WO2021210087A1 - 搬送装置および解析システム - Google Patents

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WO2021210087A1
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holder
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control unit
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尚史 小林
健一 西中
恒典 野間口
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株式会社日立ハイテク
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    • H01J37/02—Details
    • H01J37/244—Detectors; Associated components or circuits therefor

Definitions

  • the present invention relates to a transport device and an analysis system, and can be particularly suitably used for a transport device and an analysis system including a holder for holding a mesh.
  • a sample is taken out from a wafer by a focused ion beam (FIB) device, the taken out sample is mounted on a mesh, and a transmission electron microscope (TEM: Transmission Electron) is used.
  • TEM Transmission Electron
  • a technique for observing a sample with a Microscope is known.
  • Patent Document 1 discloses a technique of fixing a mesh on which a sample is mounted to a cartridge, mounting the cartridge in a holder, and observing the sample by TEM.
  • the sample taken out from the wafer by the FIB device is mounted at a predetermined position on the mesh with reference to the reference region formed on the mesh. Therefore, after inserting the holder to which the mesh is fixed into the sample chamber of the TEM, a step of searching the reference region of the mesh is required.
  • the search process is a factor that cannot reduce the observation throughput.
  • the transport device is for acquiring the first information of the positional relationship between the mesh and the holder for holding the mesh on which the sample to be analyzed using the charged particle beam device is mounted. It includes a position information acquisition function and a position information output function for outputting the first information to the charged particle beam device.
  • the analysis system in one embodiment includes a transport device for transporting the mesh on which the sample is mounted and a charged particle beam device for analyzing the sample.
  • the transport device includes a holder for holding the mesh on which the sample is mounted, and a first control unit capable of acquiring first information on the positional relationship between the mesh and the holder.
  • the charged particle beam device is electrically connected to an electron gun for irradiating the sample with an electron beam, a stage for fixing the holder, and the first control unit, and the electron gun. And a second control unit capable of controlling the stage.
  • the analysis system provides a mesh retainer on the mesh so that the mesh is pressed against the holder after (a) the step of installing the mesh on the holder and (b) the step (a).
  • the holder is transferred from the transfer device to the charged particle beam device, and the holder is fixed to the stage, (d) after the step (b).
  • the second control unit of the stage is based on the first information. It has a step of setting coordinates, (f), and after the steps (c) to (e), a step of irradiating the sample with the electron beam from the electron gun.
  • the observation throughput of the sample can be shortened.
  • FIG. It is a schematic diagram which shows the analysis system in Embodiment 1.
  • FIG. It is a flowchart which shows the processing flow of the analysis system in Embodiment 1.
  • FIG. It is a schematic diagram which shows the operation in the transport device following FIG.
  • It is a schematic diagram which shows the image data in Embodiment 1.
  • FIG. It is a schematic diagram which shows the image data in Embodiment 1.
  • FIG. It is a recording table which shows the recording example of the image data in Embodiment 1.
  • FIG. It is a recording table which shows the recording example of the shift amount in Embodiment 1.
  • FIG. It is a schematic diagram which shows the analysis system in Embodiment 2. It is a flowchart which shows the processing flow of the analysis system in Embodiment 2. It is a schematic diagram which shows the analysis system in Embodiment 3. It is a flowchart which shows the processing flow of the analysis system in Embodiment 3.
  • the analysis system 1 includes a transport device 2 and a charged particle beam device 3 such as a transmission electron microscope (TEM).
  • TEM transmission electron microscope
  • the process of fixing the mesh (carrier) MS on which the sample (lamella, thin section sample) is mounted to the holder 24 and the transfer of the holder 24 from the transfer device 2 to the inside of the charged particle beam device 3 are mainly performed.
  • the process is performed.
  • the holder 24 is fixed to the stage 36, and the sample is irradiated with an electron beam to analyze the structure of the sample.
  • the analysis system 1 may include a sample preparation device equipped with a focused ion beam (FIB), a scanning electron microscope (SEM), and the like.
  • FIB focused ion beam
  • SEM scanning electron microscope
  • the wafer is composed of a semiconductor substrate, a semiconductor element such as a transistor formed on the semiconductor substrate, a wiring layer formed on the semiconductor element, and the like. Since the sample in the first embodiment is a slice obtained from a part of the wafer, the structure of the sample includes all or a part of the semiconductor substrate, the semiconductor element, and the wiring layer.
  • the transport device 2 includes a manipulator 21, a mesh holding container 22, a manipulator 23, a holder 24 having a mesh mounting portion 25, a camera 26, and a transport device control unit C5.
  • a plurality of mesh MSs are stored in the mesh holding container 22, and a sample is mounted on each of the plurality of mesh MSs.
  • the holder 24 is a member for holding the mesh MS.
  • the manipulator 21 can hold the mesh MS by vacuum suction, and the mesh MS can be installed on the holder 24.
  • the method of holding the mesh MS is not limited to the method using the manipulator 21, and a method of grasping and holding the mesh MS using tweezers may be used.
  • the manipulator 23 can hold the mesh holding (carrier holding) MSH, and after the mesh MS is installed on the mesh mounting portion 25 of the holder 24, the mesh holding MSH can be installed on the mesh MS.
  • the mesh MS is fixed to the holder 24 by the mesh retainer MSH.
  • the camera 26 can shoot a part or the whole of the holder 24.
  • the camera 26 can focus a part of the holder 24 and shoot only the vicinity of the mesh mounting portion 25.
  • the captured image of the holder 24 is recorded in the transport device control unit C5 as image data.
  • the transport device control unit C5 is electrically connected to each of the manipulator 21, the manipulator 23, the holder 24, and the camera 26, and can control their operations. Further, the transport device control unit C5 can acquire information on the positional relationship between the mesh MS and the holder 24 including the image data and the like, and can store such information. Further, the transport device control unit C5 is electrically connected to the comprehensive control unit C0 of the charged particle beam device 3. Therefore, the above information can be output from the transport device control unit C5 to the general control unit C0.
  • the transport device 2 includes a position information acquisition function for acquiring information on the positional relationship between the mesh MS and the holder 24, and a position information output function for outputting this information to the charged particle beam device 3. ing.
  • the charged particle beam device 3 includes a mirror body 30 and control units C0 to C4.
  • the mirror body 30 includes an electron gun 31, an irradiation lens 32, an objective lens 33, a projection lens 34, a detector 35, and a stage 36.
  • the electron gun 31 is a source of electron beams, and the electron beams emitted from the electron gun 31 are focused by the irradiation lens 32 and irradiated to the sample mounted on the mesh MS.
  • the transmitted electron beam transmitted through the sample is imaged by the objective lens 33, and the imaged transmitted image is magnified by the projection lens 34.
  • the detector 35 is, for example, a fluorescent plate, and the imaged and enlarged transmission image is projected on the fluorescent plate and recorded as image data in the detection unit control unit C3 or the general control unit C0.
  • the irradiation lens 32, the objective lens 33, and the projection lens 34 are magnetic field type electronic lenses that utilize the magnetic field generated by the exciting current flowing through the coil, respectively.
  • the magnitude of the exciting current is controlled by the lens control unit C2.
  • the comprehensive control unit C0 is electrically or physically connected to the electron gun control unit C1, the lens control unit C2, the detector control unit C3, and the stage control unit C4, and controls them. Therefore, in the present application, it may be described that the control performed by the control units C1 to C4 is performed by the comprehensive control unit C0. Further, the comprehensive control unit C0 including the control units C1 to C4 may be regarded as one control unit, and the comprehensive control unit C0 may be simply referred to as a “control unit”.
  • the electron gun control unit C1 is electrically connected to the electron gun 31 and controls this operation.
  • the lens control unit C2 is connected to the irradiation lens 32, the objective lens 33, and the projection lens 34, and controls their operations.
  • the detector control unit C3 is electrically connected to the detector 35 and controls this operation.
  • the stage control unit C4 is electrically connected to the stage 36 and controls this operation.
  • the stage 36 is an XY-axis drive mechanism that can be driven in a direction parallel to the mounting surface of the charged particle beam device 3, and a Z-axis drive that can be driven in a direction (height direction) perpendicular to the mounting surface described above. It has a mechanism, an R-axis drive mechanism that can be driven in the rotational direction, and a T-axis drive mechanism that can be driven in a direction that is inclined with respect to the XY plane. These drive mechanisms are used to analyze any part of the holder 24 fixed on the stage 36. When the stage control unit C4 or the general control unit C0 controls these drive mechanisms, the stage 36 can move to the set coordinates of the stage 36.
  • the comprehensive control unit C0 in the first embodiment includes the image processing unit C6.
  • the image processing unit C6 calculates a shift amount indicating how much the mesh MS is deviated as information on the positional relationship between the mesh MS and the holder 24 by performing arithmetic processing on the image data acquired by using the camera 26 or the like. can. Further, by outputting the shift amount from the image processing unit C6 to the stage control unit C4, the coordinates of the stage 36 reflecting the shift amount can be set.
  • the charged particle beam device 3 includes an input device 40 and a display 41 electrically connected to the integrated control unit C0 outside or inside the charged particle beam device 3.
  • the input device 40 is, for example, a mouse or a trackball.
  • various kinds of information are input to the comprehensive control unit C0 or output from the comprehensive control unit C0.
  • ⁇ Location information acquisition function >> First, the position information acquisition function included in the transport device 2 will be described. Immediately before step S1 in FIG. 2, a sample has already been prepared, the prepared sample is mounted on the mesh MS, and the mesh MS is stored in the mesh holding container 22. That is, a plurality of mesh MSs for mounting the sample are prepared in the mesh holding container 22.
  • step S1 the mesh MS is taken out from the mesh holding container 22.
  • a manipulator 21 is used to take out a desired mesh MS from a plurality of mesh MSs mounted on the mesh holding container 22.
  • step S2 the mesh MS is installed on the holder 24.
  • the manipulator 21 holding the mesh MS is moved above the holder 24, and then the manipulator 21 is lowered to install the mesh MS on the mesh mounting portion 25 of the holder 24.
  • step S3 the holder 24 is photographed.
  • the manipulator 21 is moved from the holder 24 to the outside of the shooting field of view of the camera 26.
  • the camera 26 is used to take a picture of the holder 24 (mesh mounting portion 25).
  • the captured image is recorded in the transport device control unit C5 as image data D1.
  • the image data D1 is treated as a part of the information on the positional relationship between the mesh MS and the holder 24 when the mesh MS is installed on the holder 24.
  • FIG. 8 shows an example of image data D1.
  • a state in which the mesh MS is mounted on the holder 24 with high accuracy is shown.
  • a reference region MSa is formed in a part of the mesh MS.
  • the reference region MSa has a shape different from that of the surrounding grid, and can be used as a mark when calculating the shift amount as described later.
  • step S4 a mesh holding MSH is provided on the mesh MS.
  • the manipulator 23 holding the mesh holding MSH is moved above the holder 24, and then the manipulator 23 is lowered so that the mesh MS is pressed against the holder 24 on the mesh MS.
  • a mesh retainer MSH is installed. As a result, the mesh MS is fixed to the holder 24.
  • the position of the mesh MS may shift due to the mesh holding MSH, and the position of the reference region MSa may shift.
  • step S5 the holder 24 is photographed.
  • the manipulator 23 is moved from the holder 24 to the outside of the shooting field of view of the camera 26.
  • the camera 26 is used to take a picture of the holder 24 (mesh mounting portion 25).
  • the captured image is recorded in the transport device control unit C5 as image data D2.
  • the image data D2 is treated as a part of information on the positional relationship between the mesh MS and the holder 24 in a state where the mesh MS is fixed to the holder 24 by the mesh holding MSH.
  • FIG. 9 shows an example of image data D2. Here, a state in which the position of the mesh MS is displaced by the mesh pressing MSH is shown.
  • FIG. 10 is a recording table recording the image data D1 (before fixing) acquired in step S3 and the image data D2 (after fixing) acquired in step S5.
  • the image data D1 and the image data D2 are associated with the identification information (ID) of each mesh MS and the number (NO) of each holder 24.
  • ID identification information
  • NO NO
  • Such a recording table is stored in the transport device control unit C5. Thereby, it is possible to manage which image data D1 and image data D2 the predetermined mesh MS and holder 24 correspond to.
  • step S6 the holder 24 is transferred.
  • a sample is mounted on the mesh MS, and the mesh MS is fixed to the holder 24.
  • the holder 24 is transferred from the transport device 2 to the charged particle beam device 3, and the holder 24 is fixed to the stage 36.
  • step S7 the image data D1 and the image data D2 are output from the transport device 2 to the charged particle beam device 3.
  • the image data D1 and the image data D2 recorded in the transport device control unit C5 are output to the image processing unit C6 of the comprehensive control unit C0 as a part of the information on the positional relationship between the mesh MS and the holder 24.
  • step S8 the shift amount of the mesh MS is calculated.
  • the image processing unit C6 is provided in the integrated control unit C0 of the charged particle beam device 3
  • the shift amount calculation function is provided in the charged particle beam device 3.
  • the image processing unit C6 of the comprehensive control unit C0 compares the image data D1 and the image data D2, and determines the shift amount indicating how much the position of the mesh MS of the image data D2 deviates from the position of the mesh MS of the image data D1. Can be calculated.
  • the means for calculating the shift amount there is a means using the reference region MSa of the mesh MS.
  • the reference region MSa of the mesh MS For example, using FIGS. 8 and 9, it is measured how much the position of the reference region MSa of the image data D2 deviates from the position of the reference region MSa of the image data D1. That is, the amount of movement in the X and Y directions ( ⁇ X, ⁇ Y) in the plan view and the rotation angle ( ⁇ ) in the plan view are measured. These values of ⁇ X, ⁇ Y and ⁇ are calculated as the shift amount.
  • the reference region MSa in the first embodiment is a region having a shape different from the grid around the reference region MSa, and is formed near the central portion of the mesh MS.
  • the reference region MSa may be any region as long as it can specify which coordinates of the mesh MS correspond to.
  • a specific mark formed on the outer peripheral portion of the mesh MS such as a region surrounding the grid, can be used as the reference region MSa.
  • not only one reference region MSa but also a plurality of reference regions MSa may be formed in the mesh MS. By using a plurality of reference regions MSa, a shift amount with higher accuracy can be calculated.
  • FIG. 11 is a recording table recording the shift amount acquired in step S8. Similar to the image data D1 and the image data D2, the shift amount information is associated with the identification information (ID) of each mesh MS and the number (NO) of each holder 24. Such a recording table is stored in the image processing unit C6 or the comprehensive control unit C0. With each of the recording tables of FIGS. 10 and 11, it is possible to manage which shift amount, the image data D1 and the image data D2 the predetermined mesh MS and the holder 24 correspond to.
  • the image processing unit C6 has a screen matching technique.
  • the shape of the mesh MS of the image data D2 is compared with the shape of the mesh MS of the image data D1, and the shift amount is acquired by calculating the difference between these shapes as position data.
  • step S9 the shift amount is set as the offset value of the stage 36 in the charged particle beam device 3.
  • the shift amount acquired in step S8 is output to the stage control unit C4, and the stage control unit C4 sets the coordinates of the stage 36 based on the shift amount.
  • the comprehensive control unit C0 controls each control unit including the stage control unit C4. Therefore, it can be said that the comprehensive control unit C0 sets the coordinates of the stage 36 based on the shift amount. After that, the sample is observed by irradiating the sample with an electron beam from the electron gun 31.
  • the coordinates of the stage 36 are set based on the shift amount when observing the sample. Therefore, the search step of the reference region MSa can be omitted, and the desired sample can be quickly put into the field of view for imaging. That is, the observation throughput of the sample can be shortened.
  • step S2 the mesh MS is mounted on the holder 24 with high accuracy, but if the technique of the first embodiment is used, even if the mounting accuracy of the mesh MS is low, it does not pose a big problem. That is, since the shift amount is calculated in step S8 based on the image data D1 in step S2 and the image data D2 in step S4, the desired sample can be placed in the correct field of view regardless of the mounting accuracy of the mesh MS. In addition, the stage 36 can be controlled.
  • step S6 is performed before steps S7 to S9, but step S6 may be performed after step S7, after step S8, or after step S9.
  • the shift amount information, the image data D1 and the image data D2 are associated with the identification information (ID) of each mesh MS and the number (NO) of each holder 24. Therefore, there is no problem even if the timing of fixing the holder 24 to the stage 36 is before or after the processing of each information such as the shift amount, the image data D1 and the image data D2. That is, it is sufficient that the coordinates of the stage 36 reflect the shift amount before irradiating the sample with the electron beam.
  • the charged particle beam device 3 has an analysis function for analyzing a sample. After step S9, the sample is observed by the analysis function of the charged particle beam apparatus 3.
  • the electron beam emitted from the electron gun 31 is focused by the irradiation lens 32 and irradiated to the sample mounted on the mesh MS.
  • the transmitted electron beam transmitted through the sample is imaged by the objective lens 33, and the imaged transmitted image is magnified by the projection lens 34.
  • the detector 35 is a fluorescent plate
  • the imaged and enlarged transmitted image is projected on the fluorescent plate and recorded as image data in the detection unit control unit C3 or the general control unit C0.
  • the acquired image data is displayed on the display 41, and the user can confirm the detailed structure of the sample.
  • step S3 of the first embodiment the positional relationship between the mesh MS and the holder 24 was photographed using the camera 26, and the photographed image was recorded as image data D1.
  • the image taken in step S3 is omitted, and the image data D1 taken in advance inside or outside the transport device 2 is used.
  • image data D1 in the modified example is also image data indicating a state in which the mesh MS is installed in the holder 24, as in the first embodiment.
  • a plurality of mesh MSs are stored in the mesh holding container 22.
  • a sample having a similar shape is mounted on each of these mesh MSs. Therefore, the image data D1 obtained by photographing the first mesh MS can be applied as the image data D1 of the second and subsequent mesh MSs. Therefore, since the second and subsequent shots can be omitted, the observation throughput can be further shortened.
  • the mesh MS on which the sample having the same shape is mounted does not have to be photographed by the transfer device 2, and may be photographed in advance by another device outside the transfer device 2. Such an image can also be applied as image data D1.
  • the image processing unit C6 was included in the comprehensive control unit C0 of the charged particle beam device 3.
  • the image processing unit C6 is included in the transport device control unit C5 of the transport device 2. Therefore, the transfer amount calculation function is provided in the transport device 2.
  • steps S10 and S11 are carried out instead of steps S7 and S8 in the first embodiment.
  • step S10 the shift amount of the mesh MS is calculated.
  • the image processing unit C6 of the transport device 2 compares the image data D1 and the image data D2, and calculates a shift amount indicating how much the position of the mesh MS of the image data D2 deviates from the position of the mesh MS of the image data D1. do.
  • the shift amount calculation means a method of calculating from the deviation of the position of the reference region MSa or a method of using an image matching technique can be applied as in the first embodiment.
  • step S11 as a part of the information on the positional relationship between the mesh MS and the holder 24, the shift amount, the image data D1 and the image data D2 are transferred from the transfer device control unit C5 of the transfer device 2 to the comprehensive control unit of the charged particle beam device 3. It is output to C0.
  • step S9 the acquired shift amount is output to the stage control unit C4, and the stage control unit C4 sets the coordinates of the stage 36 based on the shift amount.
  • the search step of the reference region MSa can be omitted when observing the sample, and the observation throughput of the sample can be shortened.
  • the image processing unit C6 is provided as an external device outside the transport device 2 and outside the charged particle beam device 3. Further, the image processing unit C6 is electrically connected to the transport device control unit C5 and the general control unit C0, and can communicate with these. The image processing unit C6 also constitutes a part of the analysis system 1.
  • steps S12 and S13 are carried out instead of steps S7 and S8 (steps S10 and S11 in the second embodiment) in the first embodiment.
  • step S12 the image processing unit C6, which is an external device, calculates the shift amount of the mesh MS.
  • the means for calculating the shift amount a method of calculating from the deviation of the position of the reference region MSa or a method using an image matching technique can be applied as in the first and second embodiments.
  • step S13 the shift amount, the image data D1 and the image data D2 are output from the image processing unit C6 to the integrated control unit C0 of the charged particle beam device 3 as a part of the information on the positional relationship between the mesh MS and the holder 24. ..
  • step S9 the acquired shift amount is output to the stage control unit C4, and the stage control unit C4 sets the coordinates of the stage 36 based on the shift amount.
  • the search step of the reference region MSa can be omitted when observing the sample, and the observation throughput of the sample can be shortened.
  • the sample in the above embodiment has been described as being mainly a semiconductor device such as a semiconductor substrate, a semiconductor element, and a wiring layer, but the sample may be a device in a field other than the semiconductor device.
  • each step such as steps S1 to S13 may be performed by the user, or may be performed by the artificial intelligence provided in the transport device control unit C5 and / or the comprehensive control unit C0. good.

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  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

試料の観察スループットを短縮できる技術を提供する。搬送装置２は、荷電粒子線装置３を用いて解析される試料が搭載されたメッシュＭＳを保持するためのホルダ２４と、メッシュＭＳおよびホルダ２４の位置関係の第１情報を取得するための位置情報取得機能と、第１情報を荷電粒子線装置３へ出力するための位置情報出力機能とを備える。

Description

搬送装置および解析システム
　本発明は、搬送装置および解析システムに関し、特に、メッシュを保持するためのホルダを備える搬送装置および解析システムに好適に使用できる。
　近年、半導体先端デバイスでは、微細化が促進されている。半導体先端デバイスの構造を観察するために、例えば、集束イオンビーム（ＦＩＢ：Focused Ion Beam）装置によって試料をウェハから取り出し、取り出された試料をメッシュに搭載させ、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ: Transmission Electron Microscope）によって試料の観察を行う技術が知られている。
　特許文献１には、試料が搭載されたメッシュをカートリッジに固定し、カートリッジをホルダに装着し、ＴＥＭによって試料を観察する技術が開示されている。
特開２００８－２７６６９号公報
　ＦＩＢ装置によってウェハから取り出された試料は、メッシュに形成されている基準領域を基準として、メッシュの所定位置に搭載されている。それ故、メッシュが固定されたホルダをＴＥＭの試料室の内部へ挿入した後、メッシュの基準領域を探索する工程が必要となる。しかしながら、ＴＥＭによる観察では、確認できる視野範囲が限られているので、探索のために多大な時間が必要となる。従って、探索工程が、観察スループットを短縮できない要因となっている。
　仮に、ホルダに対してメッシュを高精度に搭載できたとしても、メッシュ押さえによってメッシュを固定する際に、ホルダに対するメッシュの基準領域がずれてしまう。それ故、観察対象となる試料をＴＥＭによって観察する前に、メッシュの基準領域を探索する工程を省略することができない。
　従って、メッシュの基準領域を探索する工程を省略し、試料の観察スループットを短縮できる技術が求められ、それを実現できるメッシュの搬送装置の開発および解析システムの構築が求められる。
　その他の課題および新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになる。
　本願において開示される実施の形態のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
　一実施の形態における搬送装置は、荷電粒子線装置を用いて解析される試料が搭載されたメッシュを保持するためのホルダと、前記メッシュおよび前記ホルダの位置関係の第１情報を取得するための位置情報取得機能と、前記第１情報を前記荷電粒子線装置へ出力するための位置情報出力機能とを備える。
　一実施の形態における解析システムは、試料が搭載されたメッシュを搬送するための搬送装置と、前記試料を解析するための荷電粒子線装置とを備える。ここで、前記搬送装置は、前記試料が搭載された前記メッシュを保持するためのホルダと、前記メッシュおよび前記ホルダの位置関係の第１情報を取得可能な第１制御部とを備える。また、前記荷電粒子線装置は、前記試料に電子線を照射するための電子銃と、前記ホルダを固定するためのステージと、前記第１制御部に電気的に接続され、且つ、前記電子銃および前記ステージを制御可能な第２制御部とを備える。また、解析システムは、（ａ）前記メッシュを前記ホルダ上に設置するステップ、（ｂ）前記ステップ（ａ）の後、前記メッシュが前記ホルダに押し付けられるように、前記メッシュ上にメッシュ押さえを設けるステップ、（ｃ）前記ステップ（ｂ）の後、前記ホルダを前記搬送装置から前記荷電粒子線装置へ移送し、前記ホルダを前記ステージに固定するステップ、（ｄ）前記ステップ（ｂ）の後、前記第１情報を、前記第１制御部から前記第２制御部へ出力するステップ、（ｅ）前記ステップ（ｄ）の後、前記第１情報に基づいて、前記第２制御部が前記ステージの座標を設定するステップ、（ｆ）前記ステップ（ｃ）～（ｅ）の後、前記試料に対して前記電子銃から前記電子線を照射するステップ、を有する。
　一実施の形態によれば、試料の観察スループットを短縮できる。
実施の形態１における解析システムを示す模式図である。 実施の形態１における解析システムの処理フローを示すフローチャートである。 実施の形態１における搬送装置内の動作を示す模式図である。 図３に続く搬送装置内の動作を示す模式図である。 図４に続く搬送装置内の動作を示す模式図である。 図５に続く搬送装置内の動作を示す模式図である。 図６に続く搬送装置内の動作を示す模式図である。 実施の形態１における画像データを示す模式図である。 実施の形態１における画像データを示す模式図である。 実施の形態１における画像データの記録例を示す記録表である。 実施の形態１におけるシフト量の記録例を示す記録表である。 実施の形態２における解析システムを示す模式図である。 実施の形態２における解析システムの処理フローを示すフローチャートである。 実施の形態３における解析システムを示す模式図である。 実施の形態３における解析システムの処理フローを示すフローチャートである。
　以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
　（実施の形態１）
　＜解析システムの構成＞
　以下に図１を用いて、実施の形態１における解析システム１について説明する。図１に示されるように、解析システム１は、搬送装置２と、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）のような荷電粒子線装置３とを備える。
　搬送装置２では、主に、試料（ラメラ、薄片試料）が搭載されたメッシュ（キャリア）ＭＳをホルダ２４に固定する工程と、このホルダ２４を搬送装置２から荷電粒子線装置３の内部へ移送する工程とが行われる。荷電粒子線装置３では、ステージ３６にホルダ２４を固定し、試料に電子線を照射することで、試料の構造の解析が行われる。
　なお、ここでは図示していないが、解析システム１には、集束イオンビーム（ＦＩＢ）および走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ: Scanning Electron Microscope）などを備えた試料作製装置が含まれていてもよい。試料作製装置において、ウェハの一部に加工が施され、試料は、ウェハの一部としてウェハから取得される。その後、試料はメッシュＭＳに搭載され、メッシュＭＳは試料作製装置から搬送装置２へ移送される。
　また、上記ウェハは、半導体基板、上記半導体基板上に形成されたトランジスタなどの半導体素子、および、上記半導体素子上に形成された配線層などで構成されている。実施の形態１における試料は上記ウェハの一部から取得された薄片であるので、試料の構造には、上記半導体基板、上記半導体素子および上記配線層のうち全部または一部が含まれる。
　搬送装置２は、マニピュレータ２１と、メッシュ保持容器２２と、マニピュレータ２３と、メッシュ搭載部２５を有するホルダ２４と、カメラ２６と、搬送装置制御部Ｃ５とを備える。
　メッシュ保持容器２２には、複数のメッシュＭＳが保管され、複数のメッシュＭＳの各々には、試料が搭載されている。ホルダ２４は、メッシュＭＳを保持するための部材である。マニピュレータ２１は、真空吸着によってメッシュＭＳを保持でき、メッシュＭＳをホルダ２４上に設置できる。
　なお、メッシュＭＳを保持する方法は、マニピュレータ２１による方法に限られず、ピンセットを用いてメッシュＭＳを掴んで保持するような方法でもよい。
　マニピュレータ２３は、メッシュ押さえ（キャリア押さえ）ＭＳＨを保持でき、メッシュＭＳがホルダ２４のメッシュ搭載部２５上に設置された後に、メッシュ押さえＭＳＨをメッシュＭＳ上に設置できる。メッシュ押さえＭＳＨによって、メッシュＭＳはホルダ２４に固定される。
　カメラ２６は、ホルダ２４の一部または全体を撮影できる。例えば、カメラ２６は、ホルダ２４の一部をフォーカスし、メッシュ搭載部２５付近のみを撮影できる。撮影されたホルダ２４の画像は、画像データとして搬送装置制御部Ｃ５に記録される。
　搬送装置制御部Ｃ５は、マニピュレータ２１、マニピュレータ２３、ホルダ２４およびカメラ２６の各々に電気的に接続され、これらの動作を制御できる。また、搬送装置制御部Ｃ５は、上記画像データなどを含むメッシュＭＳおよびホルダ２４の位置関係の情報を取得可能であり、これらの情報を記憶可能である。また、搬送装置制御部Ｃ５は、荷電粒子線装置３の総合制御部Ｃ０に電気的に接続されている。従って、上記情報を、搬送装置制御部Ｃ５から総合制御部Ｃ０へ出力することができる。
　言い換えれば、搬送装置２は、メッシュＭＳおよびホルダ２４の位置関係の情報を取得するための位置情報取得機能と、これらの情報を荷電粒子線装置３へ出力するための位置情報出力機能とを備えている。
　荷電粒子線装置３は、鏡体３０と、各制御部Ｃ０～Ｃ４とを備える。鏡体３０には、電子銃３１と、照射レンズ３２と、対物レンズ３３と、投射レンズ３４と、検出器３５と、ステージ３６とが備えられている。
　電子銃３１は、電子線の放出源であり、電子銃３１から放出された電子線は、照射レンズ３２によって集束され、メッシュＭＳに搭載された試料へ照射される。試料を透過した透過電子線は、対物レンズ３３によって結像され、結像された透過像は、投射レンズ３４によって拡大される。検出器３５は例えば蛍光板であり、結像および拡大された透過像は、蛍光板上に投影され、検出部制御部Ｃ３または総合制御部Ｃ０において画像データとして記録される。
　なお、照射レンズ３２、対物レンズ３３および投射レンズ３４は、それぞれ、コイルに流れる励磁電流によって発生する磁界を利用した磁界型電子レンズである。励磁電流の大きさは、レンズ制御部Ｃ２によって制御される。
　総合制御部Ｃ０は、電子銃制御部Ｃ１、レンズ制御部Ｃ２、検出器制御部Ｃ３およびステージ制御部Ｃ４に電気的または物理的に接続され、これらを統括する。それ故、本願では、各制御部Ｃ１～Ｃ４によって行われる制御を、総合制御部Ｃ０が行うと説明する場合もある。また、各制御部Ｃ１～Ｃ４を含む総合制御部Ｃ０を一つの制御ユニットと見做し、総合制御部Ｃ０を単に「制御部」と称する場合もある。
　電子銃制御部Ｃ１は、電子銃３１に電気的に接続され、この動作を制御する。レンズ制御部Ｃ２は、照射レンズ３２、対物レンズ３３および投射レンズ３４に接続され、これらの動作を制御する。検出器制御部Ｃ３は、検出器３５に電気的に接続され、この動作を制御する。ステージ制御部Ｃ４は、ステージ３６に電気的に接続され、この動作を制御する。
　ステージ３６は、荷電粒子線装置３の載置面に対して平行な方向に駆動可能なＸＹ軸駆動機構、上記載置面に対して垂直な方向（高さ方向）に駆動可能なＺ軸駆動機構、回転方向に駆動可能なＲ軸駆動機構、および、ＸＹ面に対して傾斜する方向に駆動可能なＴ軸駆動機構を有している。これらの駆動機構は、ステージ３６上に固定されたホルダ２４のうち、任意の部位を解析するために使用される。ステージ制御部Ｃ４または総合制御部Ｃ０がこれらの駆動機構を制御することで、ステージ３６は、設定されたステージ３６の座標へ移動できる。
　また、実施の形態１における総合制御部Ｃ０は、画像処理部Ｃ６を含む。画像処理部Ｃ６は、カメラ２６などを用いて取得された画像データを演算処理することで、メッシュＭＳおよびホルダ２４の位置関係の情報として、メッシュＭＳがどの程度ずれているかを示すシフト量を算出できる。また、シフト量が画像処理部Ｃ６からステージ制御部Ｃ４へ出力されることで、シフト量を反映させたステージ３６の座標を設定できる。
　荷電粒子線装置３は、その外部または内部において、総合制御部Ｃ０に電気的に接続された入力デバイス４０およびディスプレイ４１を備える。入力デバイス４０は、例えばマウスまたはトラックボールである。ユーザが入力デバイス４０を用いてディスプレイ４１上で作業することで、各種の情報が、総合制御部Ｃ０へ入力または総合制御部Ｃ０から出力される。
　＜解析システムの処理フロー＞
　以下に、図２のフローチャートに示される各ステップＳ１～Ｓ９と、図３～図１１とを対比させながら、実施の形態１における解析システム１について説明する。また、搬送装置２に備えられている位置情報取得機能および位置情報出力機能など、各種の機能についても説明する。
　＜＜位置情報取得機能＞＞
　まず、搬送装置２が備える位置情報取得機能について説明する。図２のステップＳ１の直前には、既に試料が作製され、作製された試料がメッシュＭＳに搭載され、メッシュＭＳはメッシュ保持容器２２に保管されている。すなわち、メッシュ保持容器２２に、試料を搭載する複数のメッシュＭＳが用意されている。
　ステップＳ１では、メッシュ保持容器２２からメッシュＭＳが取り出される。図３に示されるように、マニピュレータ２１を用いて、メッシュ保持容器２２に搭載されている複数のメッシュＭＳのうち所望のメッシュＭＳを取り出す。
　次に、ステップＳ２では、メッシュＭＳがホルダ２４上に設置される。図４に示されるように、メッシュＭＳを保持したマニピュレータ２１をホルダ２４の上方へ移動させ、その後、マニピュレータ２１を下降させることで、ホルダ２４のメッシュ搭載部２５上にメッシュＭＳが設置される。
　次に、ステップＳ３では、ホルダ２４の撮影が行われる。図５に示されるように、マニピュレータ２１をホルダ２４からカメラ２６の撮影視野外まで移動させる。次に、カメラ２６を用いて、ホルダ２４（メッシュ搭載部２５）の撮影を行う。撮影された画像は、画像データＤ１として、搬送装置制御部Ｃ５に記録される。なお、画像データＤ１は、メッシュＭＳがホルダ２４上に設置された状態におけるメッシュＭＳおよびホルダ２４の位置関係の情報の一部として扱われる。
　図８には、画像データＤ１の一例が示されている。ここでは、ホルダ２４に対してメッシュＭＳが高精度に搭載されている状態が示されている。また、メッシュＭＳの一部には、基準領域ＭＳａが形成されている。基準領域ＭＳａは、周囲の格子と異なる形状であり、後述のようにシフト量を算出する場合における目印として利用できる。
　次に、ステップＳ４では、メッシュＭＳ上にメッシュ押さえＭＳＨが設けられる。図６に示されるように、メッシュ押さえＭＳＨを保持したマニピュレータ２３をホルダ２４の上方へ移動させ、その後、マニピュレータ２３を下降させることで、メッシュＭＳがホルダ２４に押し付けられるように、メッシュＭＳ上にメッシュ押さえＭＳＨが設置される。これにより、メッシュＭＳがホルダ２４に固定される。
　ここで、ホルダ２４に対してメッシュＭＳが高精度に搭載されていたとしても、メッシュ押さえＭＳＨによって、メッシュＭＳの位置がずれ、基準領域ＭＳａの位置がずれてしまう場合がある。
　次に、ステップＳ５では、ホルダ２４の撮影が行われる。図７に示されるように、マニピュレータ２３をホルダ２４からカメラ２６の撮影視野外まで移動させる。次に、カメラ２６を用いて、ホルダ２４（メッシュ搭載部２５）の撮影を行う。撮影された画像は、画像データＤ２として、搬送装置制御部Ｃ５に記録される。なお、画像データＤ２は、メッシュＭＳがメッシュ押さえＭＳＨによってホルダ２４に固定された状態におけるメッシュＭＳおよびホルダ２４の位置関係の情報の一部として扱われる。
　図９には、画像データＤ２の一例が示されている。ここでは、メッシュ押さえＭＳＨによってメッシュＭＳの位置がずれた状態が示されている。
　また、図１０は、ステップＳ３において取得した画像データＤ１（固定前）と、ステップＳ５において取得した画像データＤ２（固定後）とを記録した記録表である。画像データＤ１および画像データＤ２には、各メッシュＭＳの識別情報（ＩＤ）および各ホルダ２４の番号（ＮＯ）が紐づけられている。このような記録表は、搬送装置制御部Ｃ５において保存される。これにより、所定のメッシュＭＳおよびホルダ２４が、どの画像データＤ１および画像データＤ２に対応しているのかを管理できる。
　次に、ステップＳ６では、ホルダ２４の移送が行われる。メッシュＭＳには試料が搭載され、ホルダ２４にはメッシュＭＳが固定されている。この状態で、ホルダ２４を搬送装置２から荷電粒子線装置３へ移送し、ホルダ２４をステージ３６に固定する。
　＜＜位置情報出力機能＞＞
　以下に、搬送装置２が備える位置情報出力機能について説明する。
　ステップＳ７では、画像データＤ１および画像データＤ２が搬送装置２から荷電粒子線装置３へ出力される。搬送装置制御部Ｃ５に記録されている画像データＤ１および画像データＤ２は、メッシュＭＳおよびホルダ２４の位置関係の情報の一部として、総合制御部Ｃ０の画像処理部Ｃ６へ出力される。
　＜＜シフト量の算出機能＞＞
　ステップＳ８では、メッシュＭＳのシフト量の算出が行われる。実施の形態１では、画像処理部Ｃ６が荷電粒子線装置３の総合制御部Ｃ０に備えられているので、シフト量の算出機能は、荷電粒子線装置３に備えられている。
　総合制御部Ｃ０の画像処理部Ｃ６は、画像データＤ１および画像データＤ２を比較し、画像データＤ２のメッシュＭＳの位置が画像データＤ１のメッシュＭＳの位置からどの程度ずれているかを示すシフト量を算出できる。
　シフト量の算出手段の一例として、メッシュＭＳの基準領域ＭＳａを用いる手段が挙げられる。例えば図８および図９を用いて、画像データＤ２の基準領域ＭＳａの位置が画像データＤ１の基準領域ＭＳａの位置からどの程度ずれているかを測定する。すなわち、平面視におけるＸ方向およびＹ方向の移動量（ΔＸ、ΔＹ）と、平面視における回転角（Δφ）とを測定する。これらのΔＸ、ΔＹおよびΔφの値が、シフト量として算出される。
　なお、実施の形態１における基準領域ＭＳａは、基準領域ＭＳａの周囲の格子と異なる形状である領域であり、メッシュＭＳの中央部付近に形成されている。しかし、基準領域ＭＳａは、メッシュＭＳのうち何処の座標に相当するのかを特定できる領域であればよい。例えば、格子を囲む領域など、メッシュＭＳの外周部に形成された特定のマークを、基準領域ＭＳａとして使用することもできる。また、メッシュＭＳには、１つの基準領域ＭＳａだけでなく、複数の基準領域ＭＳａが形成されていてもよい。複数の基準領域ＭＳａを用いることで、より精度の高いシフト量を算出できる。
　図１１は、ステップＳ８において取得されたシフト量を記録した記録表である。シフト量の情報には、画像データＤ１および画像データＤ２と同様に、各メッシュＭＳの識別情報（ＩＤ）および各ホルダ２４の番号（ＮＯ）が紐づけられている。このような記録表は、画像処理部Ｃ６または総合制御部Ｃ０において保存される。図１０および図１１の各々の記録表によって、所定のメッシュＭＳおよびホルダ２４が、どのシフト量、画像データＤ１および画像データＤ２に対応しているのかを管理できる。
　また、シフト量の算出手段の他の例として、画面マッチング技術を用いる手段が挙げられる。この場合、画像処理部Ｃ６が、画面マッチング技術を有する。画面マッチング技術では、画像データＤ２のメッシュＭＳの形状と、画像データＤ１のメッシュＭＳの形状とが比較され、これらの形状の違いを位置データとして算出することで、シフト量が取得される。
　ステップＳ９では、荷電粒子線装置３において、シフト量がステージ３６のオフセット値として設定される。ステップＳ８で取得されたシフト量は、ステージ制御部Ｃ４へ出力され、ステージ制御部Ｃ４は、シフト量に基づいてステージ３６の座標を設定する。なお、上述のように、総合制御部Ｃ０は、ステージ制御部Ｃ４を含む各制御部を統括している。従って、総合制御部Ｃ０が、シフト量に基づいてステージ３６の座標を設定している、とも言える。その後、試料に対して電子銃３１から電子線を照射することで、試料の観察が行われる。
　上述のように、観察対象となる試料を荷電粒子線装置３によって観察する前に、メッシュＭＳの基準領域ＭＳａを探索する工程が必要であった。また、仮にホルダ２４に対してメッシュＭＳを高精度に搭載できたとしても、メッシュＭＳ上にメッシュ押さえＭＳＨを設置する際に、メッシュＭＳの位置がずれてしまうので、結局、基準領域ＭＳａの探索工程を省略できないという問題があった。
　これらに対して、実施の形態１では、試料の観察時には、シフト量に基づいてステージ３６の座標が設定されている。従って、基準領域ＭＳａの探索工程を省略し、迅速に所望の試料を撮影視野に入れることができる。すなわち、試料の観察スループットを短縮することができる。
　また、ステップＳ２において、ホルダ２４に対してメッシュＭＳが高精度に搭載されているが、実施の形態１の技術を用いれば、メッシュＭＳの搭載精度が低くても、大きな問題にはならない。すなわち、ステップＳ２の画像データＤ１およびステップＳ４の画像データＤ２を基にして、ステップＳ８においてシフト量が算出されるので、メッシュＭＳの搭載精度に依らず、所望の試料が正しい撮影視野に入るように、ステージ３６を制御することができる。
　なお、実施の形態１では、ステップＳ６がステップＳ７～Ｓ９の前に行われているが、ステップＳ６は、ステップＳ７の後、ステップＳ８の後またはステップＳ９の後に行われてもよい。上述のように、シフト量の情報、画像データＤ１および画像データＤ２には、各メッシュＭＳの識別情報（ＩＤ）および各ホルダ２４の番号（ＮＯ）が紐づけられている。それ故、ホルダ２４をステージ３６に固定するタイミングは、シフト量、画像データＤ１および画像データＤ２などの各情報の処理の前後であっても問題はない。すなわち、試料に電子線を照射する前に、ステージ３６の座標がシフト量を反映したものになっていればよい。
　＜＜解析機能＞＞
　荷電粒子線装置３は、試料を解析するための解析機能を備える。ステップＳ９の後、荷電粒子線装置３の解析機能によって試料の観察が行われる。
　電子銃３１から放出された電子線は、照射レンズ３２によって集束され、メッシュＭＳに搭載された試料へ照射される。試料を透過した透過電子線は、対物レンズ３３によって結像され、結像された透過像は、投射レンズ３４によって拡大される。
　検出器３５が蛍光板である場合、結像および拡大された透過像は、蛍光板上に投影され、検出部制御部Ｃ３または総合制御部Ｃ０において画像データとして記録される。取得された画像データは、ディスプレイ４１上において表示され、ユーザは、試料の詳細な構造を確認できる。
　（変形例）
　以下に、実施の形態１における変形例について説明する。
　実施の形態１のステップＳ３では、カメラ２６を用いてメッシュＭＳおよびホルダ２４の位置関係が撮影され、撮影された画像は、画像データＤ１として記録されていた。変形例では、ステップＳ３での撮影を省略し、搬送装置２の内部または外部において予め撮影されたものが、画像データＤ１として使用される。
　なお、変形例における画像データＤ１も、実施の形態１と同様に、メッシュＭＳがホルダ２４に設置された状態を示す画像データである。
　例えば、図１に示されるように、メッシュ保持容器２２には、複数のメッシュＭＳが保管されている。これらのメッシュＭＳには、それぞれ同じような形状の試料が搭載されている。従って、１枚目のメッシュＭＳを撮影した画像データＤ１を、２枚目以降のメッシュＭＳの画像データＤ１として適用できる。このため、２枚目以降の撮影を省略できるので、観察スループットを更に短縮することができる。
　同じような形状の試料を搭載するメッシュＭＳは、搬送装置２において撮影されていなくてもよく、予め、搬送装置２の外部の他の装置において撮影されていてもよい。そのような画像も画像データＤ１として適用できる。
　（実施の形態２）
　以下に図１２および図１３を用いて、実施の形態２における解析システム１を説明する。なお、以下では、主に実施の形態１との相違点について説明する。
　実施の形態１では、画像処理部Ｃ６は、荷電粒子線装置３の総合制御部Ｃ０に含まれていた。実施の形態２では、画像処理部Ｃ６は、搬送装置２の搬送装置制御部Ｃ５に含まれている。それ故、シフト量の算出機能は、搬送装置２に備えられている。
　実施の形態２では、実施の形態１におけるステップＳ７およびステップＳ８の代わりに、ステップＳ１０およびステップＳ１１が実施される。
　ステップＳ１０では、メッシュＭＳのシフト量の算出が行われる。搬送装置２の画像処理部Ｃ６は、画像データＤ１および画像データＤ２を比較し、画像データＤ２のメッシュＭＳの位置が画像データＤ１のメッシュＭＳの位置からどの程度ずれているかを示すシフト量を算出する。シフト量の算出手段としては、実施の形態１と同様に、基準領域ＭＳａの位置のずれから算出する方法、または、画像マッチング技術を用いる方法が適用できる。
　ステップＳ１１では、メッシュＭＳおよびホルダ２４の位置関係の情報の一部として、シフト量、画像データＤ１および画像データＤ２が、搬送装置２の搬送装置制御部Ｃ５から荷電粒子線装置３の総合制御部Ｃ０へ出力される。その後、ステップＳ９において、取得されたシフト量はステージ制御部Ｃ４へ出力され、ステージ制御部Ｃ４は、シフト量に基づいてステージ３６の座標を設定する。
　このように、実施の形態２においても、試料の観察時に基準領域ＭＳａの探索工程を省略することができ、試料の観察スループットを短縮することができる。
　（実施の形態３）
　以下に図１４および図１５を用いて、実施の形態３における解析システム１を説明する。なお、以下では、主に実施の形態１および実施の形態２との相違点について説明する。
　実施の形態３では、画像処理部Ｃ６は、搬送装置２の外部および荷電粒子線装置３の外部に、外部機器として設けられている。また、画像処理部Ｃ６は、搬送装置制御部Ｃ５および総合制御部Ｃ０に電気的に接続され、これらとの通信が可能である。なお、画像処理部Ｃ６も解析システム１の一部を構成する。
　実施の形態３では、実施の形態１におけるステップＳ７およびステップＳ８（実施の形態２におけるステップＳ１０およびステップＳ１１）の代わりに、ステップＳ１２およびステップＳ１３が実施される。
　ステップＳ１２では、外部機器である画像処理部Ｃ６によって、メッシュＭＳのシフト量の算出が行われる。シフト量の算出手段としては、実施の形態１および実施の形態２と同様に、基準領域ＭＳａの位置のずれから算出する方法、または、画像マッチング技術を用いる方法が適用できる。
　ステップＳ１３では、メッシュＭＳおよびホルダ２４の位置関係の情報の一部として、シフト量、画像データＤ１および画像データＤ２が、画像処理部Ｃ６から荷電粒子線装置３の総合制御部Ｃ０へ出力される。その後、ステップＳ９において、取得されたシフト量はステージ制御部Ｃ４へ出力され、ステージ制御部Ｃ４は、シフト量に基づいてステージ３６の座標を設定する。
　このように、実施の形態３においても、試料の観察時に基準領域ＭＳａの探索工程を省略することができ、試料の観察スループットを短縮することができる。
　以上、上記実施の形態に基づいて本発明を具体的に説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
　例えば、上記実施の形態における試料は、主に、半導体基板、半導体素子および配線層のような半導体デバイスであるとして説明したが、試料は、半導体デバイス以外の他分野のデバイスであってもよい。
　また、ステップＳ１～Ｓ１３のような各工程の一部または全部は、ユーザによって行われてもよいし、搬送装置制御部Ｃ５および／または総合制御部Ｃ０に備えられた人工知能によって行われてもよい。
１　　解析システム
２　　搬送装置
３　　荷電粒子線装置
２１　　マニピュレータ
２２　　メッシュ保持容器
２３　　マニピュレータ
２４　　ホルダ
２５　　メッシュ搭載部
２６　　カメラ
３０　　鏡体
３１　　電子銃
３２　　照射レンズ
３３　　対物レンズ
３４　　投射レンズ
３５　　検出器
３６　　ステージ
４０　　入力デバイス
４１　　ディスプレイ
Ｃ０　　総合制御部
Ｃ１　　電子銃制御部
Ｃ２　　レンズ制御部
Ｃ３　　検出器制御部
Ｃ４　　ステージ制御部
Ｃ５　　搬送装置制御部
Ｃ６　　画像処理部
Ｄ１、Ｄ２　　画像データ
ＭＳ　　メッシュ
ＭＳＨ　　メッシュ押さえ
Ｓ１～Ｓ１３　　ステップ

Claims (15)

  1. 　荷電粒子線装置を用いて解析される試料が搭載されたメッシュを保持するためのホルダと、
    　前記メッシュおよび前記ホルダの位置関係の第１情報を取得するための位置情報取得機能と、
    　前記第１情報を前記荷電粒子線装置へ出力するための位置情報出力機能と、
    　を備える、搬送装置。
  2. 　請求項１に記載の搬送装置において、
    　前記メッシュを前記ホルダに固定する場合、前記メッシュが前記ホルダ上に設置された後、前記メッシュが前記ホルダに押し付けられるように、メッシュ押さえが前記メッシュ上に設けられ、
    　前記第１情報は、第２情報および第３情報を含み、
    　前記第２情報は、前記メッシュが前記ホルダ上に設置された状態における前記メッシュおよび前記ホルダの位置関係の情報であり、
    　前記第３情報は、前記メッシュが前記メッシュ押さえによって前記ホルダに固定された状態における前記メッシュおよび前記ホルダの位置関係の情報である、搬送装置。
  3. 　請求項２に記載の搬送装置において、
    　前記第２情報は、前記メッシュが前記ホルダ上に設置された状態を撮影した第１画像データを含み、
    　前記第３情報は、前記メッシュが前記メッシュ押さえによって前記ホルダに固定された状態を撮影した第２画像データを含む、搬送装置。
  4. 　請求項３に記載の搬送装置において、
    　前記ホルダを撮影するためのカメラを更に備え、
    　前記第１画像データおよび前記第２画像データの各々は、前記カメラによって撮影された画像データである、搬送装置。
  5. 　請求項３に記載の搬送装置において、
    　前記ホルダを撮影するためのカメラを更に備え、
    　前記第２画像データは、前記カメラによって撮影された画像データであり、
    　前記第１画像データは、前記搬送装置の内部または外部において予め撮影された画像データである、搬送装置。
  6. 　請求項３に記載の搬送装置において、
    　前記第１画像データおよび前記第２画像データを比較し、前記第２画像データの前記メッシュの位置が前記第１画像データの前記メッシュの位置からどの程度ずれているかを示すシフト量を算出できる画像処理部を更に備え、
    　前記第１情報は、前記シフト量も含む、搬送装置。
  7. 　請求項６に記載の搬送装置において、
    　前記メッシュの一部には、基準領域が形成され、
    　前記シフト量は、前記第２画像データの前記基準領域の位置が前記第１画像データの前記基準領域の位置からどの程度ずれているかを測定することで算出される、搬送装置。
  8. 　請求項６に記載の搬送装置において、
    　前記画像処理部は、画面マッチング技術を有し、
    　前記シフト量は、前記第２画像データの前記メッシュの形状と、前記第１画像データの前記メッシュの形状とを前記画面マッチング技術によって比較することで算出される、搬送装置。
  9. 　試料が搭載されたメッシュを搬送するための搬送装置と、前記試料を解析するための荷電粒子線装置とを備えた解析システムであって、
    　前記搬送装置は、
    　　前記試料が搭載された前記メッシュを保持するためのホルダと、
    　　前記メッシュおよび前記ホルダの位置関係の第１情報を取得可能な第１制御部と、
    　を備え、
    　前記荷電粒子線装置は、
    　　前記試料に電子線を照射するための電子銃と、
    　　前記ホルダを固定するためのステージと、
    　　前記第１制御部に電気的に接続され、且つ、前記電子銃および前記ステージを制御可能な第２制御部と、
    　を備え、
    （ａ）前記メッシュを前記ホルダ上に設置するステップ、
    （ｂ）前記ステップ（ａ）の後、前記メッシュが前記ホルダに押し付けられるように、前記メッシュ上にメッシュ押さえを設けるステップ、
    （ｃ）前記ステップ（ｂ）の後、前記ホルダを前記搬送装置から前記荷電粒子線装置へ移送し、前記ホルダを前記ステージに固定するステップ、
    （ｄ）前記ステップ（ｂ）の後、前記第１情報を、前記第１制御部から前記第２制御部へ出力するステップ、
    （ｅ）前記ステップ（ｄ）の後、前記第１情報に基づいて、前記第２制御部が前記ステージの座標を設定するステップ、
    （ｆ）前記ステップ（ｃ）～（ｅ）の後、前記試料に対して前記電子銃から前記電子線を照射するステップ、
    　を有する、解析システム。
  10. 　請求項９に記載の解析システムにおいて、
    　前記ステップ（ａ）において、前記メッシュが前記ホルダ上に設置された状態における前記メッシュおよび前記ホルダの位置関係の第２情報が、前記第１制御部で取得され、
    　前記ステップ（ｂ）において、前記メッシュが前記メッシュ押さえによって前記ホルダに固定された状態における前記メッシュおよび前記ホルダの位置関係の第３情報が、前記第１制御部で取得され、
    　前記第１情報は、前記第２情報および前記第３情報を含む、解析システム。
  11. 　請求項１０に記載の解析システムにおいて、
    　前記搬送装置は、前記ホルダを撮影するためのカメラを更に備え、
    　前記第２情報は、前記メッシュが前記ホルダ上に設置された状態を撮影した第１画像データを含み、
    　前記第３情報は、前記メッシュが前記メッシュ押さえによって前記ホルダに固定された状態を撮影した第２画像データを含み、
    　前記第２画像データは、前記カメラによって撮影された画像データであり、
    　前記第１画像データは、前記カメラによって撮影された画像データ、または、前記搬送装置の内部または外部において予め撮影された画像データである、解析システム。
  12. 　請求項１１に記載の解析システムにおいて、
    　前記第１画像データおよび前記第２画像データを比較し、前記第２画像データの前記メッシュの位置が前記第１画像データの前記メッシュの位置からどの程度ずれているかを示すシフト量を算出できる画像処理部を更に備え、
    　前記第１情報は、前記シフト量も含む、解析システム。
  13. 　請求項１２に記載の解析システムにおいて、
    　前記画像処理部は、前記第２制御部に含まれている、解析システム。
  14. 　請求項１２に記載の解析システムにおいて、
    　前記画像処理部は、前記第１制御部に含まれている、解析システム。
  15. 　請求項１２に記載の解析システムにおいて、
    　前記画像処理部は、前記搬送装置の外部および前記荷電粒子線装置の外部に設けられ、且つ、前記第１制御部および前記第２制御部に電気的に接続されている、解析システム。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024161507A1 (ja) * 2023-01-31 2024-08-08 株式会社日立ハイテク 搬送方法、搬送装置および解析システム

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61101945A (ja) * 1984-10-24 1986-05-20 Hitachi Ltd 電子顕微鏡の試料ホルダ−
JPH1064473A (ja) * 1996-06-13 1998-03-06 Hitachi Ltd 試料評価・処理観察システム
JP2010257617A (ja) * 2009-04-22 2010-11-11 Hitachi High-Technologies Corp 試料ホールダ，該試料ホールダの使用法、及び荷電粒子装置
JP2011080869A (ja) * 2009-10-07 2011-04-21 Bridgestone Corp 試験片の観察用メッシュ及び試験片の観察方法
JP2014056785A (ja) * 2012-09-14 2014-03-27 Hitachi High-Technologies Corp 荷電粒子線装置及び試料観察方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5783830A (en) * 1996-06-13 1998-07-21 Hitachi, Ltd. Sample evaluation/process observation system and method
NL1022426C2 (nl) * 2003-01-17 2004-07-26 Fei Co Werkwijze voor het vervaardigen en transmissief bestralen van een preparaat alsmede deeltjes optisch systeem.
JP4636897B2 (ja) * 2005-02-18 2011-02-23 株式会社日立ハイテクサイエンスシステムズ 走査電子顕微鏡
JP4205122B2 (ja) 2006-07-19 2009-01-07 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線加工装置
JP2019145304A (ja) * 2018-02-20 2019-08-29 株式会社日立ハイテクサイエンス 荷電粒子ビーム装置、荷電粒子ビーム装置のステージ駆動範囲制限方法およびプログラム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61101945A (ja) * 1984-10-24 1986-05-20 Hitachi Ltd 電子顕微鏡の試料ホルダ−
JPH1064473A (ja) * 1996-06-13 1998-03-06 Hitachi Ltd 試料評価・処理観察システム
JP2010257617A (ja) * 2009-04-22 2010-11-11 Hitachi High-Technologies Corp 試料ホールダ，該試料ホールダの使用法、及び荷電粒子装置
JP2011080869A (ja) * 2009-10-07 2011-04-21 Bridgestone Corp 試験片の観察用メッシュ及び試験片の観察方法
JP2014056785A (ja) * 2012-09-14 2014-03-27 Hitachi High-Technologies Corp 荷電粒子線装置及び試料観察方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024161507A1 (ja) * 2023-01-31 2024-08-08 株式会社日立ハイテク 搬送方法、搬送装置および解析システム

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