 이온 빔, 기체 및 온도의 선택된 조건에 따라 이온 빔 이용 기체 에칭 또는 기체 증착이 실행되어, 임의의 형상으로 표본의 표면을 작업할 수 있다. 이에 따라 작업된 표면의 관측(SEM 관측 또는 SIM 관측)은 원하는 형상으로 작업된 표면 상에 정확한 정보를 획득할 수 있게 한다.

기체 도입 개구는 탐지기 또는 빔 시스템을 방해하지 않도록 3차원적으로 배치된다.

공지의 FIB 이용 증착의 예는 헥사카보닐 텅스텐 (W(CO)₆) 및 Ga-FIB를 사용하는 텅스텐 증착이다.

또한, FIB 조사 지점 주변에 유기금속 기체를 불어넣어, FIB와 기체 사이의 반응이 기판 상으로 기체 금속을 증착하게 하는 것이 가능하다.

냉각 메커니즘이 없는 종래의 FIB 이용 증착 장치는 하부 재료가 FIB 지원 증착이 개시되기 전에 FIB에 의해 제거되는 단점과 관련되어 있다. 따라서, 본 발명은 원하는 무기 재료를 형성하는 방법과 같은 이점이 있다.

또한, FIB 조사 지점 주변에 에칭 기체를 불러 넣어, 빔 조사 위치에서 국부적으로 반응성 에칭을 유도함으로써, 고속 및 고선택비의 미세 작업이 가능하게 된다.

상술한 FIB 이용 에칭과 FIB 이용 증착은 일본 특개평 제7-312196호에 기재된 조건 하에서 실시될 수 있다.

(실시예 4)

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명은 실시예 1의 구성에 더하여, 작업 동작에서 발생된 물질 또는 표본 챔버에서 잔류하는 기체의 표본 상으로의 증착을 방지하기 위한 트랩 수단(16)이 함께 제공된다. 이러한 트랩 수단은 예를 들어 금속과 같은 높은 열 전도도를 갖는 물질로 구성되며, 냉각되는 동안 표본의 온도 이하의온도로 유지된다.

본 발명은, 표본을 실온 이하로 유지하는 상태에서 작업 또는 관측하는 경우에, 표본 상으로 불술물이 증착하는 것을 방지하는 데 효과적이다. 예를 들어, 상술한 FIB 이용 증착에서, 증착 층과 작업 표본 사이에 불순물 층이 형성됨으로써, 원하는 기능을 달성하는 것을 방해할 수 있다.

이러한 트랩 수단은, 탐지 또는 작업 동작에서 빔 시스템을 방해하지 않도록 하는 배치 상태로, 상부에 지지되는 표본을 갖는 단, 이온 빔 생성 수단, 점자 빔 생성 수단 및 탐지 수단이 제공된다. 트랩 효율을 향상시키기 위해서, 이러한 트랩 수단은 탐지 또는 작업 동작을 방해하지 않는 한, 표본에 가능한 근접하게 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 트랩 수단은 낮은 기압으로 유지되는 표본 챔버에서 하나 이상의 유닛으로 제공될 수 있다.

(실시예 5)

본 발명은 액정 표시 장치 또는 유기 반도체 장치의 제조 공정에서 단면 평가 장치로서 본 발명의 장치를 적용하는 일 예를 도시한다.

본 실시예에서, 비교적 큰 영역의 표본 상에서 온도 조절을 실행하는 경우가 설명된다.

액정으로 코팅된 유리 기판과 같은 큰 사이즈의 표본의 일부에서 대형 액정 표시 장치에서 사용될 단면 상태를 정확하게 평가하는 경우, 작업 위치 주변의 영역의 국부 온도 조절이 또한 가능하더라도 전체 기판의 온도를 조절하는 것이 바람직하다. 이러한 경우, 전체 홀더는 온도 유지부의 표본 유지 표면에 대향하는 위치에서 냉각 매체를 순화시키는 냉각제 파이프를 제공함으로써 냉각될 수 있다.

[예]

다음으로, 상기 실시예의 단면 평가 장치를 사용하는 단면 평가의 예들이 설명된다.

(예 1)

본 예는 도 1에 도시된 단면 관측용 주사 전자 현미경을 사용하고 있다. 온도 유지부(2)는 저온 가변 메커니즘에 결합되고 도 2에 도시된 바와 같은 온도 제어기를 갖는 표본 단의 유닛으로 구성되고, 액정을 포함하는 고분자 구조(Chisso 사에 의해 제조된 두개의 주파수 구동 액정 DF01XX))(액정을 갖는 HDDA, R167 및 합성된 단량체 HEMA를 혼합 중합시켜 획득됨)를 형성함으로써 마련되는 표본의 단면 평가가 유리 기판 상에서 다음 절차로 실행된다.

우선, 저온 가변 메커니즘이 제공된 유닛 상에 표본이 카본 파스트로 고정되고, 이 유닛은 표본 단(8) 상에 설치된다. 표본이 설치된 표본 단(8)이 표본 챔버(3)에 도입된 후, 그 내부는 소정의 낮은 기압으로 진공상태가 된다.

그 후, 온도는 -100℃로 설정되고, 표본이 이 평가 온도로 유지되는 것이 확보된다. 일정한 표본 온도의 확보 하에서, 단면 관측 위치를 포함하는 표본 영역의 표면 SEM 관측이 행해진다. 표면 SEM 관측에 의해 획득되는 화상에 기초하여, 표본의 대략 중앙부가 단면 관측 부위로서 결정되었다.

그 후, 결정된 단면 관측 위치는 SIM 화상을 획득하기 위해 이온빔으로 조사되었다. 이 동작에서 사용된 이온 빔은 관측 모드에서는 매우 약하게 된다. 보다상세하게는, 30㎸의 가속 전압, 20㎀의 빔 전류 및 30㎚의 빔 직경을 갖는 갈륨 이온 소스가 사용되었다. 단면 작업부는 획득된 SIM 화상에서 지정되었다.

그 후, 지정된 단면 작업 위치에 FIB 작업(초벌 작업)이 행해졌다. 보다 상세하게는, 30㎸의 가속 전압, 50㎁의 빔 전류 및 300㎚의 빔 직경이 사용되어 단면 작업 위치에서 40㎛ 측면과 30㎛ 깊이를 갖는 사각형 리세스를 형성한다. 초벌 작업이 약한 조건 하에서 적은 양으로 계단식으로 행해지며, 표본의 단면은 작업이 원하는 위치에 근접하게 진행하는 것을 확보하도록 작업 도중에 종종 SEM 관측된다. 작업이 거의 완료되었을 때, 전자 빔으로 빔이 스위치되고, 작업 중의 단면은 전자 빔과 60°각을 가지며 주사되도록 조절되어, 단면의 SEM 관측이 행해졌다.

작업이 원하는 위치로 진행된 것을 확인한 후에, 이온 빔으로 빔이 스위칭되고, 초벌 작업에 의해 획득되는 단면 작업 위치는 SIM 관측에서와 유사한 약한 조건 하에서 그러나 초벌 작업에서보다는 세밀한 빔을 사용하여 단면 작업의 정확도를 향상시키는 최종 작업이 더 행해진다. 도 8a는 상술한 FIB 작업에 의해 마련된 단면을 개략적으로 도시하며, 여기서 사각형 리세스는 표본(30)의 대략 중앙에서 이온 빔(20)의 조사에 의해 형성된다.

결국, 이에 따라 준비된 표본의 단면에 SEM 관측이 행해진다. 도 8b는 이러한 SEM 관측에서 전자 빔 조사 모드를 나타낸다. 도 8a에 도시된 표본(30)의 단면은 약 60°의 각도에서 전자 빔(21)에 의해 주사되도록 조절되어, SEM 관측이 전자 빔(21)을 사용하여 표본(30)의 단면을 주사함으로써 행해진다. SEM 관측은 800V의 가속 전압과 50,000x의 배율 조건 하에서 행해지며, 고분자 층에 감싸인 액정의 상태를 관측할 수 있게 한다.

이 예에서, FIB 작업은 표본이 -100℃에서 유지되는 동안 행해지기 때문에, 작업 도중에 액정 층의 변형없이 단면 작업이 행해질 수 있다. 또한, SEM 관측이 동일 온도를 유지하면서 동일 표본 챔버에서 행해질 수 있으므로, 고분자에 존재하는 액정을 나타내는 단면이 관측될 수 있다.

(예 2)

본 예는 온도 유지부(2)로서 도 5에 도시된 온도 제어기를 갖는 표본 단을 사용하였으며, PET 기판 상에 준비된 고분자 입자(폴리스티렌)의 단면 평가는 다음 절차로 행해진다.

온도는 약 10 ℃로 설정되었으며, 표본의 측면은 약 20㎛의 길이, 10㎛의 폭 그리고 60㎛의 깊이의 노치를 형성하도록 작업이 행해진다. 충전 현상을 방지하기 위해서, FIB 작업 전에 약 30㎚ 두께의 플래티늄 막이 표본 표면 상으로 이온 빔 스퍼터링에 의해 증착된다. 그 후, 헥사카보닐 텅스텐이 도입되어 FIB 조사가 고분자 입자를 커버하도록 행해짐으로써, 보호막으로서 텅스텐 막이 증착된다. 다음으로, 최종 작업이 예 1과 유사한 조건 하에서 행해진다. 도 9a는 FIB 작업에 의해 준비된 단면을 나타내며, 여기서, 사각형 리세스는 표본(31)의 측면(도 5에서 측면(1a)에 대응) 상으로 이온 빔(20)의 조사에 의해 형성된다.

그 후, 경사 상태의 표본(31)의 SEM은 고분자 입자가 기판에 근접하여 부착되었음을 증명하였다. SEM 관측은 15㎸의 가속 전압과 30,000x의 배율 조건 하에서 행해졌다.

그 후, 상술한 SEM 관측 도중에 표본(31)의 단면에서 방출된 특성 X 레이는 매핑 화상을 획득하도록 불려지며(기본 분석), 이는 고분자에서 알루미늄이 분산되었음을 증명한다. 도 9b는 기본 분석에서 특성 X 레이의 방출 및 전자 빔의 조사를 나타내는 개략도이다. 전자 빔(21)은 도 9a에 도시된 표본(31)의 단면을 수직 조사하고, 이에 응답하여 특성 X 레이가 표본(31)의 단면에서 방출된다. 기본 분석은 이러한 특성 X 레이를 탐지함으로써 실행된다.

상기에서, 표본 단면을 평가하는 방법이 설명되었지만, 본 발명은 이 경우에 국한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명은, 예를 들어, 표면 상에 증착된 물질을 제거하고 관측될 표면을 노출시켜 이러한 표면을 관측하는, 구성을 포함한다.

또한, 표면을 노출하는 데 있어서, 정보가 요구되는 표면을 노출시킬 수 있는 임의의 수단이 사용될 수 있으며, 이온 빔 생성 수단에 더하여 레이저 빔 생성 수단이 채택될 수 있는 이점이 있다.

Claims

정보 획득 장치에 있어서,

표본을 배치하는 단(stage);

상기 표본의 온도를 조절하는 온도 조절 수단;

표면 정보가 요구되는 상기 표본의 표면을 노출하는 노출 수단; 및

상기 노출 수단에 의해 노출된 상기 표면에 관련되는 정보를 획득하는 정보 획득 수단을 포함하는 정보 획득 장치.
제1항에 있어서,

상기 노출 수단에 의한 노출과 상기 정보 획득 수단에 의한 정보의 획득은 미리 설정된 온도로 상기 온도 조절 수단에 의해 상기 표본이 조절되는 상태에서 행해지는 정보 획득 장치.
제1항에 있어서,

상기 온도 조절 수단에는 상기 표본을 실온보다 낮은 온도로 냉각시키는 냉각 수단이 제공되는 정보 획득 장치.
제1항에 있어서,

상기 단, 상기 노출 수단 및 상기 정보 획득 수단은 대기가 제어가능한 챔버내에 제공되고, 상기 정보 획득 장치는 상기 챔버 내에 잔류한 기체를 포획하는 트랩 수단을 더 포함하는 정보 획득 장치.
단면 평가 장치에 있어서,

표본을 배치하는 단;

상기 표본의 온도를 조절하는 온도 조절 수단;

이온 빔으로 상기 표본을 조사함으로써 단면을 절단하거나 상기 표본을 작업하는 이온 빔 생성 수단;

전자 빔으로 상기 표본을 조사시키는 전자 빔 생성 수단; 및

상기 이온 빔을 사용한 조사 또는 상기 전자 빔을 사용한 조사에 응답하여 상기 표본으로부터 방출된 방출 신호(emission signal)를 탐지하여 정보가 획득되는 탐지 수단을 포함하는 단면 평가 장치.
제5항에 있어서,

상기 온도 조절 수단에는 상기 표본을 실온보다 낮은 온도로 냉각하는 냉각 수단이 제공되는 단면 평가 장치.
제5항에 있어서,

상기 단, 상기 이온 빔 생성 수단, 상기 전자 빔 생성 수단 및 상기 탐지 수단은 대기가 제어가능한 챔버에 제공되며, 상기 단면 평가 장치는 상기 챔버 내에잔류하는 기체를 포획하는 트랩 수단을 더 포함하는 단면 평가 장치.
제5항에 있어서,

상기 이온 빔으로 상기 표본의 소정 부위를 조사하고, 상기 이온 빔 또는 상기 전자 빔으로 상기 절단 단면 또는 상기 소정 부위의 표면을 주사하며, 상기 주사와 동기화되어 상기 탐지 수단에 의해 탐지되는 복수의 지점으로부터의 방출 신호에 기초하여 상기 절단 단면 또는 상기 소정 부위의 표면에 관련되는 화상 정보를 획득하는 정보 획득 수단을 더 포함하는 단면 평가 장치.
제8항에 있어서,

상기 온도 조절 수단은,

상기 표본이 고정되는 부위에서 온도 가변 메커니즘을 구비하고, 상기 고정된 표본이 소정 방향으로 이동 또는 회전할 수 있게 하는 표본 단;

상기 온도 가변 메커니즘의 일부에 탑재되어 상기 온도 가변 메커니즘에 고정된 표본 부근의 온도를 탐지하는 제1 온도 탐지 수단; 및

미리 설정된 온도로 상기 표본 온도를 유지하기 위해, 상기 제1 온도 탐지 수단에 의해 탐지되는 온도에 기초하여 상기 온도 가변 메커니즘 내의 온도를 조절하여 온도 제어 수단을 포함하는 단면 평가 장치.
제9항에 있어서,

상기 온도 가변 메커니즘에 고정된 상기 표본의 측면은 상기 이온 빔으로 조사되는 단면 평가 장치.
제9항에 있어서,

상기 온도 조절 수단은, 상기 표본의 온도를 직접 탐지하는 제2 온도 탐지 수단 및 상기 제2 온도 탐지 수단에 의해 탐지되는 온도를 디스플레이하는 디스플레이 수단을 더 포함하는 단면 평가 장치.
제11항에 있어서,

상기 온도 제어 수단은 상기 제1 및 제2 온도 탐지 수단에 의해 탐지되는 온도에 기초하여 상기 온도 가변 메커니즘 내의 온도를 조절하는 단면 평가 장치.
제5항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서,

상기 방출 신호는 2차 전자(secondary electron) 및/또는 특성 X 레이(characteristic X-ray)인 단면 평가 장치.
제13항에 있어서,

상기 방출 신호는 2차 전자 또는 특성 X레이인 단면 평가 장치.
제5항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서,

상기 탐지 신호는 2차 전자를 탐지하는 제1 탐지기와 특성 X 레이를 탐지하는 제2 탐지기를 포함하는 탐지 평가 장치.
단면 평가 방법에 있어서,

표본의 온도를 조절하는 단계;

단면을 절단하기 위해 이온 빔으로 상기 표본의 소정 부위를 조사하는 단계; 및

전자 빔으로 상기 절단 단면을 주사하고 상기 주사와 동기화되어 복수의 지점으로부터 방출된 방출 신호로부터 상기 단면에 관한 화상을 획득하는 단계를 포함하는 단면 평가 방법.
제16항에 있어서,

상기 방출 신호는 2차 전자 및/또는 특성 X 레이인 단면 평가 방법.
제4항에 있어서,

상기 방출 신호는 2차 전자 및/또는 특성 X 레이인 정보 획득 장치.
제18항에 있어서,

상기 방출 신호는 2차 전자 또는 특성 X 레이인 정보 획득 장치.
정보 획득 장치에 있어서,

표본을 배치하는 단;

상기 표본의 온도를 조절하는 온도 조절 수단;

이온 빔으로 상기 표본을 조사시킴으로써 단면을 절단하고 상기 표본을 작업하는 이온 빔 생성 수단;

전자 빔으로 상기 표본을 조사하는 전자 빔 생성 수단; 및

상기 이온 빔을 사용한 조사 및 상기 전자 빔을 사용한 조사에 응답하여 상기 표본으로부터 방출된 방출 신호를 탐지하여 정보가 획득되는 탐지 수단을 포함하는 정보 획득 장치.
제20항에 있어서,

상기 단, 상기 이온 빔 생성 수단, 상기 전자 빔 생성 수단 및 상기 탐지 수단은 대기가 제어가능한 챔버 내에 제공되고, 상기 단면 평가 장치는 상기 챔버 내의 잔류 기체를 포획하기 위한 트랩 수단을 더 포함하는 정보 획득 장치.