TW202229870A - 試料片移設裝置 - Google Patents

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Abstract

[課題] 提供一種試料片移設裝置，可防止試料片的破損且可精度佳地實行規定的移設動作。 [技術內容] 試料片移設裝置(10)，是具備：光干涉測量裝置(11)、及試料片搬運裝置(13)、及控制裝置(21)。控制裝置(21)，是對於藉由帶電粒子束裝置而將帶電粒子束照射在試料(S)來製作試料片的有關於加工的資訊，依據其將試料片搬運裝置(13)控制。藉由控制裝置(21)而被控制的試料片搬運裝置(13)，是將試料片從試料(S)分離及摘出，將試料片保持並朝試料片支架搬運。

Description

試料片移設裝置
本發明，是有關於試料片移設裝置。
習知，透射型電子顯微鏡，是將電子或是離子的帶電粒子束照射在試料片，為了從晶圓狀的試料製作透射型電子顯微鏡觀察用的試料片，已知利用被裝設於操縱器的探針從試料將試料片摘出並且將試料片載置在網狀物上的裝置(例如專利文獻1參照)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2001-141620號公報
[發明所欲解決之問題]
由上述先前技術的裝置將微細的試料片從試料朝網狀物上移設時，期望可防止試料片的破損且可精度佳地實行規定的移設動作。
本發明是有鑑於上述狀況者，其目的是提供一種試料片移設裝置，可防止試料片的破損且可精度佳地實行規定的移設動作。 [用以解決問題之技術手段]
為了解決上述的課題，本發明的試料片移設裝置，具備：試料片搬運機構，是從已被加工出試料片的試料之中將前述試料片朝試料片支架搬運；及控制裝置，是依據藉由帶電粒子束裝置將帶電粒子束照射在前述試料來製作前述試料片的有關於加工的資訊，將前述試料片搬運機構控制；藉由前述控制裝置而被控制的前述試料片搬運機構，是將前述試料片從前述試料分離及摘出，將前述試料片保持並朝前述試料片支架搬運。
上述結構也可以是，具備：載台，是將形成前述試料片的前述試料及前述試料片支架的各個保持；及載台驅動機構，是將前述載台移動；及光學系，是將從光源發出的規定光分割地照射在觀察對象及參照面，並且將來自前述觀察對象的反射光及來自前述參照面的反射光合成，並成像出顯示2個前述反射光的干涉狀態的合成光；及攝像裝置，是對於藉由前述光學系而被成像出的像，將其攝像並將所獲得的畫像的訊號輸出；及光學系驅動機構，是將前述光學系對於前述載台移動使前述光學系及前述載台之間的距離變化；前述控制裝置，是依據：有關於前述加工的資訊、及前述攝像裝置輸出的前述畫像中被檢出的前述干涉狀態，控制前述試料片搬運機構、前述載台驅動機構及前述光學系驅動機構。
上述結構也可以是，前述控制裝置，是一邊藉由前述光學系驅動機構而將前述光學系移動，一邊對於在前述畫像中被檢出的干涉條紋的強度或對比成為最大時的前述光學系的實空間中的位置的座標資料，對應其將前述觀察對象的位置檢出。
上述結構也可以是，前述控制裝置，是對應前述干涉條紋的分布將前述觀察對象的位置檢出。
上述結構也可以是，前述控制裝置，是前述試料片搬運機構的驅動時在前述攝像裝置輸出的前述畫像中被檢出的前述干涉條紋中若產生變形的情況時，判別為前述試料片搬運機構的試料片保持部、或藉由前述試料片保持部而被保持的前述試料片，是與前述觀察對象有接觸。
上述結構也可以是，具備：前述攝像裝置也就是第1攝像裝置，是對於藉由前述光學系而被成像出的像，將其攝像；及第2攝像裝置，是對於將前述觀察對象攝像而得的畫像的訊號，將其輸出；前述控制裝置，是對於由前述第2攝像裝置輸出的前述畫像中被檢出的基準記號的位置資訊，對應其將前述觀察對象的位置檢出。 [發明的效果]
依據本發明的話，藉由具備控制裝置，並使其可依據製作試料片的有關於加工的資訊，將試料片搬運機構控制的話，就成為可防止試料片的破損且可精度佳地實行規定的移設動作。
以下一邊參照添付圖面一邊說明，本發明的實施方式的自動將試料片Q移設的試料片移設裝置10。 圖1，是薄片試料觀察系統1的結構圖，其中具備實施方式的試料片移設裝置10。 如圖1所示，實施方式的試料片移設裝置10，是例如，被設計在薄片試料觀察系統1之中。薄片試料觀察系統1，是具備：複數帶電粒子束裝置3、及複數透射電子顯微鏡5、及處理資訊生成裝置7、及複數試料片移設裝置10。
帶電粒子束裝置3，是例如從矽等的半導體的晶圓狀的試料(試料基板等)S，加工形成厚度適合使用透射電子顯微鏡5進行透射觀察的試料片Q。帶電粒子束裝置3，是例如，具備：將聚焦離子束照射在照射對象的聚焦離子束照射光學系、將電子束照射在照射對象的電子束照射光學系、及朝照射對象供給蝕刻用氣體或沉積用氣體的氣體供給部等。帶電粒子束裝置3，是藉由在照射對象的表面一邊掃描聚焦離子束一邊照射，來實行：被照射部的畫像化、及濺射的各種的加工(例如挖削加工及去毛邊加工等)、及沉積膜的形成等。
帶電粒子束裝置3，是藉由在照射對象的表面一邊掃描聚焦離子束或是電子束一邊照射，而將照射對象表面的觀察用的畫像取得。照射對象的畫像，是例如，SIM畫像或是SEM畫像或是吸收電流畫像等。SIM畫像或是SEM畫像，是藉由聚焦離子束或是電子束的照射而從照射對象發生的二次帶電粒子(例如二次電子或是二次離子)的畫像。吸收電流畫像，是流入照射對象的帶電粒子束的流入電流(或是被照射對象吸收的帶電粒子束的吸收電流)的畫像。
蝕刻用氣體，是對應照射對象的材質，選擇可促進聚焦離子束對於照射對象的蝕刻。沉積用氣體，是在照射對象的表面形成由金屬或絕緣體等的堆積物所構成的沉積膜。沉積膜，是對於從氣體供給部供給的沉積用氣體照射帶電粒子束，而從沉積用氣體被分解出的固體成分，藉由該固體成分堆積在照射對象的表面而形成。
圖2，是顯示實施方式的試料片移設裝置10中的試料S及試料片Q的俯視圖。 如圖2所示，帶電粒子束裝置3，是藉由將聚焦離子束照射在試料S的表面(斜線部)而形成試料片Q(從試料S被摘出之前的試料片Q)。帶電粒子束裝置3，是藉由由聚焦離子束的照射所產生的濺射加工，而將顯示聚焦離子束的掃描範圍的加工框F的內側的加工區域H(白色部)挖削。帶電粒子束裝置3，是依據指示形成試料片Q的位置(即，不挖削且殘留的位置)的參考記號(基準點)Ref而形成試料片Q。參考記號Ref，是例如，藉由聚焦離子束的照射而形成有微細孔的規定形狀的沉積膜等。例如，帶電粒子束裝置3，是藉由參考記號Ref的沉積膜而將試料片Q的概略的位置把握，藉由參考記號Ref的微細孔而進行試料片Q的精密的位置對合。
試料片Q，是例如被蝕刻加工，將與試料S連接的支撐部Qa殘留，使側部側及底部側的周邊部被切削除去。試料片Q，是藉由支撐部Qa而被懸空支撐於試料S。藉由在支撐部Qa形成適宜深度的切口，而使試料片Q容易從試料S被分離。 形成了試料片Q的試料S，是例如，被收容在正面開口式的一體型容器等的搬運及保管用的容器，從帶電粒子束裝置3朝試料片移設裝置10被移送。
透射電子顯微鏡5，是對於與試料片支架P一起從試料片移設裝置10被移送的試料片Q，進行透射觀察。 圖3，是顯示實施方式的試料片移設裝置10中的試料片支架P的俯視圖。 如圖3所示，試料片支架P，是例如，具備：圓環板狀的格子框P1、及被設於格子框P1的內側的網狀物P2。試料片支架P，是例如，具備被設於網狀物P2上的支撐膜(圖示略)也可以。在試料片支架P中，形成有例如由適宜的形狀的貫通孔等所構成的基準記號Pa(第1基準記號Pa1及第2基準記號Pa2等)。 將試料片Q保持的試料片支架P，是例如，被收容在適宜的容器，從試料片移設裝置10朝透射電子顯微鏡5被移送。
處理資訊生成裝置7，是生成及記憶處理資訊，例如，有關於由帶電粒子束裝置3所製作的試料片Q的製作資訊(加工用處理)、有關於由透射電子顯微鏡5所觀察的試料片Q的透射觀察資訊(觀察用處理)、及有關於由試料片移設裝置10所移設的試料片Q的移設資訊(移設用處理)等。 加工用處理，是具備從試料S製作試料片Q所需的過程及條件等的資訊。例如，加工用處理，是具備：由試料S中的參考記號Ref及試料片Q之間的相對位置等的帶電粒子束裝置3的各種加工位置的座標所構成的試料片Q的位置資訊、及由形成試料片Q的加工區域H的深度等所構成的試料片Q的尺寸資訊。 移設用處理，是具備將試料片Q從試料S朝試料片支架P移設的過程及條件等的資訊。例如，移設用處理，是具備：收容試料S的容器的識別資訊、試料S的識別資訊、試料片Q的製作的成否資訊、帶電粒子束裝置3及試料片移設裝置10的各載台座標的相對關係的資訊、後述的試料台31的載台31a及試料片搬運裝置13的鑷子81的一對的臂81a之間的各座標的相對關係的資訊、加工用處理中的試料片Q的位置及尺寸的資訊、試料片支架P的識別資訊、以及試料片支架P中的試料片Q的安裝位置的資訊。 觀察用處理，是具備試料片Q的透射觀察的過程及條件等的資訊。例如，觀察用處理，是具備：收容試料片支架P的容器的識別資訊、試料片支架P的識別資訊、試料片支架P中的試料片Q的安裝位置、及表背等姿勢的資訊、以及透射電子顯微鏡5及試料片移設裝置10的各載台座標的相對關係的資訊。
處理資訊生成裝置7，是例如，將從帶電粒子束裝置3及試料片移設裝置10的各個得到的畫像資料，與處理資訊一起記憶。 來自帶電粒子束裝置3的畫像資料，是例如，試料S中的試料片Q的製作完成之後，藉由在包含試料S的適宜的區域一邊掃描聚焦離子束或是電子束一邊照射而取得的觀察用的畫像(即，SIM畫像或是SEM畫像)。來自試料片移設裝置10的畫像資料，是例如，被安裝於試料片支架P上的試料片Q的顯微鏡像等。
圖4，是實施方式的試料片移設裝置10的結構圖。圖5，是實施方式的光干涉測量裝置11的結構的示意圖。 如圖4所示，試料片移設裝置10，是例如，具備：光干涉測量裝置11、及試料片搬運裝置13、及裝載埠15、及試料搬運裝置17、及試料片支架搬運裝置19。試料片移設裝置10，是具備：將試料片移設裝置10的動作統合控制的控制裝置21、及與控制裝置21連接的輸入裝置23及顯示裝置25。
又，以下，在3次元空間彼此垂直交叉的X軸、Y軸及Z軸的各軸方向是與各軸平行的方向。例如，Z軸方向是與試料片移設裝置10的上下方向(例如垂直方向等)平行。X軸方向及Y軸方向，是平行於與試料片移設裝置10的上下方向垂直交叉的基準面(例如水平面等)。
光干涉測量裝置11，是例如利尼克型的白色干涉顯微鏡。光干涉測量裝置11，是例如，具備：試料台31、及鏡筒33、及鏡筒驅動機構35。 試料台31，是具備：將試料S支撐的載台31a、及將載台31a呈2次元並進及旋轉的載台驅動機構31b。 載台驅動機構31b，是例如，沿著X軸及Y軸的各軸方向將載台31a並進。且，載台驅動機構31b，是具備沿著Z軸的軸方向將載台31a並進的機構也可以。載台驅動機構31b，是例如，繞規定的旋轉軸及傾斜軸的各軸周圍將載台31a旋轉適宜的角度。旋轉軸，是相對於載台31a設置，當載台31a位於傾斜軸的軸周圍的規定基準位置的情況時，成為與試料片移設裝置10的上下方向平行。傾斜軸，是與試料片移設裝置10的上下方向垂直交叉的方向平行。載台驅動機構31b，是對應試料片移設裝置10的動作模式等藉由從控制裝置21被輸出的控制訊號而被控制。
如圖4及圖5所示，鏡筒33，是例如，具備相互垂直交叉且一體地連接的光源鏡筒41及觀察鏡筒43。例如，光源鏡筒41是沿著X軸方向延伸，觀察鏡筒43是沿著Z軸方向延伸。 光源鏡筒41，是例如，具備：光源51、及濾波器53。光源51，是例如白色光源。濾波器53，是例如，帶通濾波器等的波長濾波器及偏光濾波器等。 觀察鏡筒43，是例如，具備：第1光分配器61及第2光分配器63、及第1對物透鏡65及第2對物透鏡67、及反射鏡69、及成像透鏡71、及觀察用照相機73、及位置調整用照相機75。
第1光分配器61，是例如被配置於光源鏡筒41及觀察鏡筒43的中心軸相互交叉的位置等的光源鏡筒41及觀察鏡筒43的連接部。第1光分配器61，是將從光源51通過濾波器53前進的照射光L0，朝向觀察鏡筒43的兩端之中觀察對象側的第1端部43a(即，朝向後述的第1對物透鏡65)反射。 第1光分配器61，是將來自後述的第2光分配器63的反射光L1、L2(合成光)，朝向觀察鏡筒43的兩端之中觀察用照相機73側的第2端部43b前進。
第2光分配器63，是被配置於第1光分配器61及第1對物透鏡65之間。第2光分配器63，是將來自第1光分配器61的照射光L0，分離成：沿著觀察鏡筒43的中心軸的第1方向、及與觀察鏡筒43的中心軸垂直交叉的第2方向。第1方向，是例如Z軸方向，即朝向後述的第1對物透鏡65的方向。第2方向，是例如X軸方向，即朝向後述的第2對物透鏡67的方向。 第2光分配器63，是將重疊來自後述的觀察對象的反射光L1及來自反射鏡69的反射光L2而得的合成光，朝向觀察鏡筒43的第2端部43b前進。合成光的干涉狀態，是對應來自觀察對象的反射光L1及來自反射鏡69的反射光L2的光路差而變化。
第1對物透鏡65，是被配置於觀察鏡筒43的第1端部43a。第1對物透鏡65，是將從第2光分配器63沿著第1方向前進(透射)的照射光L0，集束在觀察對象(例如試料S、試料片Q及後述的鑷子81的一對的臂81a等)。 第2對物透鏡67，是沿著第2方向適宜地遠離第2光分配器63而配置。第2對物透鏡67，是將從第2光分配器63沿著第2方向前進(反射)的照射光L0集束在射鏡69。 反射鏡69，是沿著第2方向適宜地遠離第2對物透鏡67而配置。反射鏡69，是具備由規定精度滑順形成的表面的參照面69A。反射鏡69，是藉由參照面69A而將來自第2對物透鏡67的照射光L0朝向第2光分配器63反射。
成像透鏡71，是被配置於第1光分配器61及觀察用照相機73之間。成像透鏡71，是將來自第1光分配器61的合成光，成像出干涉條紋的畫像。 觀察用照相機73，是被配置於觀察鏡筒43的第2端部43b。觀察用照相機73，是將藉由成像透鏡71而形成的合成光的干涉條紋攝像，將藉由攝像而得的畫像(顯微鏡像)的訊號輸出。 位置調整用照相機75，是將被配置於例如載台31a上的試料S及試料片支架P等攝像，將藉由攝像而得的畫像的訊號輸出。
鏡筒驅動機構35，是例如，藉由沿著Z軸的軸方向將鏡筒33並進，而將試料台31及鏡筒33之間的Z軸方向的距離(即第1對物透鏡65對於觀察對象的Z軸方向的相對位置)變化。鏡筒驅動機構35，是例如，具備粗調整用的馬達35a及微調整用的壓電致動器35b等。
光干涉測量裝置11，是藉由白色光的二光束干涉，而取得觀察對象的實空間中的位置及三次元(三維空間)形狀的資訊。在第2光分配器63被合成的來自觀察對象的反射光L1及來自反射鏡69的反射光L2之間的光路差，會使藉由2個反射光L1、L2的合成而得的合成光的干涉狀態變化。合成光，是包含明暗像的干涉條紋，當來自觀察對象的反射光L1及來自反射鏡69的反射光L2之間的相位是一致的情況時會互相加強(變亮)而形成明像，相位不一致的情況時會互相減弱(變暗)而形成暗像。反射鏡69的參照面69A因為是滑順形成，所以干涉條紋可顯示觀察對象的表面的凹凸等的三次元(三維空間)形狀的資訊。因為干涉條紋的間隔是依存於來自光源51的照射光L0的波長而顯示一定的光路差，所以干涉條紋的分布(例如干涉條紋的數量等)是對應觀察對象的表面的高低差。 在光干涉測量裝置11中，第2對物透鏡67及反射鏡69的相對位置雖是固定，但是第1對物透鏡65及觀察對象之間的相對位置會藉由鏡筒驅動機構35的驅動而變化。藉由鏡筒驅動機構35的驅動而使第1對物透鏡65朝Z軸方向變位，而使觀察對象中的對焦位置(即，顯微鏡像所觀測到的干涉條紋的強度或對比是成為最大的位置)被調整。觀察對象的對焦位置的Z軸方向上的位置(Z位置)，是與顯示第1對物透鏡65(或是鏡筒33)的實空間中的位置的座標資料(Z軸座標)建立對應。
試料片搬運裝置13，是例如，具備：試料片保持部也就是鑷子81、及鑷子驅動機構83。鑷子81是藉由一對的臂81a而將試料片Q從厚度方向的兩側挾入而把持。鑷子81的一對的臂81a，是從試料S將試料片Q摘出，並且將試料片Q朝試料片支架P移設。又，試料片保持部，不限定於鑷子81，例如玻璃或金屬的探針等也可以。例如，探針是藉由静電力等而將試料片Q吸附。 鑷子驅動機構83，是將鑷子81對於光干涉測量裝置11的載台31a進行3次元變位，並且將一對的臂81a開閉。鑷子驅動機構83，是例如，在將鑷子81的一對的臂81a對於載台31a的表面傾斜規定角度範圍的狀態下朝X軸、Y軸及Z軸的各軸方向並進。鑷子驅動機構83，是適宜繞旋轉軸的軸周圍將鑷子81的一對的臂81a旋轉也可以。
裝載埠15，是例如將正面開口式的一體型容器等的收容試料S的容器支撐，並且藉由將容器的蓋開放而將內部的試料S露出。 試料搬運裝置17，是例如試料S的搬運用機械手臂等。試料搬運裝置17，是將試料S搬運於：被支撐於裝載埠15的容器、及載台31a的規定位置(例如與觀察鏡筒43的中心軸的軸線交叉的中心位置等)之間。試料搬運裝置17，是從被支撐於裝載埠15的容器將試料S取出，將試料S設置在載台31a的規定位置。 試料片支架搬運裝置19，是例如試料片支架P的搬運用機械手臂等。試料片支架搬運裝置19，是將試料片支架P搬運於：被配置於支撐部(圖示略)的搬運用的容器、及載台31a的規定的位置之間。試料片支架搬運裝置19，是從被配置於支撐部的搬運用的容器將試料片支架P取出，將試料片支架P設置在載台31a的規定的位置。
控制裝置21，是例如，依據：從輸入裝置23被輸出的訊號、或預先被設定的自動運轉控制處理的訊號等，而統合控制試料片移設裝置10的動作。 控制裝置21，是例如，藉由CPU(中央處理器、 Central Processing Unit)等的處理器來實行規定的程式的功能的軟體功能部。軟體功能部，是具備：CPU等的處理器、存儲程式的ROM(唯讀記憶體、Read Only Memory)、將資料暫時記憶的RAM(動態隨機存取記憶體、Random Access Memory)、及正時器等的電子線路的ECU( Electronic Control Unit)。控制裝置21的至少一部分，是LSI(大規模集成、Large Scale Integration)等的積體電路也可以。
控制裝置21，是對應從處理資訊生成裝置7取得的處理資訊(例如依據加工用處理的移設用處理等)將試料片Q從試料S朝試料片支架P移設。控制裝置21，是例如將試料片支架P中的試料片Q的安裝位置及姿勢等的資訊，新追加至處理資訊，並朝處理資訊生成裝置7發訊。
輸入裝置23，是例如滑鼠及鍵盤等，可將對應操作者的輸入操作的訊號輸出。 顯示裝置25，是顯示：試料片移設裝置10的各種資訊、及藉由從各照相機73、75被輸出的訊號而被生成的畫像資料、及實行畫像資料的擴大、縮小、移動及旋轉等的操作用的畫面等。
本發明的實施方式的試料片移設裝置10是具備上述結構，接著說明，此試料片移設裝置10的動作，即將藉由由帶電粒子束裝置3的帶電粒子束(聚焦離子束)所進行的試料S的加工而形成的試料片Q自動地朝試料片支架P移設的動作。
圖6，是顯示實施方式的試料片移設裝置10的動作的流程圖。 如圖6所示，首先，控制裝置21，是依據被支撐於裝載埠15的容器的識別資訊及被收容在容器中的至少1個試料S的各個的位置，辨認所期的試料S(步驟S01)。 接著，控制裝置21，是從處理資訊生成裝置7取得對應辨認到的試料S的處理資訊(步驟S02)。 接著，控制裝置21，是藉由試料搬運裝置17而將試料S從裝載埠15的容器取出並設置在載台31a的規定位置(步驟S03)。
接著，控制裝置21，是將被收容在已被配置於試料片支架搬運裝置19的支撐部的容器及容器的試料片支架P的各個的識別資訊讀取，將試料片支架P的形狀及基準記號Pa等的資訊取得(步驟S04)。 接著，控制裝置21，是藉由試料片支架搬運裝置19而將試料片支架P從支撐部的容器取出，並設置在載台31a的規定的位置(步驟S05)。
接著，控制裝置21，是從位置調整用照相機75，取得將被設置在載台31a的試料S攝像而得的畫像的訊號。控制裝置21，是從試料S的攝像畫像檢出有關於形成於試料S的結晶方位的定位用的V形缺口(圖示略)的位置，並且依據V形缺口的位置檢出對於試料S的規定姿勢的偏移量及旋轉角。控制裝置21，是藉由載台驅動機構31b將載台31a驅動，將檢出的試料S的偏移量及旋轉角修正，將試料S設定成規定姿勢(步驟S06)。在此，使用位置調整用照相機75檢出試料S的對準標記，依據檢出結果將試料S設定成規定姿勢也可以。
接著，控制裝置21，是從位置調整用照相機75，取得將被設置在載台31a的試料片支架P攝像而得的畫像的訊號。控制裝置21，是從試料片支架P的攝像畫像，將形成於試料片支架P的基準記號Pa的位置檢出，並且檢出對於試料片支架P的規定姿勢的旋轉角。控制裝置21，是依據檢出的基準記號Pa的位置，將試料片支架P中的試料片Q的安裝位置及載台31a的座標資訊之間建立對應(步驟S07)。
接著，控制裝置21，是依據加工用處理中的帶電粒子束裝置3的各種加工位置的座標，藉由載台驅動機構31b而將載台31a驅動，將作為對象的試料片Q的位置放入觀察用照相機73的視野並與規定的提起位置一致(步驟S08)。例如，控制裝置21，是依據加工用處理，特定出被使用於所期的試料片Q的製作的帶電粒子束裝置3，來設定供修正特定的帶電粒子束裝置3及試料片移設裝置10彼此的載台座標的對應關係的參數也可以。
接著，控制裝置21，是從觀察用照相機73，取得藉由帶電粒子束裝置3而形成於試料S的加工痕的顯微鏡像的訊號。試料S的加工痕，是例如，包含試料S中的加工框F的內側及參考記號Ref的區域等(圖2參照)。控制裝置21，是依據：從處理資訊生成裝置7取得的試料S的加工痕的畫像資料(例如SIM畫像或是SEM畫像)、及從觀察用照相機73取得的顯微鏡像，藉由載台驅動機構31b而將載台31a驅動，使試料S的加工痕與觀察用照相機73的視野區域的視野中心一致(步驟S09)。例如，控制裝置21，是將從處理資訊生成裝置7取得的畫像資料作為樣本(參考畫像資料)使用，藉由對於從觀察用照相機73取得的顯微鏡像實行樣本匹配(樣本及顯微鏡像的重疊等)，而使試料S的加工痕與視野中心一致。
接著，控制裝置21，是依據試料S中的加工痕的顯微鏡像，依據處理資訊而從已知的參考記號Ref及試料片Q之間的相對位置關係將試料片Q的位置辨認。控制裝置21，是對應辨認到的試料片Q的位置，設定鑷子81的一對的臂81a的接近位置(步驟S10)。一對的臂81a的接近位置，是例如，藉由X軸座標及Y軸座標而被指定的一對的臂81a的前端部的目標位置，且一對的臂81a的前端部從Z軸方向開始朝向試料片Q接近的位置。
接著，控制裝置21，是一邊藉由鏡筒驅動機構35而將鏡筒33朝Z軸方向移動，一邊依據從觀察用照相機73輸出的顯微鏡像的訊號，測量試料片Q的Z軸方向的位置(Z位置)(步驟S11)。例如，控制裝置21，是藉由試料片Q的表面的對焦時(即，顯微鏡像所觀測的干涉條紋的強度或是對比是成為最大時等)的鏡筒33的Z軸座標，而將試料片Q的Z位置把握。 圖7，是顯示實施方式的試料片移設裝置10的試料S及試料片Q的顯微鏡像中的對焦的狀態及干涉條紋Fa的例的圖。 如圖7所示，控制裝置21，是藉由鏡筒33的Z軸方向的移動，而從焦點未對焦在試料S及試料片Q表面的狀態，朝焦點對焦在試料S及試料片Q表面的狀態遷移。例如，控制裝置21，是對於從因為鏡筒33的Z軸座標比規定值Za更大而無法觀測到干涉條紋Fa或干涉條紋Fa不明瞭的狀態，朝干涉條紋Fa較明瞭被觀測的狀態遷移的情況的Z軸座標(=規定值Za)，依據該Z軸座標把握試料片Q的Z位置。進一步，控制裝置21，是依據干涉條紋Fa的間隔是依存於來自光源51的照射光的波長，且干涉條紋Fa的分布(例如干涉條紋Fa的數量等)是對應觀察對象的表面的高低差，而從在試料S及試料片Q的表面被觀察的干涉條紋Fa的數量將試料片Q的Z位置更詳細把握也可以。
接著，控制裝置21，是對應藉由上述的步驟S10而設定的接近位置，藉由鑷子驅動機構83而將鑷子81的一對的臂81a的前端部朝試料片Q的Z軸方向上方移動(步驟S12)。 接著，控制裝置21，是依據從觀察用照相機73輸出的顯微鏡像的訊號，將鑷子81的一對的臂81a的前端部的位置把握(步驟S13)。一對的臂81a的前端部的位置，是例如，藉由X軸座標及Y軸座標而被指定的位置。控制裝置21，是例如，藉由鏡筒驅動機構35而將鏡筒33朝Z軸方向移動，與一對的臂81a的前端部的對焦時(即，顯微鏡像所觀測的干涉條紋的強度或對比是成為最大時等)的視野中心的相對位置關係，可藉由X軸座標及Y軸座標而把握。
接著，控制裝置21，是一邊藉由鏡筒驅動機構35而將鏡筒33朝Z軸方向移動，一邊依據從觀察用照相機73輸出的顯微鏡像的訊號，測量鑷子81的一對的臂81a的前端的Z軸方向中的位置(Z位置)(步驟S14)。控制裝置21，是例如，依據顯微鏡像所觀測到的一對的臂81a的干涉條紋，而將一對的臂81a的前端的Z位置把握。 圖8，是顯示實施方式的試料片移設裝置10的鑷子81的一對的臂81a的顯微鏡像中的對焦的狀態及干涉條紋Fb的例的圖。 如圖8所示，控制裝置21，是藉由鏡筒33的Z軸方向的移動，而從未聚焦在一對的臂81a的前端部表面的狀態朝有聚焦在一對的臂81a的前端部表面的狀態遷移。例如，控制裝置21，是依據從：因為Z軸座標比規定值Zb更大而無法觀測到干涉條紋Fb、或干涉條紋Fb不明瞭狀態、或Z軸座標比規定值Zb更小而在一對的臂81a的前端部以外(中央部等)被觀測到干涉條紋Fb的狀態，朝在一對的臂81a的前端部干涉條紋Fb被明瞭觀測的狀態遷移的情況時的Z軸座標(=規定值Zb)，將一對的臂81a的前端的Z位置把握。進一步，控制裝置21，是依據干涉條紋Fb的間隔是依存於來自光源51的照射光的波長，且干涉條紋Fb的分布(例如干涉條紋Fb的數量等)是對應觀察對象的表面的高低差的關係，而藉由對應一對的臂81a的前端部的表面所觀察到的干涉條紋Fb的數量，將一對的臂81a的前端的Z位置更詳細把握也可以。 且控制裝置21，是依據已知的一對的臂81a的前端部的形狀及尺寸，將一對的臂81a的前端的Z位置更詳細把握也可以。
接著，控制裝置21，是依據藉由上述的步驟S10而設定的接近位置、及藉由上述的步驟S13而把握的鑷子81的一對的臂81a的前端部的位置之間的差異，藉由鑷子驅動機構83而將一對的臂81a移動，使一對的臂81a的前端部的位置及接近位置一致(即，將位置的差異消解)(步驟S15)。
接著，控制裝置21，是依據：藉由上述的步驟S11而把握的試料片Q的Z位置、及藉由上述的步驟S14而把握的鑷子81的一對的臂81a的前端的Z位置、及藉由處理資訊而已知的試料片Q的形狀及尺寸的資訊、及藉由預先的測量等而已知的一對的臂81a的前端部的形狀及尺寸的資訊、及藉由鑷子驅動機構83而將一對的臂81a朝Z軸方向的保持位置移動(步驟S16)。保持位置，是例如，藉由使一對的臂81a的前端與試料片Q接觸，並將一對的臂81a從開朝閉動作而可以將試料片Q保持的位置。 圖9，是顯示實施方式的試料片移設裝置10的鑷子81的一對的臂81a的顯微鏡像中的對焦的狀態及干涉條紋Fc1、Fc2的例的圖，一對的臂81a是接近試料片Q的狀態的圖。 如圖9所示，控制裝置21，是在藉由試料S及試料片Q的表面上的對焦而使干涉條紋Fc1被觀測的狀態下將在開狀態下的鑷子81的一對的臂81a漸漸地朝Z軸方向移動，而在一對的臂81a的前端部使干涉條紋Fc2被觀測，朝可以藉由一對的臂81a的前端將試料片Q保持的狀態移動。 又，控制裝置21，是例如，若從觀察用照相機73被輸出的顯微鏡像所檢出的試料片Q的表面的干涉條紋產生變形的情況時，就判別為一對的臂81a的前端是與試料片Q接觸也可以。
接著，控制裝置21，是藉由鑷子81的一對的臂81a的前端而將試料片Q保持，將試料片Q從試料S分離(步驟S17)。控制裝置21，是例如，藉由對於從觀察用照相機73被輸出的顯微鏡像進行規定的畫像辨認處理等，來確認一對的臂81a的前端有無保持試料片Q。 圖10，是顯示實施方式的試料片移設裝置10的鑷子81的一對的臂81a的顯微鏡像中的對焦的狀態及干涉條紋Fc1、Fc2的例的圖，一對的臂81a是將試料片Q保持的狀態的圖。 如圖10所示，控制裝置21，是在試料S及試料片Q的表面及鑷子81的一對的臂81a的前端部的對焦而使干涉條紋Fc1、Fc2被觀測的狀態，藉由一對的臂81a的前端而將試料片Q從厚度方向的兩側挾入並把持。控制裝置21，是藉由將保持試料片Q的一對的臂81a朝適宜的方向(例如，試料片Q的厚度方向等)變位，而解除由試料S的支撐部Qa(圖2參照)所產生的試料片Q的支撐，從試料S將試料片Q分離。
接著，控制裝置21，是藉由鑷子驅動機構83而將鑷子81的一對的臂81a朝Z軸方向上方上昇，而將一對的臂81a從試料S退避(步驟S18)。 圖11，是顯示實施方式的試料片移設裝置10的鑷子81的一對的臂81a的顯微鏡像中的對焦的狀態及干涉條紋Fc2的例的圖，將試料片Q保持的一對的臂81a是從試料S退避的狀態的圖。 如圖11所示，控制裝置21，是例如，從維持鑷子81的一對的臂81a的前端部中的對焦使干涉條紋Fc2被觀測的狀態，將保持試料片Q的一對的臂81a從試料S退避。
接著，控制裝置21，是藉由載台驅動機構31b將載台31a驅動，使試料片支架P中的試料片Q的安裝位置與觀察用照相機73的視野區域的視野中心一致(步驟S19)。首先，控制裝置21，是依據藉由上述的步驟07而被建立對應的試料片支架P中的試料片Q的安裝位置及載台31a的座標資訊，將載台31a移動。接著，控制裝置21，是依據：顯示試料片支架P中的試料片Q的安裝位置的規定的參考畫像資料(例如規定的樣本)、及從觀察用照相機73取得的試料片支架P的顯微鏡像，將載台31a移動。控制裝置21，是例如，藉由規定的樣本及顯微鏡像的樣本匹配，而將試料片支架P中的試料片Q的安裝位置與觀察用照相機73的視野區域的視野中心一致。在此，不是樣本匹配，而是在從試料片Q的安裝位置偏移的位置檢出端緣，依據抽出的端緣位置將安裝位置導出也可以。無法獲得樣本匹配所必要的視野的情況時是有效。
接著，控制裝置21，是依據藉由上述的步驟S13而把握的鑷子81的一對的臂81a的前端部的位置，將一對的臂81a的前端部的位置與觀察用照相機73的視野區域的視野中心一致，藉由鑷子驅動機構83而將一對的臂81a移動(步驟S20)。
接著，控制裝置21，是一邊藉由鏡筒驅動機構35而將鏡筒33朝Z軸方向移動，一邊依據從觀察用照相機73輸出的顯微鏡像的訊號，測量：鑷子81的一對的臂81a的前端或是被保持在一對的臂81a的前端的試料片Q、及試料片支架P中的試料片Q的安裝位置之間，有無接觸(步驟S21)。例如，控制裝置21，是由從觀察用照相機73被輸出的顯微鏡像所檢出的試料片支架P的干涉條紋若產生變形的情況時，就判別為一對的臂81a的前端或被保持在一對的臂81a的前端的試料片Q有與試料片支架P接觸。
接著，控制裝置21，是在鑷子81的一對的臂81a的前端或是試料片Q及試料片支架P中的試料片Q的安裝位置的接觸後，藉由將一對的臂81a從閉朝開動作並解除試料片Q的保持，就可將試料片Q安裝在試料片支架P(步驟S22)。 接著，控制裝置21，是將：試料片Q的安裝後的試料片支架P的顯微鏡像、試料片支架P中的試料片Q的安裝位置、及安裝姿勢等的資訊，追加至處理資訊生成裝置7的處理資訊(步驟S23)。
接著，控制裝置21，是判別是否有下一片的試料片Q從試料S被取出。 此判別結果是「YES」的情況，控制裝置21，是將處理返回至上述的步驟S08。另一方面，此判別結果是「NO」的情況，控制裝置21，是將處理朝步驟S25前進。
接著，控制裝置21，是藉由鑷子驅動機構83而將鑷子81的一對的臂81a朝規定的基準位置移動(步驟S25)。且，控制裝置21，是將處理走到最後。 藉由以上，結束一連串的自動的試料片Q的移設動作。 又，上述的從開始至最後的流程只是一例，只要不會妨礙整體流程的話，適宜地替換及跳過步驟也可以。控制裝置21，是藉由上述的從開始至最後連續動作，就可以由無人實行移設動作。
如上述，實施方式的試料片移設裝置10，是藉由具備控制裝置21，並使其對於藉由帶電粒子束裝置3而製作試料片Q的有關於加工的資訊(加工用處理)，依據其來控制試料片搬運裝置13的話，就可以防止試料片Q的破損且可以精度佳地實行規定的移設動作。 藉由具備控制裝置21，並使其依據從在二光束干涉的光學系也就是鏡筒33所具備的觀察用照相機73被輸出的畫像中被檢出的干涉條紋，將載台驅動機構31b、鏡筒驅動機構35及鑷子驅動機構83控制的話，就可以精度佳地實行藉由鑷子81的一對的臂81a將試料片Q從試料S摘出及將試料片Q朝試料片支架P搬運。
藉由具備控制裝置21，並使其對應從觀察用照相機73所輸出的觀察對象(例如試料S、試料片Q、試料片支架P及鑷子81的一對的臂81a等)的畫像中被檢出的干涉條紋的強度或對比或分布，將觀察對象的Z位置檢出的話，即使對於例如對焦的有無確認困難的形狀、構造、或是大(如大面積等)的觀察對象，也可以將Z位置精度佳地檢出。
藉由具備控制裝置21，並使其依據從位置調整用照相機75所輸出的觀察對象的畫像中被檢出的基準記號(例如，試料S的V形缺口及試料片支架P的基準記號Pa等)，將觀察對象的位置(例如X軸座標及Y軸座標)檢出的話，即使例如顯微鏡像的位置檢出是困難的情況，也可以將觀察對象的位置精度佳地檢出。
藉由具備控制裝置21，並使其當因為鑷子81的一對的臂81a從試料S摘出試料片Q及一對的臂81a將試料片Q設置在試料片支架P等，而使從觀察用照相機73所輸出的觀察對象的畫像中被檢出的干涉條紋產生變形的情況時，就判別為一對的臂81a或是被保持在一對的臂81a的試料片Q及觀察對象有接觸的話，就可以精度佳地檢出有無接觸。
(變形例) 以下，說明實施方式的變形例。又，對於與上述的實施方式相同部分，是附加同一符號並省略或簡略化說明。
在上述的實施方式中，光干涉測量裝置11，雖是具備利尼克干涉型的對物透鏡(第1對物透鏡65及第2對物透鏡67)，但不限定於此，例如，具備邁克生干涉型或是米勞干涉型等的其他的干涉對物透鏡也可以。
在上述的實施方式中，控制裝置21，雖是當試料S的加工痕與視野中心一致時、及試料片支架P中的試料片Q的安裝位置與視野中心一致時，就會實行樣本匹配，但不限定於此，實行其他的畫像辨認處理也可以。
在上述的實施方式中，帶電粒子束裝置3，雖是具備電子束鏡筒及聚焦離子束鏡筒，但不限定於此。例如，帶電粒子束裝置3，不具備電子束鏡筒，而只有具備聚焦離子束鏡筒也可以。
在上述的實施方式中，試料片支架P的外形雖是圓板狀，但不限定於此，其他的形狀也可以。例如，試料片支架P的外形，是圓板的一部分被省略的形狀或是半圓形板狀等也可以。例如，試料片支架P，是具備梳子齒形狀的複數柱狀部也可以。
本發明的實施方式，只是提示作為實施例，未意圖限定發明的範圍。這些實施方式，可由其他的各式各樣的形態被實施，在不脫離發明的實質範圍內，可以進行各種的省略、置換、變更。這些實施方式和其變形，是與被包含於發明的範圍和實質同樣，也被包含於如申請專利範圍的發明及其均等的範圍。
1:薄片試料觀察系統 3:帶電粒子束裝置 5:透射電子顯微鏡 7:處理資訊生成裝置 10:試料片移設裝置 11:光干涉測量裝置 13:試料片搬運裝置(試料片搬運機構) 15:裝載埠 17:試料搬運裝置 19:試料片支架搬運裝置 21:控制裝置 23:輸入裝置 25:顯示裝置 31:試料台 31a:載台 31b:載台驅動機構 33:鏡筒(光學系) 35:鏡筒驅動機構(光學系驅動機構) 35a:粗調整用的馬達 35b:微調整用的壓電致動器 41:光源鏡筒 43:觀察鏡筒 51:光源 69A:參照面 73:觀察用照相機(攝像裝置，第1攝像裝置) 75:位置調整用照相機(第2攝像裝置) 81:鑷子(試料片保持部) 83:鑷子驅動機構 Fa,Fb,Fc1,Fc2:干涉條紋 S:試料(觀察對象) Q:試料片(觀察對象) P:試料片支架(觀察對象) Pa:基準記號 Ref:參考記號
[圖1]薄片試料觀察系統的結構圖，其中具備本發明的實施方式的試料片移設裝置。 [圖2]顯示本發明的實施方式的試料片移設裝置中的試料及試料片的俯視圖。 [圖3]顯示本發明的實施方式的試料片移設裝置中的試料片支架的俯視圖。 [圖4]本發明的實施方式的試料片移設裝置的結構圖。 [圖5]本發明的實施方式的光干涉測量裝置的結構的示意圖。 [圖6]顯示本發明的實施方式的試料片移設裝置的動作的流程圖。 [圖7]顯示本發明的實施方式的試料片移設裝置的試料及試料片的顯微鏡像中的對焦的狀態及干涉條紋的例的圖。 [圖8]顯示本發明的實施方式的試料片移設裝置中的鑷子的臂的顯微鏡像中的對焦的狀態及干涉條紋的例的圖。 [圖9]顯示本發明的實施方式的試料片移設裝置中的鑷子的臂及試料片的顯微鏡像中的對焦的狀態及干涉條紋的例的圖，鑷子的臂是接近試料片的狀態的圖。 [圖10]顯示本發明的實施方式的試料片移設裝置中的鑷子的臂及試料片的顯微鏡像中的對焦的狀態及干涉條紋的例的圖，鑷子的臂是將試料片保持的狀態的圖。 [圖11]顯示本發明的實施方式的試料片移設裝置中的鑷子的臂及試料片的顯微鏡像中的對焦的狀態及干涉條紋的例的圖，將試料片保持的鑷子的臂是從試料退避的狀態的圖。
10:試料片移設裝置
11:光干涉測量裝置
13:試料片搬運裝置(試料片搬運機構)
15:裝載埠
17:試料搬運裝置
19:試料片支架搬運裝置
21:控制裝置
23:輸入裝置
25:顯示裝置
31:試料台
31a:載台
31b:載台驅動機構
33:鏡筒(光學系)
35:鏡筒驅動機構(光學系驅動機構)
35a:粗調整用的馬達
35b:微調整用的壓電致動器
41:光源鏡筒
43:觀察鏡筒
51:光源
73:觀察用照相機(攝像裝置
75:位置調整用照相機(第2攝像裝置)
81:鑷子(試料片保持部)
83:鑷子驅動機構
S:試料

Claims (6)

  1. 一種試料片移設裝置，具備： 試料片搬運機構，是從已被加工出試料片的試料之中將前述試料片朝試料片支架搬運；及 控制裝置，是對於藉由帶電粒子束裝置將帶電粒子束照射在前述試料來製作前述試料片的有關於加工的資訊，依據其將前述試料片搬運機構控制； 藉由前述控制裝置而被控制的前述試料片搬運機構，是將前述試料片從前述試料分離及摘出，將前述試料片保持並朝前述試料片支架搬運。
  2. 如請求項1的試料片移設裝置，其中，具備： 載台，是將形成前述試料片的前述試料及前述試料片支架的各個保持；及 載台驅動機構，是將前述載台移動；及 光學系，是將從光源發出的規定光分割地照射在觀察對象及參照面，並且將來自前述觀察對象的反射光及來自前述參照面的反射光合成，並成像出顯示2個前述反射光的干涉狀態的合成光；及 攝像裝置，是對於藉由前述光學系而被成像出的像，將其攝像並將所獲得的畫像的訊號輸出；及 光學系驅動機構，是將前述光學系對於前述載台移動使前述光學系及前述載台之間的距離變化； 前述控制裝置，是依據：有關於前述加工的資訊、及前述攝像裝置輸出的前述畫像中被檢出的前述干涉狀態，控制前述試料片搬運機構、前述載台驅動機構及前述光學系驅動機構。
  3. 如請求項2的試料片移設裝置，其中， 前述控制裝置，是 一邊藉由前述光學系驅動機構而將前述光學系移動，一邊對於在前述畫像中被檢出的干涉條紋的強度或對比成為最大時的前述光學系的實空間中的位置的座標資料，對應其將前述觀察對象的位置檢出。
  4. 如請求項3的試料片移設裝置，其中， 前述控制裝置，是 對應前述干涉條紋的分布將前述觀察對象的位置檢出。
  5. 如請求項3或4的試料片移設裝置，其中， 前述控制裝置，是 前述試料片搬運機構的驅動時在前述攝像裝置輸出的前述畫像中被檢出的前述干涉條紋中若產生變形的情況時，判別為前述試料片搬運機構的試料片保持部、或藉由前述試料片保持部而被保持的前述試料片，是與前述觀察對象有接觸。
  6. 如請求項2至4中任一項的試料片移設裝置，其中，具備： 前述攝像裝置也就是第1攝像裝置，是對於藉由前述光學系而被成像出的像，將其攝像；及 第2攝像裝置，是對於將前述觀察對象攝像而得的畫像的訊號，將其輸出； 前述控制裝置，是 對於由前述第2攝像裝置輸出的前述畫像中被檢出的基準記號的位置資訊，對應其將前述觀察對象的位置檢出。
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