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JP2007108042A - Sample analysis method and sample processing apparatus - Google Patents

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JP2007108042A JP2005299923A JP2005299923A JP2007108042A JP 2007108042 A JP2007108042 A JP 2007108042A JP 2005299923 A JP2005299923 A JP 2005299923A JP 2005299923 A JP2005299923 A JP 2005299923A JP 2007108042 A JP2007108042 A JP 2007108042A
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黒田  靖
Norie Yaguchi
紀恵 矢口
Kaoru Umemura
馨 梅村
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Abstract

【課題】FIBによる断面加工や薄片加工に先立って行なわれていたFIBAD膜による試料表面平坦化作業を行なうこと無く、試料表面にFIB照射損傷を与えることなく、SEM試料やSTEM試料を作製する。
【解決手段】試料加工の際に試料表面に作製していた集束イオンビームアシストデポジション(FIBAD)膜の代わりに、対象試料とは別の微小な薄膜の薄板を加工位置に移設固定して保護膜とする。
【選択図】図9
An SEM sample and a STEM sample are produced without performing a sample surface flattening operation using a FIBAD film, which has been performed prior to cross-section processing and thin piece processing by FIB, and without causing FIB irradiation damage to the sample surface.
[Solution] Instead of a focused ion beam assisted deposition (FIBAD) film formed on the sample surface during sample processing, a thin thin film plate different from the target sample is transferred and fixed to the processing position for protection. A membrane.
[Selection] Figure 9

Description

本発明は、集束イオンビームによる試料加工等に関する。例えば、走査電子顕微鏡による断面観察のための試料や(走査型)透過電子顕微鏡用の試料を集束イオンビームによって加工する試料加工方法、試料加工装置及び試料解析方法に関する。   The present invention relates to sample processing using a focused ion beam. For example, the present invention relates to a sample processing method, a sample processing apparatus, and a sample analysis method for processing a sample for cross-sectional observation with a scanning electron microscope or a sample for a (scanning) transmission electron microscope with a focused ion beam.

半導体デバイスや磁性デバイスの微細化は年々進歩し、微細領域の高分解能構造観察や超高感度元素分析には走査電子顕微鏡(以下、SEMと略記)や透過電子顕微鏡(以下、TEMと略記)、走査型透過電子顕微鏡(以下、STEMと略記。また、TEMとSTEMとを代表させて以下STEMと略記する)が不可欠となっている。特に、試料の特定断面についてのSEM観察やSTEM観察には、高精度の断面形成加工技術や薄片試料加工技術が必須である。これを実現するために、集束イオンビーム(以下、FIBと略記)による加工が多用されている。   The miniaturization of semiconductor devices and magnetic devices has progressed year by year, and scanning electron microscopes (hereinafter abbreviated as SEM) and transmission electron microscopes (hereinafter abbreviated as TEM) A scanning transmission electron microscope (hereinafter abbreviated as STEM. TEM and STEM are representatively abbreviated as STEM below) is indispensable. In particular, for SEM observation and STEM observation of a specific cross section of a sample, high-precision cross-section forming technology and thin piece sample processing technology are essential. In order to realize this, processing by a focused ion beam (hereinafter abbreviated as FIB) is frequently used.

FIBを用いた試料断面SEM観察のための加工は次のように行なう。まず、断面加工位置を含む領域にFIBアシステッドデポジション膜(以下、FIBAD膜と略記)を形成する。このFIBAD膜はFIB加工部を含む試料面に有機ガスを噴き付け、膜形成領域にFIB照射すると、有機ガスが分解してガス成分の例えば金属が膜として形成される。FIBAD膜を形成する理由は次にある。表面に凹凸が存在する材料をFIBで断面加工すると、表面凹凸を反映して、元々の試料構造とは無関係な縞状の人工構造が形成される。また、FIBの外周の低電流ビーム(これを裾とも言う)によって、主たる加工領域の周辺がFIBの裾で僅かに削られ、断面と平面の交点部が垂直にならず、削られた部分の情報が欠落する。このような断面をSTEMやSEMで観察すると、本来あるべき形状とは異なった形状が観察される。このような問題を避けるために、試料表面を平坦化する目的でFIBAD膜を形成する。FIBによるTEM試料加工方法については、特許第3547143号公報「試料加工方法」に記載されている。   Processing for specimen cross-sectional SEM observation using FIB is performed as follows. First, an FIB assisted deposition film (hereinafter abbreviated as FIBAD film) is formed in a region including a cross-sectional processing position. This FIBAD film sprays an organic gas onto the sample surface including the FIB processed portion and irradiates the film forming region with FIB, whereby the organic gas is decomposed and a gas component such as a metal is formed as a film. The reason for forming the FIBAD film is as follows. When a material having irregularities on the surface is processed by FIB, a striped artificial structure unrelated to the original sample structure is formed reflecting the irregularities on the surface. Also, the periphery of the main processing area is slightly shaved at the hem of the FIB by the low current beam (also called the hem) on the outer periphery of the FIB, and the intersection of the cross section and the plane is not vertical. Information is missing. When such a cross section is observed by STEM or SEM, a shape different from the original shape is observed. In order to avoid such a problem, a FIBAD film is formed for the purpose of flattening the sample surface. The TEM sample processing method using FIB is described in Japanese Patent No. 3547143, “Sample Processing Method”.

特許第3547143号公報Japanese Patent No. 3547143 特開平5−28950号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-28950

上述したFIBを用いた断面SEMやSTEM観察用の現行の試料加工方法では、試料加工時における試料最表面のFIBによる損傷が顕在化してきた。   In the current sample processing method for cross-sectional SEM and STEM observation using the FIB described above, damage due to FIB on the outermost surface of the sample during sample processing has become apparent.

SEM観察すべき断面でも、TEM観察すべき薄片試料でも、母試料の断面作製の際に、母試料表面の平坦化と表面保護のためにFIBAD膜を形成すると、試料の最表面はFIB照射によって必ず僅かにスパッタ除去されたり、損傷を受けたり、イオン注入されたりして、厳密には母試料表面は元々の構造を保存していない。このため、母試料の最表面の構造や組成の分析に対する信頼性が低下する。FIBAD膜作製時のFIB照射損傷は避けられないため、最表面を無損傷で断面観察するためのSEM試料やSTEM試料を加工することは困難であることが顕在化してきた。たとえ表面にFIBAD膜を付けずに断面を作製するとしても、加工すべき箇所をFIBで探すことで試料の最表面は損傷を受けたり、FIB自身が有する裾(低電流のビーム拡がり)によってビーム走査領域より僅かに広がった周辺が損傷を受け、垂直断面加工を行なったつもりでも表面と断面の交点部は直角ではなく丸みを有するように加工されてしまう。   Whether the cross-section to be observed by SEM or the thin sample to be TEM-observed, if the FIBAD film is formed for the purpose of flattening the surface of the mother sample and protecting the surface of the mother sample, the outermost surface of the sample is exposed by FIB irradiation. Strictly, it is slightly sputtered off, damaged, or ion-implanted, and strictly speaking, the mother sample surface does not preserve the original structure. For this reason, the reliability with respect to the analysis of the structure and composition of the outermost surface of the mother sample is lowered. Since FIB irradiation damage during FIBAD film fabrication is inevitable, it has become apparent that it is difficult to process SEM samples and STEM samples for observing a cross section without damaging the outermost surface. Even if the cross-section is made without the FIBAD film on the surface, the FIB itself is damaged by searching for the location to be processed by the FIB, or the beam is caused by the tail of the FIB itself (low current beam expansion). The periphery slightly wider than the scanning region is damaged, and even if the vertical cross section is intended to be processed, the intersection of the surface and the cross section is processed to have a roundness rather than a right angle.

このような問題点に対して、FIBAD膜を用いずに加工表面に膜形成する方法として、FIBAD膜を形成する前に蒸着膜を形成する方法がある。この場合、(イ)試料を別装置である蒸着装置で処理しなければならないため時間的ロスが大きい。(ロ)観察したい特定のミクロン領域のみに蒸着膜を形成することは容易ではない。特に、大口径のウェハの中の特定ミクロン領域にのみに蒸着膜を施すのは至難の業である。(ハ)対象物が深い凹凸を有する場合、蒸着膜が深い凹部の底まで均一に埋まらないため、FIBで断面加工を行なうと、上述のように断面に縞状の人工構造が形成される等の問題点がある。   As a method for forming such a film on the processing surface without using the FIBAD film, there is a method of forming a vapor deposition film before forming the FIBAD film. In this case, (i) the time loss is large because the sample must be processed by a vapor deposition apparatus which is a separate apparatus. (B) It is not easy to form a deposited film only in a specific micron region to be observed. In particular, it is extremely difficult to apply a deposited film only to a specific micron region in a large-diameter wafer. (C) If the object has deep irregularities, the deposited film will not be uniformly filled up to the bottom of the deep depressions, so if the cross section is processed with FIB, a striped artificial structure is formed in the cross section as described above, etc. There are problems.

つまり、以下の問題点があった。
(1)FIBによる断面加工や薄片加工に先立って行なわれていたFIBAD膜による試料表面平坦化作業を行なうことなく、簡便に表面保護膜を形成する試料加工方法を提供すること、
(2)時間的ロスが少なく、試料の観察最表面がFIB照射損傷受けることない試料加工方法を提供すること、また、
(3)FIBを用いて得られた試料の最表面および表面下の構造を正しく評価できる評価方法を提供すること。
In other words, there were the following problems.
(1) To provide a sample processing method for easily forming a surface protective film without performing a sample surface flattening operation using a FIBAD film, which has been performed prior to cross-section processing and thin piece processing by FIB,
(2) Providing a sample processing method with little time loss and the observation outermost surface of the sample is not damaged by FIB irradiation,
(3) To provide an evaluation method capable of correctly evaluating the outermost surface and the subsurface structure of a sample obtained using FIB.

本発明では、好ましくは、従来、FIB試料加工の際に試料表面に形成していたFIBAD膜の代わりに薄板を用いる。対象試料とは別の薄板を加工位置に移設して保護膜とする。   In the present invention, preferably, a thin plate is used instead of the FIBAD film that has been conventionally formed on the sample surface during FIB sample processing. A thin plate different from the target sample is moved to the processing position to form a protective film.

薄板は試料室内の試料近傍に予め準備しておき、薄板の移設は試料加工装置の試料室に備えつけた微動手段によって行なう。このように移設した薄板と共に直下の試料も同時にFIB加工してSEM観察用試料もしくはSTEM観察用試料を作製する。   The thin plate is prepared in advance in the vicinity of the sample in the sample chamber, and the thin plate is transferred by fine movement means provided in the sample chamber of the sample processing apparatus. The sample directly under the thin plate thus transferred is simultaneously subjected to FIB processing to produce a sample for SEM observation or a sample for STEM observation.

好ましくは、予め真空試料室内に準備した薄板を試料表面に移設する工程と、集束イオンビームを薄板に照射して薄板と共に試料を加工し、薄片試料を作製する工程と、薄片試料を試料から摘出する工程と、薄片試料から薄板を除去する工程と、薄片試料の表面を荷電粒子ビームによって解析する工程とを有する試料解析方法である。ここで、解析とは、観察、計測、分析を意味する。   Preferably, a thin plate prepared in advance in the vacuum sample chamber is transferred to the sample surface, a focused ion beam is irradiated onto the thin plate, the sample is processed together with the thin plate, a thin sample is prepared, and the thin sample is extracted from the sample. And a step of removing the thin plate from the thin piece sample, and a step of analyzing the surface of the thin piece sample with a charged particle beam. Here, analysis means observation, measurement, and analysis.

試料表面に微小異物や微小突起があるときは、それを覆うように薄板を設置する。その場合、薄板は一部の厚みが薄い凹形状を有するものとし、薄板の凹形状が溝形状、矩形面形状、又は略球面とするとよい。試料の加工位置の延長線上にマークを形成し、薄板に予め形成されているマークを試料上に形成されたマークに合わせて試料表面に移設すると都合がよい。   If there are minute foreign matter or minute protrusions on the sample surface, a thin plate is installed to cover them. In that case, it is preferable that the thin plate has a concave shape with a small thickness, and the concave shape of the thin plate is a groove shape, a rectangular surface shape, or a substantially spherical surface. It is convenient to form a mark on the extended line of the processing position of the sample, and to transfer the mark previously formed on the thin plate to the surface of the sample in accordance with the mark formed on the sample.

また、好ましくは、真空試料室内で試料を載置して移動する試料ステ−ジと、集束イオンビームを照射する集束イオンビーム照射光学系と、集束イオンビームの照射によって試料から発生する二次粒子を検出する検出器と、検出器からの信号を用いて試料像を表示する画像表示手段と、集束イオンビームの照射部に形成するデポジション膜の原料ガスを供給するガス供給手段と、真空試料室の内部で薄板を搬送して試料の表面に移設する薄板搬送手段とを有し、薄板は周縁部に位置決め用の開口、突起もしくは切り欠きからなるマークを有することを特徴とする試料加工装置である。マークは、薄板の略中心で交差する直交2直線と薄板端部との4交点、又は上記2直線上で薄板端部に近い箇所に設けられているのが好ましい。   Preferably, a sample stage for moving the sample in the vacuum sample chamber, a focused ion beam irradiation optical system for irradiating the focused ion beam, and secondary particles generated from the sample by irradiation of the focused ion beam , A display unit for displaying a sample image using a signal from the detector, a gas supply unit for supplying a source gas of a deposition film formed on the irradiated portion of the focused ion beam, and a vacuum sample A thin plate transporting means for transporting a thin plate inside the chamber and transferring it to the surface of the sample, and the thin plate has a mark made of a positioning opening, a protrusion or a notch on the peripheral edge. It is. The marks are preferably provided at four intersections between two orthogonal straight lines that intersect at the approximate center of the thin plate and the thin plate end, or at a location near the thin plate end on the two straight lines.

本発明によって、簡便に試料表面を保護することができる。例えば、従来、FIBによる断面観察用試料加工やTEM試料加工に先立って行なわれていたFIBAD膜形成を行なうことなくまた、試料最表面にFIB照射損傷を与えることがないため、試料面含む断面の高分解能評価が可能になる。   According to the present invention, the sample surface can be easily protected. For example, the FIBAD film formation that has been performed prior to the sample processing for cross-sectional observation by FIB and TEM sample processing is not performed, and FIB irradiation damage is not applied to the outermost surface of the sample. High resolution evaluation is possible.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

〔実施例1〕
最初に、図1と図2を用いて本発明の試料加工方法を実現する試料加工装置の構成例について説明する。図1は、本発明による試料加工装置の構成例を示す図である。試料加工装置21は、試料ステージ22に載置した母試料23に対してFIB24を照射するFIB照射光学系25、FIB24の照射部から発生する二次電子や二次イオン等二次粒子を検出する検出器26、FIB照射領域にFIBAD膜を形成するために必要なガスを供給するガス供給手段27を備える。ガス供給手段27はガス照射部が口径50μm程度のノズル28を有しており、FIB照射部に限定してガス供給することができる。母試料23の表面に移設する微小薄板30は薄膜ホールダ31に設置されており、この薄膜ホールダ31は母試料23であるウェーハを直接設置するウェーハホールダ32に設置されていて、必要に応じてFIB視野に移動させ、大きめの薄膜部材から必要な大きさの微小薄板30をFIB24で切除するか、所定の大きさの微小薄板30を準備しておき、これらをプローブ33で母試料23の加工領域に搬送できる。プローブ33は、プローブ微動機構34によって試料室35内で少なくとも3軸(垂直方向、FIBの走査方向に平行な方向と直交する方向)に移動できる。微小試料固定具36は母試料23から摘出した微小試料を固定する部材で、この微小試料固定具36を微小試料固定具ホールダ37に搭載して、必要に応じて傾斜させることができる。ウェーハホールダ32の具体的な構成については図2にて後述する。
[Example 1]
First, a configuration example of a sample processing apparatus that realizes the sample processing method of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a sample processing apparatus according to the present invention. The sample processing apparatus 21 detects secondary particles such as secondary electrons and secondary ions generated from the FIB irradiation optical system 25 that irradiates the FIB 24 to the mother sample 23 placed on the sample stage 22 and the irradiation part of the FIB 24. The detector 26 includes gas supply means 27 for supplying a gas necessary for forming the FIBAD film in the FIB irradiation region. The gas supply means 27 has a nozzle 28 whose diameter is about 50 μm in the gas irradiation section, and can supply gas only to the FIB irradiation section. The thin thin plate 30 to be transferred to the surface of the mother sample 23 is installed in a thin film holder 31, and this thin film holder 31 is installed in a wafer holder 32 that directly installs a wafer that is the mother sample 23. Move to the field of view and cut out the thin plate 30 of a required size from the large thin film member with the FIB 24 or prepare the thin plate 30 of a predetermined size, and use the probe 33 to process the processing region of the mother sample 23 Can be transported. The probe 33 can be moved in the sample chamber 35 by the probe fine movement mechanism 34 in at least three axes (vertical direction, direction orthogonal to the direction parallel to the FIB scanning direction). The micro sample fixture 36 is a member for fixing a micro sample extracted from the mother sample 23. The micro sample fixture 36 can be mounted on the micro sample fixture holder 37 and tilted as necessary. A specific configuration of the wafer holder 32 will be described later with reference to FIG.

母試料23の表面や加工断面はSEM光学系39によって観察し、SEM像を表示手段40に表示できる。各部の制御は、中央制御装置47と連結されたSEM制御装置41、プローブ制御装置42、FIB制御装置43、ガス供給制御装置44、二次電子検出制御装置45、ステージ制御装置46によって行われる。中央制御装置47は、各機構系を移動させるなどの命令を下す機能、及び各部からのデータを集積し、演算や記憶を行う機能などを有している。装置構成は図1に限るものではなく、集束イオンビーム照射光学系の光学軸は、試料移動ステージ面に対して常に傾斜状態にあってもよい。   The surface and processed cross section of the mother sample 23 can be observed by the SEM optical system 39 and the SEM image can be displayed on the display means 40. Control of each part is performed by the SEM control device 41, the probe control device 42, the FIB control device 43, the gas supply control device 44, the secondary electron detection control device 45, and the stage control device 46 connected to the central control device 47. The central control device 47 has a function of giving a command such as moving each mechanism system, and a function of accumulating data from each unit to perform calculation and storage. The configuration of the apparatus is not limited to that shown in FIG. 1, and the optical axis of the focused ion beam irradiation optical system may always be inclined with respect to the sample moving stage surface.

次に、薄膜ホールダ等を搭載するウェーハホールダ32について図2で説明する。ここで用いた母試料23は直径300mmのシリコンウェーハであり、試料室35内で移動可能な試料ステージ22に着脱できるウェーハホールダ32に載置されている。ウェーハホールダ32には、母試料23以外に、微小試料固定具36を設置する微小試料固定具ホールダ37と、移設用の微細薄膜又はこの微細薄膜を切除できる薄膜部材30を保持する薄膜ホールダ31が搭載される。微小試料固定具ホールダ37はホールダデッキ38上に搭載されている。本実施例では5個搭載されており、ホールダデッキ38は直結された小型モータないし傾斜機構39によって傾斜でき、実質的に微小試料を傾斜させることができる。この構造により、摘出した微小試料の加工面をFIBもしくはSEMで観察したり、加工面をさらに自在に加工したりすることができる。   Next, a wafer holder 32 on which a thin film holder or the like is mounted will be described with reference to FIG. The mother sample 23 used here is a silicon wafer having a diameter of 300 mm, and is placed on a wafer holder 32 that can be attached to and detached from the sample stage 22 that is movable in the sample chamber 35. In addition to the mother sample 23, the wafer holder 32 includes a micro sample fixture holder 37 for installing a micro sample fixture 36, and a thin film holder 31 for holding a transfer thin film or a thin film member 30 capable of excising the thin film. Installed. The micro sample fixture holder 37 is mounted on a holder deck 38. In this embodiment, five are mounted, and the holder deck 38 can be tilted by a directly connected small motor or tilting mechanism 39, and a minute sample can be tilted substantially. With this structure, the processed surface of the extracted micro sample can be observed by FIB or SEM, and the processed surface can be further freely processed.

微小試料固定具ホールダ37には微小試料固定具36が一個、もしくは複数個搭載でき、さらに、各微小試料固定具36にも複数の微小試料が固定できるため、ホールダデッキ38には合計多数個の微小試料が搭載できる。具体的数値として、各微小試料固定具36には5個ずつの微小試料が固定されていて、この微小試料固定具36を搭載した微小試料固定具ホールダ37が5個、ホールダデッキ38に設置されていて、ホールダデッキの1度のローディングにより、25個の微小試料を摘出、加工を行なうことができる。また、薄膜部材30は、ウェーハホールダ32上に着脱可能に設置された薄膜部材ホールダ31に固定されている。保護用薄膜は、プローブを利用して薄膜部材30から必要に応じて切除し、母試料23の所望の位置に移設することができる。   One or a plurality of micro sample fixtures 36 can be mounted on the micro sample fixture holder 37, and a plurality of micro samples can be fixed to each micro sample fixture 36. A small sample can be mounted. As specific numerical values, five micro samples are fixed to each micro sample fixture 36, and five micro sample fixture holders 37 on which the micro sample fixtures 36 are mounted are installed on the holder deck 38. In addition, 25 minute samples can be extracted and processed by one loading of the holder deck. The thin film member 30 is fixed to a thin film member holder 31 that is detachably installed on the wafer holder 32. The protective thin film can be excised from the thin film member 30 as necessary using a probe and transferred to a desired position of the mother sample 23.

薄膜部材30の具体例を図3に示す。図3(a)は複数種の大きさの微小薄板部材が実装された例を示し、移送すべき微細薄膜となる移設薄膜部51a,51b,51c,51dと、分離しやすいように事前に設けた開口部52と、FIBによる切りシロとなる切取り部53から構成される。薄膜部材30の具体的寸法は縦4mm、横5mm、厚さ1μm程度で、撓みを防ぐために薄膜部材30の裏面の適所に補強用のリム(図示せず)を配している。素材は銅や白金のような金属でも良いし、シリコンでもよく、半導体プロセスなどを用いて作製する。開口部52の幅を1〜2μm程度とし、また、切取り部53は1〜2μm程度としておくと、FIBによる切除時間が数10秒で済み、切除前にプローブを移設薄膜部51の隅に固定しておくことにより、1分程度で微小薄板を分離できる。薄膜部材は数多くの移設用の微小薄板が実装できるように構成されており、図3(a)はその一例に過ぎない。   A specific example of the thin film member 30 is shown in FIG. FIG. 3 (a) shows an example in which a plurality of types of micro thin plate members are mounted, and the transfer thin film portions 51a, 51b, 51c, 51d to be transferred are provided in advance so as to be easily separated. And an opening portion 52 and a cutout portion 53 that becomes a cutting edge by FIB. The specific dimensions of the thin film member 30 are 4 mm in length, 5 mm in width, and about 1 μm in thickness, and a reinforcing rim (not shown) is disposed at an appropriate position on the back surface of the thin film member 30 in order to prevent bending. The material may be a metal such as copper or platinum, or silicon, and is manufactured using a semiconductor process or the like. If the width of the opening 52 is set to about 1 to 2 μm and the cutout portion 53 is set to about 1 to 2 μm, the excision time by FIB is several tens of seconds, and the probe is fixed to the corner of the transfer thin film unit 51 before excision. By doing so, the minute thin plate can be separated in about 1 minute. The thin film member is configured so that a large number of small thin plates for transfer can be mounted, and FIG. 3 (a) is merely an example.

図3(b)は、移設薄膜部51aと51bを薄膜部材30から摘出している様子を示している。例えば、移送薄膜部51aについて説明すると、まず、移送薄膜部51aの一端56をFIBで切除し、次に移送薄膜部51aの終端部付近にプローブ54aを接触させ、その先端部と移送薄膜部51aをFIBAD膜55aで接続する。次に、微小薄板の所望の長さに相当する位置57にFIBを照射して切断する。移送薄膜部51aの場合、幅が3μmであるため、FIB照射による切断は1分程度で完了する。これにより移送薄膜部51aは薄膜部材30から完全分離でき、プローブ54aによる移動により移送薄膜部51aを所望の場所に搬送することができる。同様に、移送薄膜部51bについても上述の手順により搬送でき、試料の所望に位置に移設することができる。図1では本発明による試料加工装置の構成例として、集束イオンビーム照射光学系が試料移動ステージと垂直な関係となる場合を含む構成例を示した。   FIG. 3B shows a state where the transfer thin film portions 51 a and 51 b are extracted from the thin film member 30. For example, the transfer thin film portion 51a will be described. First, one end 56 of the transfer thin film portion 51a is excised with FIB, and then the probe 54a is brought into contact with the vicinity of the end portion of the transfer thin film portion 51a, and the tip portion and the transfer thin film portion 51a are contacted. Are connected by the FIBAD film 55a. Next, the FIB is irradiated to the position 57 corresponding to the desired length of the fine thin plate and cut. In the case of the transfer thin film part 51a, since the width is 3 μm, the cutting by FIB irradiation is completed in about 1 minute. Thereby, the transfer thin film portion 51a can be completely separated from the thin film member 30, and the transfer thin film portion 51a can be transported to a desired place by the movement by the probe 54a. Similarly, the transfer thin film portion 51b can be transported by the above-described procedure, and can be moved to a desired position of the sample. FIG. 1 shows an example of the configuration of the sample processing apparatus according to the present invention, including the case where the focused ion beam irradiation optical system is perpendicular to the sample moving stage.

ここで本発明に類似した公知例を示し、本発明との相違を明確にしておく。特開平5−28950号公報(特許文献2)には、真空中で可動マスクを利用して観察用断面を加工する方法が開示されている。図18により説明する。特許文献2の目的は、断面加工の加工位置精度を向上させ、微細なデバイスの所望位置の断面を形成すること、そして該断面の構造を観察可能とすることである。これを実現するために特許文献2では、FIB501によって試料502に所望の断面を形成する加工方法において、まず大電流のFIB501で角孔503を加工し(図5(a))、続いて、真空中において移動可能で、結晶の劈開面などを端面とした可動マスク504をマニピュレータ505で所望断面に近接させて設置し(図5(b))、微細なFIB501’によって可動マスク504の直線的な端面に沿って走査して仕上げを行なう(図18(c))。このような方法によってクリアな断面506が得られるとしている(図18(d))。   Here, known examples similar to the present invention will be shown to clarify differences from the present invention. Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-28950 (Patent Document 2) discloses a method of processing a cross section for observation using a movable mask in a vacuum. This will be described with reference to FIG. The purpose of Patent Document 2 is to improve the processing position accuracy of cross-section processing, to form a cross-section at a desired position of a fine device, and to observe the structure of the cross-section. In order to realize this, in Patent Document 2, in the processing method of forming a desired cross section in the sample 502 by the FIB 501, first, the square hole 503 is processed by the FIB 501 having a large current (FIG. 5A), and then the vacuum. A movable mask 504 that is movable inside and has a cleaved surface of the crystal as an end face is placed close to a desired cross section by a manipulator 505 (FIG. 5B), and the linear of the movable mask 504 is formed by a fine FIB 501 ′. Finishing is performed by scanning along the end face (FIG. 18C). It is assumed that a clear cross-section 506 is obtained by such a method (FIG. 18D).

一方、本発明は以下の点で特許文献2と異なる。(1)本発明は、薄板を試料表面に移動させたのち、FIBによって断面加工を施すが、その際、薄板(特許文献2では可動マスク)の端面を利用することはせず、薄板と共に母試料も同時にFIB加工する。つまり、薄板と薄板下の試料を同時に加工する点において本発明は特許文献2とは全く異なり、本発明による薄板は必ずしも直線的端面を有する必要はなく、矩形形状である必要もない。(2)本発明の薄膜は搬送用のプローブに常に接続されているのではなく、必要時にプローブと接続し、不要となった場合や母試料の表面に固定された場合は接続を外す。また、(3)本発明における薄板はFIBによる断面仕上げ加工時のみに使用するのではなく、最初の粗加工から用いる。このような点で、本発明は特許文献2とは根本的に異なる。   On the other hand, the present invention differs from Patent Document 2 in the following points. (1) In the present invention, the thin plate is moved to the sample surface, and then the cross section is processed by FIB. At that time, the end face of the thin plate (movable mask in Patent Document 2) is not used, and the mother plate is used together with the thin plate. Samples are also FIB processed at the same time. That is, the present invention is completely different from Patent Document 2 in that the thin plate and the sample under the thin plate are processed at the same time, and the thin plate according to the present invention does not necessarily have a linear end surface and does not need to have a rectangular shape. (2) The thin film of the present invention is not always connected to the probe for conveyance, but is connected to the probe when necessary, and is disconnected when it becomes unnecessary or fixed on the surface of the mother sample. (3) The thin plate in the present invention is not used only at the time of cross-section finishing by FIB, but is used from the first roughing. In this respect, the present invention is fundamentally different from Patent Document 2.

〔実施例2〕
本発明による試料加工方法の典型的な実施例として、以下、図4を用いて試料加工方法の手順について説明する。
(i) 図4(a)に示すように、まず、予め移設すべき薄板を加工する。これはTEM試料を作成する直前に同じ環境下で作成しても良いし、別の方法で作成しておいた部材81を試料室に持込んでおいても良い。ここでは、試料の近くでFIBによって作成する例を示した。移設する薄板の大きさは2×10μm、厚さ0.5μmとして、まず200×200μm、厚さ0.5μmの部材81に対してFIB82を走査して『コ』の字の形の溝83を開けることで、幅2μm、長さ10μmの片持ち梁84を作成しておく。ここで用いた部材81の素材はシリコンである。勿論、大きさ、素材はこの例に限定されるものではない。
[Example 2]
As a typical embodiment of the sample processing method according to the present invention, the procedure of the sample processing method will be described below with reference to FIG.
(i) As shown in FIG. 4A, first, a thin plate to be transferred is processed in advance. This may be created in the same environment immediately before creating the TEM sample, or the member 81 created by another method may be brought into the sample chamber. Here, an example is shown in which FIB is created near the sample. The size of the thin plate to be transferred is 2 × 10 μm and the thickness is 0.5 μm. First, the FIB 82 is scanned with respect to the member 81 having a thickness of 200 × 200 μm and a thickness of 0.5 μm to form a groove 83 having a “U” shape. By opening, a cantilever 84 having a width of 2 μm and a length of 10 μm is created. The material of the member 81 used here is silicon. Of course, the size and material are not limited to this example.

(ii) 次に、図4(b)に示すように、観察対象の母試料となる試料85の目的位置を含んで、従来のマイクロサンプリング法と同様に、一点の支持部86で支えられた楔型微小試料87をFIB88,88’による穴加工により作成する。具体的大きさは、幅4μm、長さ15μm、深さ(試料の高さ)15μm程度となるように、母試料85に対して垂直、傾斜方向から入射させたFIB88,88’で作成した。 (ii) Next, as shown in FIG. 4B, the target position of the sample 85 that is the mother sample to be observed is included and supported by a single support portion 86 as in the conventional microsampling method. A wedge-shaped micro sample 87 is prepared by drilling with FIB 88, 88 '. The specific size was made of FIBs 88 and 88 'that were incident on the mother sample 85 from the vertical and inclined directions so that the width was about 4 μm, the length was about 15 μm, and the depth (the height of the sample) was about 15 μm.

(iii) 次に、図4(c)に示すように、先に作成した片持ち梁84の先端部にプローブ89を接触させ、プローブ89先端が片持ち梁84の先端部に固定されるようにFIBAD膜90を形成する。プローブ89の固定後、片持ち梁84の他端91をFIB照射して矩形の微細薄板92を切除する。 (iii) Next, as shown in FIG. 4 (c), the probe 89 is brought into contact with the tip of the cantilever beam 84 created earlier so that the tip of the probe 89 is fixed to the tip of the cantilever 84. Then, the FIBAD film 90 is formed. After fixing the probe 89, the other end 91 of the cantilever 84 is irradiated with FIB to cut out the rectangular fine thin plate 92.

(iv) 図4(d)に示すように、上記の作業により、移送すべき微細な矩形の薄板92が分離でき、プローブ89の移動によって目的位置に移送できる。 (iv) As shown in FIG. 4 (d), the fine rectangular thin plate 92 to be transferred can be separated by the above operation and transferred to the target position by the movement of the probe 89.

(v) 図4(e)に示すように、先に作成した楔型の微小試料87の表面に、プローブ89を移動させることで薄板92を接触させる。この時、薄板92の一部と試料表面に掛けてFIBAD膜93を形成し、薄板92と微小試料87を一体化させる。 (v) As shown in FIG. 4E, the thin plate 92 is brought into contact by moving the probe 89 to the surface of the wedge-shaped micro sample 87 prepared previously. At this time, the FIBAD film 93 is formed on a part of the thin plate 92 and the sample surface, and the thin plate 92 and the micro sample 87 are integrated.

(vi) 次に、図4(f)に示すように、微小試料87を支持している支持部86にFIBを照射して支持部86を切断し、微小試料94を母試料である試料85から分離・摘出する。 (vi) Next, as shown in FIG. 4 (f), the support portion 86 supporting the micro sample 87 is irradiated with FIB to cut the support portion 86, and the micro sample 94 is a sample 85 which is a mother sample. Separate and extract from

(vii) 図4(g)に示すように、摘出した微小試料87を、プローブ89と試料ステージの移動により、微小試料固定具95の上面に搬送し、接触させる。接触後、微小試料94と微小試料固定具95をFIBAD膜96,96’によって固定する。その後、プローブ89先端にFIB照射して微小試料87とプローブ89を完全分離する。これらの作業によって、微小試料87は微小試料固定具95に自立することができる。 (vii) As shown in FIG. 4G, the extracted micro sample 87 is transported to and brought into contact with the upper surface of the micro sample fixture 95 by moving the probe 89 and the sample stage. After the contact, the micro sample 94 and the micro sample fixture 95 are fixed by the FIBAD films 96 and 96 '. Thereafter, the tip of the probe 89 is irradiated with FIB to completely separate the micro sample 87 and the probe 89 from each other. By these operations, the micro sample 87 can stand on the micro sample fixture 95.

(viii) 図4(h)に示すように、最後に、移設した薄板92と共に、予め敷設したマークを基準に両サイドをFIBによって除去して観察薄膜部97を形成してSTEM試料が完成する。 (viii) Finally, as shown in FIG. 4 (h), together with the transferred thin plate 92, both sides are removed by FIB with reference to the pre-laid mark to form the observation thin film portion 97, thereby completing the STEM sample. .

薄板の移送方法は上記の方法に限定されることはなく、図5に示した方法でもよい。図5(a)は、移設される薄板211を複数枚備えた薄板組210で、其々の薄板211は支持部212のみで支えられ、薄板211の間は空間213になっている。薄板組210は移動可能なプローブ214の先端に予め固定されている。必要に応じてプローブ214を試料215の所望の位置に移動させ、接触もしくは近接させて支持部212をFIBによって切断する。これにより、薄板211は薄板組210から分離され、試料215に試料表面保護の役割を果たす薄板211aとして移設される。図5(b)における符号212’はFIBによる切断部を示している。)   The method for transferring the thin plate is not limited to the above method, and may be the method shown in FIG. FIG. 5A shows a thin plate assembly 210 having a plurality of thin plates 211 to be transferred. Each thin plate 211 is supported only by a support portion 212, and a space 213 is formed between the thin plates 211. The thin plate assembly 210 is fixed in advance to the tip of the movable probe 214. If necessary, the probe 214 is moved to a desired position of the sample 215 and brought into contact with or in proximity to the support 212 to be cut by the FIB. As a result, the thin plate 211 is separated from the thin plate set 210 and transferred to the sample 215 as a thin plate 211 a that plays a role of protecting the sample surface. Reference numeral 212 ′ in FIG. 5B indicates a cut portion by FIB. )

また、図5(c)は薄板が複数個利用できる別の例である。本例は比較的大きな薄板基板216がプローブ214の先端に固定された形態で、必要に応じて試料215の所望位置にプローブ214で移動させ、接触もしくは近接させて所望の大きさの薄板をFIBによって切断する手法である。図5(d)は、薄板基板から所望の大きさの薄板211bを符号217で示されるFIB切断部で分離し、切断分離された薄板211bを所望位置に設置した状態を示している。このような手法、手段によって、矩形に限らず所望の形状で所望の大きさの薄板を試料上の所望位置に移設することができる。   FIG. 5C shows another example in which a plurality of thin plates can be used. In this example, a relatively large thin plate substrate 216 is fixed to the tip of the probe 214. If necessary, the probe 214 is moved to a desired position of the sample 215 and brought into contact with or brought close to the thin plate of a desired size. It is a technique to cut by. FIG. 5D shows a state in which the thin plate 211b having a desired size is separated from the thin plate substrate by the FIB cutting unit denoted by reference numeral 217, and the cut and separated thin plate 211b is installed at a desired position. By such a method and means, a thin plate having a desired shape and a desired shape can be transferred to a desired position on the sample.

図6は、上述の薄板移設方法を用いて、試料の注目部の周囲を加工する方法について説明する図である。   FIG. 6 is a diagram for explaining a method of processing the periphery of the target portion of the sample using the above-described thin plate transfer method.

図6(a)は、半導体デバイスにおけるある深さの平面を示し、プラグ221が格子点状に集積した試料220の平面図である。注目する欠陥プラグ222に対して位置特定用のマーク223を公知の技術で施した様子を示している。   FIG. 6A is a plan view of a sample 220 in which plugs 221 are integrated in a lattice point shape, showing a plane at a certain depth in a semiconductor device. A state in which a mark 223 for specifying a position is applied to a defective plug 222 of interest by a known technique is shown.

図6(b)において、プローブ支持部228の先端に保持した薄板224を注目部上方に移動させる。薄板には、複数のマーク225が設けられているため、マーク225と試料上のマーク223が一致するように薄板224位置を調整する。このようにすることで、薄板のマークを通る直交2直線の交点の直下に注目部があることになる。マークの位置関係が崩れないようにして薄板を試料面に接着させる。   In FIG. 6B, the thin plate 224 held at the tip of the probe support portion 228 is moved above the target portion. Since the thin plate is provided with a plurality of marks 225, the position of the thin plate 224 is adjusted so that the mark 225 coincides with the mark 223 on the sample. By doing in this way, an attention part will be right under the intersection of two perpendicular lines which pass through a mark of a thin board. A thin plate is adhered to the sample surface so that the positional relationship of the marks is not broken.

図6(c)では、薄板224上のマークを残して両側をFIBによって凹孔226を加工している様子を示している。2個の凹孔226のうち、少なくとも一方の断面に対して斜めに照射することで、2個の凹孔226は注目部の深部で交差する。このような斜めに照射するためには、試料ステージを傾斜すればよく、本例の場合は2個のマーク225を通る軸を傾斜軸として試料傾斜して孔の深部に溝加工すればよい。   FIG. 6C shows a state in which the concave holes 226 are processed by FIB on both sides, leaving marks on the thin plate 224. By irradiating obliquely with respect to at least one of the two concave holes 226, the two concave holes 226 intersect at a deep portion of the target portion. In order to irradiate in such an oblique direction, the sample stage may be inclined, and in the case of this example, the sample may be inclined with the axis passing through the two marks 225 as the inclination axis and grooved in the deep part of the hole.

図6(d)では更に、両凹孔226に重なるように試料面に垂直に孔227を開けることで注目部を含む微小試料が元の試料220から分離できる。   Further, in FIG. 6D, a micro sample including the target portion can be separated from the original sample 220 by opening a hole 227 perpendicular to the sample surface so as to overlap both the concave holes 226.

このように、試料面に従来のFIBAD膜ではなく薄板を設置したため、FIB照射損傷が無く、試料本来の形状を観察することがきる。ただし、図6(a)から図6(b)に至る薄板224を設置するまでの僅かな時間、試料表面はFIB照射を受ける。この場合、装置に光学顕微鏡もしくは走査電子顕微鏡が付設されていれば、このような顕微鏡で大雑把な移動をさせて目標位置を覆うことが良い。この方法が取れない場合には、以下に説明する実施例3の方法に従うのが良い。   Thus, since a thin plate is installed on the sample surface instead of the conventional FIBAD film, the original shape of the sample can be observed without any FIB irradiation damage. However, the sample surface is subjected to FIB irradiation for a short time until the thin plate 224 from FIG. 6A to FIG. 6B is installed. In this case, if an optical microscope or a scanning electron microscope is attached to the apparatus, the target position may be covered by roughly moving with such a microscope. When this method cannot be taken, it is preferable to follow the method of the third embodiment described below.

〔実施例3〕
図7に、本発明の一実施例である薄板の別の固定方法を示す。ここでは試料表面にFIBを照射したくない場合、特に観察場所が特定されている場合の方法について説明する。
Example 3
FIG. 7 shows another thin plate fixing method according to an embodiment of the present invention. Here, a description will be given of a method when it is not desired to irradiate the sample surface with FIB, particularly when an observation place is specified.

(i) 図7(a)に示すように、試料表面にFIBを照射し、試料表面の構造やマーキングから特定の観察場所231を探す。この時、上記特定の観察場所231がFIB照射領域232(観察視野)に入らないようにする。これは、観察場所231からFIB照射寸法以上離れた特定の構造やマーキングなどの座標を光学顕微鏡やSEMあるいはCAD情報等で調べておき、これらの座標をステージ移動させることで注目する観察領域は視野外に位置することができる。 (i) As shown in FIG. 7A, the sample surface is irradiated with FIB, and a specific observation place 231 is searched from the structure and markings of the sample surface. At this time, the specific observation place 231 is prevented from entering the FIB irradiation region 232 (observation visual field). This is because a specific structure or marking coordinates that are more than the FIB irradiation dimension away from the observation location 231 are examined with an optical microscope, SEM, CAD information, etc., and the observation area to be noticed is moved by moving the stage on the field of view. Can be located outside.

(ii) 次に、図7(b)に示すように、観察場所の座標と特定構造の座標差分(オフセット分)を考慮して微細薄板235を固定したプローブ234を移動させ、FIB照射領域232の外にある観察場所231を内包するように、試料表面に接触させる。接触後、FIB照射領域232内にある微細薄板235の一部と試料表面に掛けてFIBAD膜236を形成し、薄板235と試料とを一体化させる。その後、プローブ234の先端にFIB照射して微小薄板235とプローブ234を完全分離する。 (ii) Next, as shown in FIG. 7B, the FIB irradiation region 232 is moved by moving the probe 234 to which the fine thin plate 235 is fixed in consideration of the coordinate of the observation place and the coordinate difference (offset) between the specific structure. Is brought into contact with the sample surface so as to enclose the observation place 231 outside. After the contact, the FIBAD film 236 is formed on a part of the fine thin plate 235 in the FIB irradiation region 232 and the sample surface, and the thin plate 235 and the sample are integrated. Thereafter, the tip of the probe 234 is irradiated with FIB to completely separate the fine thin plate 235 and the probe 234.

(iii) 次に、図7(c)に示すように、試料ステージとプローブ234の同速度の移動により観察場所231がFIB照射領域232内に入るようにする。もしくは、FIB照射領域232をイメージシフトして、観察場所231がFIB照射領域232内に入るようにした後に、微小薄板235を固定するようにFIBAD膜236を形成し、プローブ234と微小薄板235を分離してもよい。このような微小薄板の固定方法により、観察場所231がFIB照射損傷を受けることなく微小薄板235を固定することが出来る。その後は、FIB照射により観察場所231の断面を出し、SEM又はFIBにより観察を行っても良いし、観察場所231を微小試料片として摘出した後、薄片化し、TEM又はSTEM観察を行っても良い。 (iii) Next, as shown in FIG. 7C, the observation place 231 is moved into the FIB irradiation region 232 by moving the sample stage and the probe 234 at the same speed. Alternatively, the FIB irradiation region 232 is image-shifted so that the observation place 231 enters the FIB irradiation region 232, and then the FIBAD film 236 is formed so as to fix the micro thin plate 235, and the probe 234 and the micro thin plate 235 are moved. It may be separated. By such a fixing method of the fine thin plate, the fine thin plate 235 can be fixed without the observation place 231 being damaged by the FIB irradiation. Thereafter, the cross section of the observation location 231 may be taken out by FIB irradiation, and observation may be performed by SEM or FIB, or the observation location 231 may be extracted as a fine sample piece and then sliced and subjected to TEM or STEM observation. .

〔実施例4〕
本実施例では、図8により、実施例3とは異なる別の薄板235の固定方法を説明する。
(i) 図8(a)に示すように、特定の観察場所231の座標を光学顕微鏡やSEMあるいはCAD情報などで調べておく。これらの方法で調べた座標はFIBステージとリンク出来るシステムになっているので、観察場所231がFIB照射領域232内に入らないように予め指定座標に視野寸法以上の距離を加えオフセットするようにFIBステージ移動させる。
Example 4
In the present embodiment, another method of fixing the thin plate 235 different from the third embodiment will be described with reference to FIG.
(i) As shown in FIG. 8A, the coordinates of a specific observation location 231 are examined using an optical microscope, SEM, CAD information, or the like. Since the coordinates examined by these methods are a system that can be linked to the FIB stage, the FIB is offset by adding a distance larger than the visual field size to the designated coordinates in advance so that the observation place 231 does not enter the FIB irradiation area 232. Move the stage.

(ii) 次に、図8(b)に示すように、微細薄板235が固定されたプローブ234をFIB照射領域(視野)232に移動させる。この段階では、プローブ234を試料に接触させない。 (ii) Next, as shown in FIG. 8B, the probe 234 to which the fine thin plate 235 is fixed is moved to the FIB irradiation region (field of view) 232. At this stage, the probe 234 is not brought into contact with the sample.

(iii) 次に、図8(c)に示すように、予め調べた座標にFIBステージを移動させ、観察場所231がFIB照射領域232内に入るようにする。次に、FIBを照射し、二次電子像を見ながらプローブ234を試料表面に接触させる。この時、FIBをブランキング状態にしておいてもよい。ステージ移動停止後、プローブを徐々に降下させ、接触後プローブを停止させる。ここで、薄板235の一部と試料232表面に掛けてFIBAD膜236を形成し、薄板235を試料に固定させる。次に、プローブ234の先端部にFIB照射して微小薄板235とプローブ234を分離する。これにより、観察場所231がFIB照射損傷を受けることなく、微小薄板235を固定することが出来る。その後は、FIB照射により観察場所231の断面を出し、SEM又はFIBにより観察を行っても良いし、観察場所231を微小試料片として摘出した後薄片化し、TEM又はSTEM観察を行っても良い。 (iii) Next, as shown in FIG. 8C, the FIB stage is moved to the coordinates examined in advance so that the observation place 231 enters the FIB irradiation region 232. Next, the probe 234 is brought into contact with the sample surface while irradiating FIB and viewing the secondary electron image. At this time, the FIB may be in a blanking state. After stopping the stage movement, the probe is gradually lowered, and the probe is stopped after contact. Here, the FIBAD film 236 is formed on a part of the thin plate 235 and the surface of the sample 232, and the thin plate 235 is fixed to the sample. Next, the tip of the probe 234 is irradiated with FIB to separate the thin thin plate 235 and the probe 234. Thereby, the thin thin plate 235 can be fixed without the observation place 231 receiving FIB irradiation damage. Thereafter, the cross-section of the observation location 231 may be taken out by FIB irradiation and observation may be performed by SEM or FIB. Alternatively, the observation location 231 may be extracted as a fine sample piece and then thinned and subjected to TEM or STEM observation.

〔実施例5〕
図9を用いて、本発明による薄板の固定方法うち、上記実施例とはさらに異なる実施例について説明する。本実施例で用いる装置は、基準位置にある試料面に垂直な位置関係にFIB光軸が配置された構成になっている。
Example 5
Of the thin plate fixing method according to the present invention, an embodiment further different from the above embodiment will be described with reference to FIG. The apparatus used in this embodiment has a configuration in which the FIB optical axis is arranged in a positional relationship perpendicular to the sample surface at the reference position.

まず、目標とする箇所から遠く離れた試料面を視野に入れ、FIBの観察倍率を低倍率に設定して、図9(a)のようにプローブ234に連結された微小薄板235を視野中心に移動させる。この時、微小薄板235は試料表面から例えば100〜300μm離間させておくことで実質的なFIBの非照射領域を広くできる。この状態でFIBをブランキング状態にする。符号232Lは低倍率でのFIB照射範囲を意味している。   First, the sample surface far from the target location is put into the field of view, the observation magnification of the FIB is set to a low magnification, and the fine thin plate 235 connected to the probe 234 as shown in FIG. Move. At this time, the fine non-irradiated area of FIB can be widened by separating the thin thin plate 235 from the sample surface by, for example, 100 to 300 μm. In this state, the FIB is put into a blanking state. Reference numeral 232L denotes the FIB irradiation range at a low magnification.

次に、注目する観察箇所231の座標を入力し、試料ステージを移動させる。試料の注目箇所231を強調するために、別の手段でマークを施しておく。このマークは、例えば、低出力のレーザによって、注目部を交点とする直交2直線上にそれぞれ線分上に走査させてマークを形成した。なお、図9(a)では微小薄板に覆われているためマークは見えない。   Next, the coordinates of the observed observation point 231 are input, and the sample stage is moved. In order to emphasize the point of interest 231 of the sample, a mark is given by another means. This mark was formed by scanning each segment on two orthogonal straight lines having the target portion as an intersection with a low-power laser, for example. In FIG. 9A, the mark is not visible because it is covered with a thin thin plate.

理想的には入力座標に対応する試料の注目箇所は画面の中央に移動するが、ステージ移動には多少の誤差を含むため、正確に中央ではなく、中心付近にある。薄板は予め試料面から離間させているため、試料面上の数10μmから数100μmの矩形領域が薄板の影となり、ステージ誤差量を考慮しても、試料面の注目箇所やその近傍のマークは必ず薄板235の影に入る。つまり、イオンビームによる試料表面への直接照射はない。この方法は、イオンビームの代わりに電子ビーム照射損傷を受けやすい試料に対して、電子ビームを遮る目的で用いてもよい。   Ideally, the point of interest of the sample corresponding to the input coordinates moves to the center of the screen, but the stage movement includes some errors, so it is not exactly at the center but near the center. Since the thin plate is separated from the sample surface in advance, a rectangular region of several tens to several hundreds of μm on the sample surface becomes a shadow of the thin plate, and even if the stage error amount is taken into consideration, Be sure to enter the shadow of the thin plate 235. That is, there is no direct irradiation of the sample surface by the ion beam. This method may be used for the purpose of blocking the electron beam with respect to a sample which is easily damaged by electron beam irradiation instead of the ion beam.

試料ステージの停止後、ビームのブランキング状態を解除し、プローブ234を徐々に降下(試料面に接近)させながら、観察倍率を上昇させていく。図9(b)のように予め設置しておいたマーク238が高倍率での観察画面232H内で、微小薄板235の外に出た時に、微小薄板のマーク237と試料のマーク238が一致するようにステージもしくはプローブ234の位置を微調整させながら、微小薄板235を試料面に接触させる。図9(b)のように試料面のマーク238と微小薄板のマーク237が一致していると、注目箇所はマークを含む2直線の交点が注目箇所となる。   After stopping the sample stage, the blanking state of the beam is released, and the observation magnification is increased while the probe 234 is gradually lowered (approaching the sample surface). When the mark 238 previously set as shown in FIG. 9B comes out of the fine thin plate 235 in the observation screen 232H at a high magnification, the fine thin plate mark 237 and the sample mark 238 coincide with each other. As described above, the fine thin plate 235 is brought into contact with the sample surface while finely adjusting the position of the stage or the probe 234. As shown in FIG. 9B, when the mark 238 on the sample surface and the mark 237 on the micro thin plate coincide with each other, the attention point is the intersection of two straight lines including the mark.

微小薄板235が試料に接触した時点で、プローブ234移動を停止させて、僅かな大きさのFIBADを薄板と試料面に付け、薄板を固定させ、プローブ234と微小薄板235との接続をFIBに照射によって切断する。このような一連の操作によって、試料の注目部にイオンビームもしくは電子ビームを照射することなく、注目領域231を薄板235のほぼ中心に移設できる。   When the micro thin plate 235 comes into contact with the sample, the probe 234 is stopped to move, a small size FIBAD is attached to the thin plate and the sample surface, the thin plate is fixed, and the connection between the probe 234 and the micro thin plate 235 is connected to the FIB. Cut by irradiation. Through such a series of operations, the region of interest 231 can be moved to the approximate center of the thin plate 235 without irradiating the target portion of the sample with an ion beam or an electron beam.

上記の作業手順をフロー図で示したのが図10である。まず、ステップS010では、FIBの観察倍率を低倍率もしくは最低に設定する。次に、ステップS020でFIBをブランキング状態にして、FIBが試料に照射されないようにする。つまり、SIM像は見られない。この状態で、予め観察座標として記憶している座標を入力して、画面中心に目標位置が移動するように試料ステージを移動させる(ステップS030)。次のステップS040で、プローブを移動させ、プローブ先端の薄板の中心が画面中心に来るようにする。プローブに繋がるプローブ移動機構によって、プローブを退避位置に移動することや、呼び出すと画面中心、つまり、薄板中心がFIB光軸上に来るように移動することができる。さらに、FIB光軸上に呼び出された薄板は、試料面から100μm程度離間した状態に位置するように記憶しておき、移動する。これにより、薄板は、破損することなく、低倍率の広い領域を覆うことができる。   FIG. 10 is a flowchart showing the above work procedure. First, in step S010, the observation magnification of FIB is set to a low magnification or a minimum. Next, in step S020, the FIB is blanked so that the sample is not irradiated with the FIB. In other words, the SIM image is not seen. In this state, coordinates stored in advance as observation coordinates are input, and the sample stage is moved so that the target position moves to the center of the screen (step S030). In the next step S040, the probe is moved so that the center of the thin plate at the tip of the probe comes to the center of the screen. The probe moving mechanism connected to the probe can be moved so that the probe is moved to the retracted position, or when called, the center of the screen, that is, the center of the thin plate is on the FIB optical axis. Further, the thin plate called on the FIB optical axis is stored and moved so as to be located in a state separated by about 100 μm from the sample surface. Accordingly, the thin plate can cover a wide area with a low magnification without being damaged.

ステップS050で、FIBブランキング状態を解除することで、画面中心に薄板表面があって、その周りに試料表面が見えるSIM像が画面に表示される。次に、ステップS060では、FIB観察倍率を徐々に上昇させると同時にプローブを降下させ(ステップS070)、画面中心に薄板があって、その周りに試料表面が見えるように調整しながら倍率調整する。倍率の上昇と薄板の降下の調整を徐々に進めながら、薄板周囲の試料面に注目していると予め目標位置の近傍に描いたマークが確認できる(ステップS080)。試料面上のマークが確認できれば観察倍率の上昇と薄板の降下を停止させる(ステップS090)。次に、ステップS100で試料面のマークと薄板に設けたマークが一致するようにステージを試料面に平行に位置微調整する。両者のマークが一致すれば、薄板のマークを通る2直線の交点、つまり、薄板の中心の真下に注目箇所が位置していることになる。   In step S050, by releasing the FIB blanking state, a SIM image in which the thin plate surface is at the center of the screen and the sample surface is visible around the thin plate surface is displayed on the screen. Next, in step S060, the FIB observation magnification is gradually increased and at the same time the probe is lowered (step S070), and there is a thin plate at the center of the screen, and the magnification is adjusted while adjusting so that the sample surface can be seen around it. If the attention is paid to the sample surface around the thin plate while gradually adjusting the increase in magnification and the lowering of the thin plate, a mark drawn in advance near the target position can be confirmed (step S080). If the mark on the sample surface can be confirmed, the increase in observation magnification and the descent of the thin plate are stopped (step S090). Next, in step S100, the stage is finely adjusted in parallel with the sample surface so that the mark on the sample surface coincides with the mark provided on the thin plate. If the two marks match, the point of interest is located at the intersection of two straight lines passing through the thin plate mark, that is, directly below the center of the thin plate.

次に、ステップS110でプローブを微速で降下させ、試料面に接触させ、接触の確認(ステップS120)と同時にプローブ降下を停止させる(ステップS130)。ここで、ステップS140として薄板を試料面に2箇所程度のFIBAD膜で固定する。薄板の固定後、プローブの薄板に近い箇所でFIB照射による切断を行なう(ステップS150)。これにより、薄板は目標箇所を薄板の中心に位置するように覆うことができ、しかも、固定までの工程で、目標箇所はFIB照射を受けておらず、目標箇所の表面の損傷は殆どないと言える。最後にステップS160で、プローブを退避させる。   Next, in step S110, the probe is lowered at a very low speed and brought into contact with the sample surface, and at the same time as the contact confirmation (step S120), the probe descent is stopped (step S130). Here, as step S140, the thin plate is fixed to the sample surface with about two FIBAD films. After fixing the thin plate, cutting by FIB irradiation is performed at a location near the thin plate of the probe (step S150). As a result, the thin plate can cover the target location so that it is located at the center of the thin plate, and in the process up to fixing, the target location is not subjected to FIB irradiation and there is almost no damage to the surface of the target location. I can say that. Finally, in step S160, the probe is retracted.

この後、目標箇所(薄板中心)が残るように薄板と共に試料をFIB加工してSTEM試料とするが、この工程はすでに上述した方法に依ればよい。   After this, the sample is FIB processed together with the thin plate so as to leave the target location (the center of the thin plate) to form an STEM sample. This step may be performed by the method described above.

〔実施例6〕
本実施例は、薄板を試料表面に移設して、試料表面の形状をSEMもしくはSTEMで観察するための試料加工方法および観察方法である。試料表面の形態は、平坦な場合、規則的な凹凸を有する場合、不規則的な凹凸を有する場合、微小な付着物もしくは微小形成物を表面に存在する場合である。
Example 6
This example is a sample processing method and an observation method for transferring a thin plate to a sample surface and observing the shape of the sample surface with SEM or STEM. The shape of the sample surface is flat, has regular irregularities, has irregular irregularities, or has minute deposits or minute formations on the surface.

図11は、凹凸表面を有する試料面に薄板を接着させる例を示す断面模式図である。図11(a)は、試料237の表面が平坦な場合、又は、規則的な凹凸があるが表面が平坦な場合の例を示している。この場合には、薄板235aとして、接触面238が平滑なものを使用すればよい。この薄板235aは図6や図7で説明したようにFIBで作製することが出来る。図11(b)は、試料237表面がドライエッチング加工したような規則的な凹凸である場合の例を示している。この場合には、接触面238を試料237表面の凹凸形状に合わせた形状としてもよい。接触面238の形状を試料237表面の凹凸形状に合わせた薄板235bを用いることによって、FIBによる試料237の断面加工時に断面に生じる加工縞を最小限に抑えることができ、断面の解釈に誤解を生まない。   FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing an example in which a thin plate is bonded to a sample surface having an uneven surface. FIG. 11A shows an example in which the surface of the sample 237 is flat, or there are regular irregularities but the surface is flat. In this case, a thin plate 235a having a smooth contact surface 238 may be used. The thin plate 235a can be manufactured by FIB as described in FIGS. FIG. 11B shows an example in which the surface of the sample 237 has regular irregularities such as dry etching. In this case, the contact surface 238 may have a shape matching the uneven shape on the surface of the sample 237. By using the thin plate 235b in which the shape of the contact surface 238 is matched to the uneven shape of the surface of the sample 237, processing fringes generated in the cross section during the cross section processing of the sample 237 by FIB can be minimized, and misunderstanding of the interpretation of the cross section I won't be born.

観察対象物が図11(c)のように試料237表面に付着した微小異物239cや、図11(d)のように試料237表面に発生した微小突起239dの場合、さらには、FIB照射によって対象物が損傷を受けたり消滅するような場合には、図11(c)のように厚さ方向に凹みを有する凹型薄板235cを用いる。凹型薄板235cの製造方法については、次の実施例で説明する。重要な点は、観察対象239c,239dを凹型薄板235c,235dの凹み部240c,240dで覆い、観察対象239c,239dに直接接触しないようにすることである。このような凹型薄板235c,235dを用いることにより、微小異物239cや微小突起239dは、薄板235c,235dの接着力で変形することもなければ、FIB照射によるスパッタも起こらない。また、微小異物239cや微小突起239dが薄片化した試料の厚さより小さい場合、試料作製の際に、微小異物239cや微小突起239dにFIBを直接照射することなく元の形状を維持したまま試料加工でき、微小異物239cや微小突起239d全体をSTEM観察することができる。   In the case where the observation object is a minute foreign matter 239c adhering to the surface of the sample 237 as shown in FIG. 11C or a minute protrusion 239d generated on the surface of the sample 237 as shown in FIG. When an object is damaged or disappears, a concave thin plate 235c having a recess in the thickness direction as shown in FIG. 11C is used. The manufacturing method of the concave thin plate 235c will be described in the next embodiment. The important point is to cover the observation objects 239c and 239d with the concave portions 240c and 240d of the concave thin plates 235c and 235d so as not to directly contact the observation objects 239c and 239d. By using such concave thin plates 235c and 235d, the minute foreign matter 239c and the minute protrusion 239d are not deformed by the adhesive force of the thin plates 235c and 235d, and spattering by FIB irradiation does not occur. In addition, when the minute foreign matter 239c and the minute protrusion 239d are smaller than the thickness of the thinned sample, the sample processing is performed while maintaining the original shape without directly irradiating the minute foreign matter 239c and the minute protrusion 239d with FIB during sample preparation. Thus, the entire minute foreign matter 239c and the entire minute protrusion 239d can be observed by STEM.

なお、薄板235cに設ける凹み部の断面は、凹み部240cのように矩形に限ることは無く、対象物に直接接触ないように凹部を有していれば良く、図10(d)に示す凹み部240dのように円弧状でもよい。   In addition, the cross section of the dent part provided in the thin plate 235c is not limited to a rectangle like the dent part 240c, and it is sufficient that the dent part has a recess so as not to directly contact the object, and the dent shown in FIG. An arc shape may be used like the part 240d.

次に、薄板の面内形状について説明する。微小薄板はこれまでに説明した矩形に限ることはなく、例えば、図12に示したような種々の形状が適用できる。ここで、図12に示した薄板に共通した特徴は、試料上の注目部に薄板の中心を正確に設置するために、マークを有していることにある。   Next, the in-plane shape of the thin plate will be described. The minute thin plate is not limited to the rectangular shape described so far, and for example, various shapes as shown in FIG. 12 can be applied. Here, a feature common to the thin plate shown in FIG. 12 is that a mark is provided in order to accurately set the center of the thin plate at the target portion on the sample.

図12(a)に示した薄板は、薄板245aの4辺の中心に三角の切欠きマーク246aを配置している。これら4個の切欠きマーク246aのうち、互いに向かい合う切り欠きマークの頂点を結ぶ2直線の交点がこの薄板245aの中心である。互いに向かいあう切欠きの頂点を結ぶ2直線の延長線上に試料上のマークが一致するように薄板245aを移設すると、試料上の目的箇所は薄板中心の直下にあることになる。   In the thin plate shown in FIG. 12A, a triangular notch mark 246a is arranged at the center of the four sides of the thin plate 245a. Of these four cutout marks 246a, the intersection of two straight lines connecting the vertices of the cutout marks facing each other is the center of the thin plate 245a. When the thin plate 245a is moved so that the marks on the sample coincide with the extended lines of the two straight lines connecting the vertices of the notches facing each other, the target location on the sample is directly below the center of the thin plate.

図12(b)に示した薄板は、三角形の突起マーク246bが薄板245bの4辺の中心に有する形状である。この薄板は、図10(a)に示した薄板に比べて試料上の小さなマークについても正確に位置合わせできる効果がある。   The thin plate shown in FIG. 12B has a shape having a triangular protrusion mark 246b at the center of the four sides of the thin plate 245b. This thin plate has an effect that the small mark on the sample can be accurately aligned as compared with the thin plate shown in FIG.

図12(c)は4辺の中心内側付近にT字型の貫通マーク246cを設けた薄板245cを示し、図12(d)は4辺の中心内側付近にL字型の貫通マーク246dを配置した薄板245dを示している。互いに向かい合う2個のT字もしくはL字の中心を結ぶ2直線の中心が、薄板245c,245dの中心である。   FIG. 12 (c) shows a thin plate 245c provided with a T-shaped through mark 246c near the center inside of the four sides, and FIG. 12 (d) shows an L-shaped through mark 246d arranged near the center inside of the four sides. A thin plate 245d is shown. The centers of the two straight lines that connect the centers of the two T-shapes or L-shapes facing each other are the centers of the thin plates 245c and 245d.

これらのマーク246a,246b,246c,246dは、マークが特異な形状をしているため、試料表面や薄膜を画像化し、その画像からマークのみを認識し、特定しやすいことも特徴である。画像認識しやすいマークを採用することによって、試料上の目標箇所に薄板の中心を設置させる作業を、薄板のマークを画像認識し、向かい合うマークを結ぶ2直線上に試料上のマークが位置するようにプローブを制御することで、装置操作者ではなく無人自動で行なえる。例えば、中央制御装置47からプローブ制御、ステージ制御、ノズル制御を行うことで、図10で説明したような作業フローを自動的に行なうことができる。薄板上のマークを正確に認識させるためには、試料上に現れにくい人工的、幾何学的形状で、かつ、2個のマークを結ぶ直線が一意的に決まりやすい形状とすることが重要である。   These marks 246a, 246b, 246c, and 246d are also characterized in that since the marks have unique shapes, the sample surface or thin film is imaged, and only the marks are recognized from the images, so that they can be easily specified. By adopting easy-to-recognize marks, the work of placing the center of the thin plate at the target location on the sample is performed so that the mark on the thin plate is recognized and the mark on the sample is positioned on two straight lines connecting the opposing marks. By controlling the probe, it is possible to perform unattended operation instead of the operator of the apparatus. For example, by performing probe control, stage control, and nozzle control from the central controller 47, the work flow as described in FIG. 10 can be automatically performed. In order to accurately recognize a mark on a thin plate, it is important to make it an artificial and geometric shape that is difficult to appear on a sample, and a shape that makes it easy to uniquely determine a straight line connecting two marks. .

〔実施例7〕
ここでは、図11に示したような、観察対象に直接接触しない凹型薄板の作製方法について説明する。この薄板は次の3方法、(1)電鋳(エレクトロフォーミング)法、(2)半導体製造プロセス法、(3)マイクロサンプリング法で作製することができる。順に説明する。
Example 7
Here, a method of manufacturing a concave thin plate that does not directly contact an observation target as shown in FIG. 11 will be described. This thin plate can be produced by the following three methods: (1) electroforming (electroforming) method, (2) semiconductor manufacturing process method, and (3) microsampling method. These will be described in order.

電鋳による凹型薄板の製造方法を図13で説明する。まず、図13(a)に示すように、金属基板251上に感光性のレジスト252を塗布する。レジスト厚さは、出来上がりの凹型薄板の厚さよりも同等もしくは若干厚くする。例えば0.5μm程度である。次に、図13(b)のように、所望形状を遮光するマスク253をレジスト252に密着させて露光する。その結果、図13(c)のように、露光されたレジスト252Bは硬化し、露光されなかったマスク253直下のレジスト252Aは変質しない。次に、現像すると、図13(d)に示すように、露光を受けて変質したレジスト252Bは現像によって変化せず、露光を受けていない所望形状のレジスト252A部が除去され、開口部254が形成される。   A method for producing a concave thin plate by electroforming will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 13A, a photosensitive resist 252 is applied on the metal substrate 251. The resist thickness is equal to or slightly thicker than the thickness of the finished concave thin plate. For example, it is about 0.5 μm. Next, as shown in FIG. 13B, a mask 253 that shields the desired shape is brought into close contact with the resist 252 and exposed. As a result, as shown in FIG. 13C, the exposed resist 252B is cured, and the unexposed resist 252A directly under the mask 253 is not altered. Next, when developed, as shown in FIG. 13 (d), the resist 252B that has been modified by exposure is not changed by development, and the resist 252A having a desired shape that has not been exposed is removed, and the opening 254 is formed. It is formed.

次に、図13(e)に示すように、この状態で金属基板251ごと電解液(図示せず)に浸漬させ、金属基板251と金属溶液電解液に漬けた電極間に電圧を与えることで、レジストが除去された開口部254に電解液成分の金属薄板255が析出する(メッキされる)。電解液から金属基板251を取り出し、図13(f)に示すように、レジスト252B、金属薄板255の一部に掛けて再度レジスト256を塗布し、図13(a)から図13(d)と同じ工程を経て、金属薄板255の凹部の大きさの開口257を設ける。   Next, as shown in FIG. 13 (e), the metal substrate 251 is immersed in an electrolyte solution (not shown) in this state, and a voltage is applied between the metal substrate 251 and the electrode immersed in the metal solution electrolyte. Then, a thin metal plate 255 of the electrolyte component is deposited (plated) in the opening 254 from which the resist has been removed. The metal substrate 251 is taken out of the electrolytic solution, and as shown in FIG. 13 (f), the resist 256 is applied again over the resist 252B and a part of the metal thin plate 255, and FIGS. 13 (a) to 13 (d) are applied. Through the same process, an opening 257 having the size of the concave portion of the thin metal plate 255 is provided.

次に、図13(g)に示すように、金属薄膜255に設けた開口257に対してドライエッチングや反応性イオンエッチングを行なうことで、図11(c)のような矩形の凹部258ができ、酸に浸漬することでウェットエッチングされ、図11(d)のような円弧状の凹部が形成される。最後に、金属基板251をレジスト除去液に浸漬することで、図13(h)のように目的とする凹部258を有する微小薄板255が作製できる。   Next, as shown in FIG. 13G, by performing dry etching or reactive ion etching on the opening 257 provided in the metal thin film 255, a rectangular recess 258 as shown in FIG. Then, it is wet-etched by immersing it in an acid to form an arc-shaped recess as shown in FIG. Finally, by immersing the metal substrate 251 in the resist removing solution, a minute thin plate 255 having a target recess 258 as shown in FIG.

半導体製造プロセスに依っても、同様に凹型薄板を作成することができる。上記方法の図13(e)に示した工程で、メッキ工程の代わりに半導体プロセスのCVD工程を適用し、図13(g)の工程でドライエッチングを施すことで、すべて半導体プロセスで微小薄板255を作製することができる。寸法精度は、上記電鋳方法と比較して精度よくできる。   Depending on the semiconductor manufacturing process, a concave thin plate can be similarly produced. In the above-described method shown in FIG. 13E, a CVD process of a semiconductor process is applied instead of the plating process, and dry etching is performed in the process of FIG. Can be produced. The dimensional accuracy can be improved more accurately than the electroforming method.

マイクロサンプリング法による凹型薄板の製造方法を図14で説明する。例えばシリコン板を原材料として凹型薄片を作成する工程を考える。   A method for manufacturing a concave thin plate by the microsampling method will be described with reference to FIG. For example, consider a process of creating a concave flake using a silicon plate as a raw material.

図14(a)に示すように、試料基板270に対して凹型薄片が出来上がると想定した領域271の両側にFIB272によって深い凹孔273a,273bを設ける。図は判り易くするために、FIB以外の視点で見た図で示されている。領域271の幅、つまり、深い凹孔273a,273bの間隔は仕上がる薄板の厚みになるので、深い凹孔の間隔は例えば1μm程度とする。図14(b)に示すように、領域271の中央部に厚みが半分程度になるように溝274をFIBによって加工した後、試料270を傾斜させる(図では判り易くするために試料傾斜は状態は書かれていない)。領域271の周囲に切り込み275a,275b,275cを加工して、支持部276のみで領域271が支えられた状態にする。ここで図14(c)のように、プローブ277を視野内に導入し、切り込み275aの側面に接近させ、FIBAD膜278で接続する。その後、FIB272によって支持部276を切除することで、領域271は試料270から分離される。図14(d)のようにプローブ277を上昇させることにより、目的とする領域271は薄板271Aとして摘出される。   As shown in FIG. 14A, deep concave holes 273a and 273b are provided by FIB 272 on both sides of a region 271 where it is assumed that a concave thin piece will be formed on the sample substrate 270. The figures are shown from a perspective other than the FIB for clarity. Since the width of the region 271, that is, the distance between the deep concave holes 273 a and 273 b is the thickness of the finished thin plate, the distance between the deep concave holes is, for example, about 1 μm. As shown in FIG. 14B, after processing the groove 274 by FIB so that the thickness is about half at the center of the region 271, the sample 270 is tilted (the sample tilt is in a state for easy understanding). Is not written). Cuts 275a, 275b, and 275c are processed around the region 271 so that the region 271 is supported only by the support portion 276. Here, as shown in FIG. 14C, the probe 277 is introduced into the field of view, is brought close to the side surface of the notch 275a, and is connected by the FIBAD film 278. Then, the region 271 is separated from the sample 270 by cutting the support portion 276 with the FIB 272. By raising the probe 277 as shown in FIG. 14D, the target region 271 is extracted as a thin plate 271A.

次に、図14(e)に示すように、摘出した薄板271Aを試料270の別の場所に搬送し、試料表面に接触する程度まで近接させる。この状態で、プローブ277と薄板271Aを接続しているデポジション膜278もしくはプローブ277の先端、もしくは薄板271Aの一部をFIB272で除去する。この時、溝274が試料270表面に面するようにプローブ277を操作しながらプローブ277と薄板271Aを分離する。図14(f)は、薄板271の溝274が試料表面に面するように分離された状態を示す。この時、薄板271および溝274は任意の方向を向いているため、プローブ支持部の導入方向、作成するSTEM観察試料の形態、向きを考慮して試料ステージを回転させることで向きを補正する。重要な点は、プローブの導入方向は作業のたびに大きく変化しないため、作成したプローブ先端形状が次の作業、試料に関わるため、所望のSTEM試料の取り出し方向を予め定めておき、その方向に合わせて薄板の向き、溝の向きを決め、プローブ支持部に接続することである。本例では溝274の向きは、観察試料との関係から画面上、上下方向とした。図14(g)に示すように、試料ステージの回転補正後、薄板271Aを先端に接続するプローブ支持部261を視野に導入し、薄板271Aに接触させる。プローブ支持部261の先端部と薄板271Aが接続されるように、FIBAD膜279をFIB272によって形成する。このようにして、プローブ支持部261の先端に凹部を有する薄板271Aを有するブローブが作製できる。図14(h)では、このプローブを検査試料280上のマーク281を基準にして、プローブを試料面に接触させる。符号282は半導体ウェーハに形成されたデバイス内部構造を電気的接触を取る為のプラグの上面を示す。プラグの欠陥部は2個のマーク281の交点に位置している。   Next, as shown in FIG. 14E, the extracted thin plate 271A is transported to another place of the sample 270 and brought close to the sample surface. In this state, the deposition film 278 connecting the probe 277 and the thin plate 271A, the tip of the probe 277, or a part of the thin plate 271A is removed by the FIB 272. At this time, the probe 277 and the thin plate 271A are separated while operating the probe 277 so that the groove 274 faces the surface of the sample 270. FIG. 14 (f) shows a state where the groove 274 of the thin plate 271 is separated so as to face the sample surface. At this time, since the thin plate 271 and the groove 274 are oriented in an arbitrary direction, the direction is corrected by rotating the sample stage in consideration of the introduction direction of the probe support portion, the form of the STEM observation sample to be created, and the orientation. The important point is that since the probe introduction direction does not change greatly each time the work is performed, the created probe tip shape is related to the next work and sample. In addition, the direction of the thin plate and the direction of the groove are determined and connected to the probe support portion. In this example, the direction of the groove 274 is set to the vertical direction on the screen from the relationship with the observation sample. As shown in FIG. 14G, after the rotation of the sample stage is corrected, the probe support 261 that connects the thin plate 271A to the tip is introduced into the field of view and brought into contact with the thin plate 271A. The FIBAD film 279 is formed of the FIB 272 so that the tip of the probe support 261 and the thin plate 271A are connected. In this way, a probe having a thin plate 271A having a recess at the tip of the probe support portion 261 can be produced. In FIG. 14H, the probe is brought into contact with the sample surface with reference to the mark 281 on the inspection sample 280. Reference numeral 282 denotes an upper surface of a plug for making electrical contact with the internal structure of the device formed on the semiconductor wafer. The defective part of the plug is located at the intersection of the two marks 281.

上述した薄板271Aは、下面に凹部を有しているため、プラグ上面に直接接触することはない。従来、この様な試料の断面を観察するには、FIBAD膜を注目プラグ上に形成して断面加工や薄片加工を施していたため、FIBAD膜形成時にFIB照射よってプラグ内に電荷が過剰に注入され、本来、高倍率でのTEM観察注目部であるプラグ底面の原子層オーダの薄膜が損傷を受け、本来の欠陥の形態を観察できないという問題を生じていた。これに対して、本方法では、プラグ上面を非接触で覆い、尚且つ、FIBの直接照射を受けることがないため、注目部のプラグに電荷が注入されず、また、試料表面に直接FIB照射を受けることがないため、本来の欠陥の形態を保存することができ、高倍率の観察が可能になる。   Since the thin plate 271A described above has a recess on the lower surface, it does not directly contact the upper surface of the plug. Conventionally, in order to observe the cross section of such a sample, the FIBAD film was formed on the plug of interest and the cross section processing or thin piece processing was performed. Therefore, when the FIBAD film was formed, excessive charge was injected into the plug by FIB irradiation. Originally, the thin film of the atomic layer order on the bottom surface of the plug, which is the target of TEM observation at high magnification, was damaged, and the original defect morphology could not be observed. On the other hand, in this method, the upper surface of the plug is covered in a non-contact manner and is not directly irradiated with FIB, so that no charge is injected into the plug of interest and the sample surface is directly irradiated with FIB. Therefore, the original defect form can be preserved, and observation at a high magnification becomes possible.

〔実施例8〕
本実施例は、薄板を試料表面に移設して、試料表面の形状をSEMで観察するための試料加工方法と観察方法に関する。
Example 8
This example relates to a sample processing method and an observation method for transferring a thin plate to a sample surface and observing the shape of the sample surface with an SEM.

図15により、試料加工方法を示す。図15(a)のように、先に薄板292を作成し、プローブ289に接着させ、プローブ289を移動させることで、薄板292を試料285の表面に接地させる。この時、薄板292の一部と試料表面に掛けてFIBAD膜293を形成し、薄板292を試料285に固定する。その後一旦、プローブ289と薄板292をFIBによるスパッタによって分離する。図15(b)では、固定した薄板292の周囲にFIB297を照射し、支持部286を残して試料285から分離するように溝加工を行なう。図15(c)では、再度プローブ289と微小試料294をFIBAD膜290で接続し、微小試料294を支持している支持部286にFIBを照射して切断し、微小試料294を母試料である試料285から分離する。その後、プローブ289を上昇させることで、微小試料294は試料285から摘出できる。   FIG. 15 shows a sample processing method. As shown in FIG. 15A, the thin plate 292 is first prepared, adhered to the probe 289, and the probe 289 is moved to ground the thin plate 292 to the surface of the sample 285. At this time, a FIBAD film 293 is formed on a part of the thin plate 292 and the sample surface, and the thin plate 292 is fixed to the sample 285. Thereafter, the probe 289 and the thin plate 292 are once separated by sputtering using FIB. In FIG. 15B, FIB 297 is irradiated around the fixed thin plate 292, and groove processing is performed so as to separate from the sample 285 leaving the support portion 286. In FIG. 15C, the probe 289 and the micro sample 294 are connected again by the FIBAD film 290, and the support 286 supporting the micro sample 294 is irradiated with FIB and cut, so that the micro sample 294 is the mother sample. Separate from sample 285. Thereafter, the micro sample 294 can be extracted from the sample 285 by raising the probe 289.

次に、図15(d)に示すように、摘出した微小試料294を、プローブ289と試料ステージ(図示せず)の移動により、微小試料固定具295の上面に搬送し、接触させる。接触後、微小試料294と微小試料固定具295をFIBAD膜296,296’によって固定する。プローブ289先端にFIB照射して、微小試料294とプローブ289を分離する。図15(e)に示すように、これらの作業によって、摘出、移送した微小試料294は、微小試料固定具295上に自立できる。次に、薄板292を固定しているFIBAD膜293をFIB297でスパッタ除去し、薄板292が微小試料294から分離し易くする。次に、図15(f)のようにプローブ289を上昇させることで、微小試料294から薄板292を除去でき、微小試料294の表面、つまり試料285の表面が露出し、試料285のFIB損傷のない試料本来の表面が観察できる。さらには表面損傷のない表面直下の断面も観察することができる。特に、このような形態の試料片では、表面形状を表面に対して数度の低角度からの観察が可能となるため、断面および表面の凹凸状態を詳しく観察することができる利点がある。   Next, as shown in FIG. 15D, the extracted micro sample 294 is transported to and brought into contact with the upper surface of the micro sample fixture 295 by moving the probe 289 and a sample stage (not shown). After the contact, the micro sample 294 and the micro sample fixture 295 are fixed by the FIBAD films 296, 296 '. The micro sample 294 and the probe 289 are separated by irradiating the tip of the probe 289 with FIB. As shown in FIG. 15 (e), the micro sample 294 extracted and transferred by these operations can stand on the micro sample fixture 295. Next, the FIBAD film 293 fixing the thin plate 292 is sputtered away with the FIB 297 so that the thin plate 292 can be easily separated from the micro sample 294. Next, by raising the probe 289 as shown in FIG. 15 (f), the thin plate 292 can be removed from the micro sample 294, and the surface of the micro sample 294, that is, the surface of the sample 285 is exposed. The original surface of the sample can be observed. Furthermore, it is possible to observe a cross section directly under the surface without any surface damage. In particular, the sample piece in such a form has an advantage that the surface shape can be observed from a low angle of several degrees with respect to the surface, so that the cross section and the uneven state of the surface can be observed in detail.

このような試料加工方法や試料観察方法は、電子線照射によって変形を起こし易い半導体デバイスにおけるフッ化アルゴン用レジストや低誘電率膜などの表面形態を無損傷で評価するのに有効性を発揮する。   Such a sample processing method and sample observation method are effective for evaluating the surface morphology of a resist for argon fluoride or a low dielectric constant film in a semiconductor device that is easily deformed by electron beam irradiation without damage. .

なお、図15(e),(f)において、微小試料294を微小試料固定具295に固定した後に、FIB照射によってプローブ289を薄板292から分離し、FIBAD膜293を除去し、プローブ283を薄板292に接触させつつ移動することで薄板292を押しのけて、薄板292を微小試料294から分離してもよい。また、図15(e)において、薄片化加工を施せば、STEM試料となり、試料内部の観察も行なえて、本方法特有の損傷のない試料表面近傍の高倍率観察が可能となる。この場合、薄板を除去することなく試料を観察しても差し支えない。   15E and 15F, after fixing the micro sample 294 to the micro sample fixture 295, the probe 289 is separated from the thin plate 292 by FIB irradiation, the FIBAD film 293 is removed, and the probe 283 is made to be a thin plate. The thin plate 292 may be separated from the micro sample 294 by pushing the thin plate 292 by moving while contacting the 292. In FIG. 15 (e), if the thinning process is performed, an STEM sample is obtained, and the inside of the sample can be observed, so that high-magnification observation in the vicinity of the sample surface without damage peculiar to the present method becomes possible. In this case, the sample may be observed without removing the thin plate.

さらには、試料表面が電子ビームやイオンビームに非常に敏感で、これ等のビーム照射によって損傷を受けやすい試料の表面を観察する場合で、本実施例のように敢えて摘出する必要がない場合でも、本発明による方法は適用でき、一旦、薄板で表面を覆い、SEMなどで観察しやすい方向設定や、焦点調整などと施した後、画面撮影直前に薄板を除去することで、ビーム損傷を最小限に抑制して表面観察することができる。   Furthermore, even when the sample surface is very sensitive to an electron beam or an ion beam and the surface of the sample that is easily damaged by these beam irradiations is not observed, it is not necessary to remove it as in this embodiment. The method according to the present invention can be applied, and once the surface is covered with a thin plate, the orientation is easy to observe with SEM, etc., and the focus adjustment is performed, and then the thin plate is removed immediately before screen shooting to minimize beam damage. The surface can be observed while being suppressed to the limit.

〔実施例9〕
本実施例8は、半導体プロセスのうち、コンタクトホールのエッチング直後のホール形状の評価に本発明による試料加工方法を適用したエッチングホール評価方法である。図16で従来の試料加工方法とそれによって得られた試料の問題点を、図17で本発明による方法で得られた試料の効果を説明する。
Example 9
Example 8 is an etching hole evaluation method in which the sample processing method according to the present invention is applied to the evaluation of the hole shape immediately after etching of a contact hole in a semiconductor process. FIG. 16 explains the problems of the conventional sample processing method and the sample obtained thereby, and FIG. 17 explains the effect of the sample obtained by the method of the present invention.

従来、エッチング直後のコンタクトホール形状を高分解能観察する場合、コンタクトホール直径部が通過するように試料をへき開して断面を高分解能SEM観察するか、ホール内部にデポジション膜を充填して薄片化し、STEM観察していた。へき開による断面露出とSEM観察法は簡便だが、へき開面が微細ホールの直径を正確に通過しているか否かの点で信頼性が低く、信頼あるデータ取得には数多くの計測が必要であった。また、断面のSTEM観察はへき開面のSEM観察に比べてはるかに正確に計測できるが、ホール内にFIBAD膜を充填すると次のような問題を生じ、必ずしも良い結果が得られなかった。   Conventionally, when the contact hole shape immediately after etching is observed with high resolution, the sample is cleaved so that the diameter of the contact hole passes, and the cross section is observed with high resolution SEM, or the inside of the hole is filled with a deposition film and thinned. STEM observation. Cross-sectional exposure by cleavage and SEM observation method are simple, but the reliability is low in terms of whether the cleavage plane has passed through the diameter of the fine hole accurately, and many measurements were required for reliable data acquisition. . In addition, STEM observation of the cross section can be measured much more accurately than SEM observation of the cleaved surface, but filling the hole with the FIBAD film causes the following problems and does not always give good results.

図16(a)は、コンタクトホール形状を高分解能で観察するためのSTEM試料を模式的に描いたもので、薄片試料300にコンタクトホール301の列が半断面状態で露出している。図中、符号330は電子線入射方向(STEM観察方向)を示している。従来、このような薄片試料を作製する場合、FIB照射による試料断面のダレを避けるために、試料表面およびコンタクトホール内にFIBAD膜302を充填するのが通例である。このように薄片加工した試料をSTEM観察した断面透過像を図16(b)に示す。試料基板303にコンタクトホール301が形成され、試料表面およびコンタクトホール301内にはFIBAD膜302が形成されている。   FIG. 16A schematically shows an STEM sample for observing the contact hole shape with high resolution, and the row of contact holes 301 is exposed in a half-section state on the thin sample 300. In the figure, reference numeral 330 denotes an electron beam incident direction (STEM observation direction). Conventionally, when preparing such a thin sample, it is usual to fill the sample surface and the contact hole with the FIBAD film 302 in order to avoid sagging of the sample cross section due to FIB irradiation. FIG. 16B shows a cross-sectional transmission image obtained by STEM observation of the sample processed in this way. A contact hole 301 is formed in the sample substrate 303, and a FIBAD film 302 is formed in the sample surface and in the contact hole 301.

しかしながら高分解能観察すると、本来垂直性のあるホールの開口部がFIB照射によってラウンド状態304になっている。また、試料表面、コンタクトホール表面には本来は無いはずの非晶質層305が形成され、試料本来の表面は保存されていない。特に、コンタクトホールの底面はエッチング工程における損傷を発生しないように形成し、その評価が注目されているにも関わらず、試料作製によってホール底面に損傷領域306を作り込んでおり、非常に好ましくない。さらには、コンタクトホールのアスペクト比(ホール直径に対する深さの比)が大きくなると、ホール内にFIBAD膜が埋まりきらず、空洞307が形成され、空洞307を有したままFIBによる断面加工を行なうと空洞307の下に縦縞308が形成される。このような空洞307や縦縞308はエッチング工程で発生したものでなく、試料作製工程で発生した人工構造物であり、本来の試料評価の妨げとなる。特に、ホール底部に掛かる縦縞308は、重要なホール底部の形状評価を妨害するため、試料作製段階でこのような変質や人工構造物の発生を発生する試料加工方法は排除しなければならない。   However, when high-resolution observation is performed, an opening portion of a hole that is originally vertical is in a round state 304 by FIB irradiation. Further, an amorphous layer 305 that should not originally exist is formed on the sample surface and the contact hole surface, and the original surface of the sample is not preserved. In particular, the bottom surface of the contact hole is formed so as not to cause damage in the etching process, and the damaged region 306 is formed on the bottom surface of the hole by sample preparation, although the evaluation has attracted attention. . Furthermore, when the aspect ratio of the contact hole (ratio of the depth to the hole diameter) is increased, the FIBAD film is not completely filled in the hole, and the cavity 307 is formed. A vertical stripe 308 is formed under 307. Such cavities 307 and vertical stripes 308 are not generated in the etching process, but are artificial structures generated in the sample manufacturing process, which hinder the original sample evaluation. In particular, the vertical stripes 308 on the bottom of the hole interfere with the important shape evaluation of the bottom of the hole. Therefore, a sample processing method that causes such alteration and generation of artificial structures at the sample preparation stage must be excluded.

一方、図17(a)は、図1に示した試料加工設置を用いて、図4の薄片化工程と、図15の薄板除去工程を用いて得られた、コンタクトホール列が薄片内に入れ込むように作成した薄片試料311の外観図である。薄片試料310はシリコン基部311にコンタクトホール312列が保存された形状で、試料表面313には従来のFIBAD膜は無い。図16(b)は、図16(a)の透過像であり、試料内部にあるコンタクトホール312がコントラスト良く観察することができている。しかも、従来法で問題となっていたホール開口部314のラウンド形状はなく垂直形状を保持している。また、試料表面313やホール底面315にはFIB照射による損傷領域(非晶質層)は無く、コンタクトホール本来の形状を観察することができる。さらに、この試料に対して極微量の元素分析を行っても、FIBAD膜の組成の信号によって試料本来の組成分析が妨害されることはなく、極微量分析にも信頼あるデータを得ることができる。   On the other hand, FIG. 17 (a) shows a contact hole array obtained by using the sample processing installation shown in FIG. 1 and using the thinning step of FIG. 4 and the thin plate removing step of FIG. It is an external view of the thin piece sample 311 produced so that it may include. The thin sample 310 has a shape in which the contact hole 312 row is stored in the silicon base 311, and there is no conventional FIBAD film on the sample surface 313. FIG. 16B is the transmission image of FIG. 16A, and the contact hole 312 in the sample can be observed with good contrast. Moreover, there is no round shape of the hole opening 314 which is a problem in the conventional method, and the vertical shape is maintained. In addition, the sample surface 313 and the hole bottom surface 315 have no damaged region (amorphous layer) due to FIB irradiation, and the original shape of the contact hole can be observed. Furthermore, even if a very small amount of elemental analysis is performed on this sample, the original composition analysis of the sample is not hindered by the composition signal of the FIBAD film, and reliable data can be obtained even for the very small amount analysis. .

図16(c)は薄片試料310を傾斜して得られた透過像で、コンタクトホール312の開口314部や底部315の形状、直径を正確に計測することができる。図16(a)や(b)のような断面を露出する方法より、はるかに正確にホール直径を計測することができる効果を有する。   FIG. 16C is a transmission image obtained by inclining the thin piece sample 310, and the shape and diameter of the opening 314 part and the bottom part 315 of the contact hole 312 can be accurately measured. The hole diameter can be measured much more accurately than the method of exposing the cross section as shown in FIGS.

本発明の一実施例である試料加工装置の基本構成図。The basic block diagram of the sample processing apparatus which is one Example of this invention. 本発明の一実施例である薄板組の設置手段を説明する図。The figure explaining the installation means of the thin plate assembly which is one Example of this invention. 本発明による薄板組の例を説明する図。The figure explaining the example of the thin plate assembly by this invention. 本発明によるSTEM試料作製の手順を説明する図。The figure explaining the procedure of STEM sample preparation by this invention. 本発明の一実施例である微細薄板の固定法を説明する図。The figure explaining the fixing method of the fine thin plate which is one Example of this invention. 本発明による試料作製の実施手順を説明する図。The figure explaining the implementation procedure of the sample preparation by this invention. 本発明の一実施例である微細薄板の固定手順を説明する図。The figure explaining the fixing procedure of the fine thin plate which is one Example of this invention. 本発明の一実施例である微細薄板の別の固定法を説明する図。The figure explaining another fixing method of the fine thin plate which is one Example of this invention. 本発明の一実施例である微細薄板の別の固定法を説明する図。The figure explaining another fixing method of the fine thin plate which is one Example of this invention. 図9の方法の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the method of FIG. 微小薄板の断面形状を説明する図。The figure explaining the cross-sectional shape of a micro thin board. 微小薄板の平面形状とマーク形状を説明する図。The figure explaining the planar shape and mark shape of a micro thin plate. 微小薄板の作製手順を説明する図。The figure explaining the preparation procedure of a micro thin board. 微小薄板の別の作製手順を説明する図。The figure explaining another preparation procedure of a micro thin board. 本発明による試料作製手順を説明する図。The figure explaining the sample preparation procedure by this invention. 従来の試料加工方法によって生じる問題点を説明する図。The figure explaining the problem which arises by the conventional sample processing method. 本発明による試料加工方法で得られた試料を説明する図。The figure explaining the sample obtained with the sample processing method by this invention. 類似の公知例との差異を説明する図。The figure explaining the difference with a similar well-known example.

符号の説明Explanation of symbols

21…試料加工装置、23…試料、25…FIB照射光学系、30…薄板、31…薄板ホールダ、32…ウェーハホールダ、47…観察断面、51a,51b,51c,51d…移設薄膜部、54a,54b…プローブ、210…薄板組、211a,211b…分離した薄板、216…薄板、225…マーク、239c…微小異物、239d…微小突起、274…溝、292…薄板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ... Sample processing apparatus, 23 ... Sample, 25 ... FIB irradiation optical system, 30 ... Thin plate, 31 ... Thin plate holder, 32 ... Wafer holder, 47 ... Observation cross section, 51a, 51b, 51c, 51d ... Transfer thin film part, 54a, 54b ... probe, 210 ... thin plate assembly, 211a, 211b ... separated thin plate, 216 ... thin plate, 225 ... mark, 239c ... fine foreign matter, 239d ... small projection, 274 ... groove, 292 ... thin plate

Claims (10)

荷電粒子ビームによって試料表面の解析を行なう試料解析方法であって、
予め真空試料室内に準備した薄板を上記試料表面に移設する工程と、
集束イオンビームを上記薄板に照射して上記薄板と共に上記試料を加工し、薄片試料を作製する工程と、
上記薄片試料を上記試料から摘出する工程と、
上記薄片試料から上記薄板を除去する工程と、
上記薄片試料の表面を前記荷電粒子ビームによって解析する工程と
を有することを特徴とする試料解析方法。
A sample analysis method for analyzing a sample surface with a charged particle beam,
Transferring a thin plate prepared in advance in the vacuum sample chamber to the sample surface;
Irradiating the thin plate with a focused ion beam to process the sample together with the thin plate to produce a thin piece sample;
Extracting the flake sample from the sample;
Removing the thin plate from the thin sample;
And a step of analyzing the surface of the thin sample with the charged particle beam.
請求項1記載の試料解析方法において、上記試料表面にある微小異物もしくは微小突起を覆うように上記薄板を設置することを特徴とする試料解析方法。   2. The sample analysis method according to claim 1, wherein the thin plate is installed so as to cover minute foreign matters or minute protrusions on the sample surface. 請求項2記載の試料解析方法において、上記薄板は一部の厚みが薄い凹形状を有することを特徴とする試料解析方法。   3. The sample analysis method according to claim 2, wherein the thin plate has a concave shape in which a part of the thin plate is thin. 請求項3記載の試料解析方法において、上記薄板の凹形状が溝形状、矩形面形状、又は略球面であることを特徴とする試料解析方法。   4. The sample analysis method according to claim 3, wherein the concave shape of the thin plate is a groove shape, a rectangular surface shape, or a substantially spherical surface. 請求項1記載の試料解析方法において、上記試料の加工位置の延長線上にマークを形成し、上記薄板に予め形成されているマークを前記試料上に形成されたマークに合わせて上記試料表面に移設することを特徴とする試料解析方法。   2. The sample analysis method according to claim 1, wherein a mark is formed on an extension line of a processing position of the sample, and a mark previously formed on the thin plate is transferred to the sample surface according to the mark formed on the sample. A sample analysis method characterized by: 請求項1記載の試料解析方法において、薄板を上記試料表面に移設する工程では、上記薄板の端部に、上記集束イオンビーム照射によるガスアシストデポジション膜もしくは上記試料への集束イオンビーム照射によって発生したスパッタ粒子による膜を形成して上記薄板を上記試料表面に固定することを特徴とする試料加工方法。   2. The sample analysis method according to claim 1, wherein in the step of transferring the thin plate to the surface of the sample, the gas assisted deposition film by the focused ion beam irradiation or the focused ion beam irradiation to the sample is generated at the end of the thin plate. A sample processing method comprising forming a film of the sputtered particles and fixing the thin plate to the sample surface. 請求項1記載の試料解析方法において、上記薄板は、当該薄板の略中心で交差する直交2直線と上記薄板端部との4交点、又は上記2直線上で上記薄板端部に近い箇所に設けられたマークとなる開口もしくは突起、切り欠きを有することを特徴とする試料解析方法。   2. The sample analysis method according to claim 1, wherein the thin plate is provided at a point of intersection of two orthogonal straight lines intersecting at an approximate center of the thin plate and the thin plate end portion, or at a location close to the thin plate end portion on the two straight lines. A sample analysis method comprising an opening, a projection, or a notch to be a marked mark. 請求項1記載の試料解析方法において、上記薄板は半導体プロセスもしくは電鋳プロセスを用いて作製されたことを特徴とする試料解析方法。   2. The sample analysis method according to claim 1, wherein the thin plate is manufactured using a semiconductor process or an electroforming process. 真空試料室内で試料を載置して移動する試料ステ−ジと、
集束イオンビームを照射する集束イオンビーム照射光学系と、
上記集束イオンビームの照射によって試料から発生する二次粒子を検出する検出器と、
上記検出器からの信号を用いて試料像を表示する画像表示手段と、
上記集束イオンビームの照射部に形成するデポジション膜の原料ガスを供給するガス供給手段と、
上記真空試料室の内部で薄板を搬送して上記試料の表面に移設する薄板搬送手段とを有し、
上記薄板は周縁部に位置決め用の開口、突起もしくは切り欠きからなるマークを有することを特徴とする試料加工装置。
A sample stage in which a sample is placed and moved in a vacuum sample chamber;
A focused ion beam irradiation optical system for irradiating a focused ion beam;
A detector for detecting secondary particles generated from the sample by irradiation of the focused ion beam;
Image display means for displaying a sample image using a signal from the detector;
A gas supply means for supplying a raw material gas for the deposition film formed in the irradiated portion of the focused ion beam;
A thin plate transporting means for transporting a thin plate inside the vacuum sample chamber and transferring it to the surface of the sample;
The thin plate has a mark formed of a positioning opening, a protrusion, or a notch at a peripheral edge thereof.
請求項9記載の試料加工装置において、上記マークは、上記薄板の略中心で交差する直交2直線と上記薄板端部との4交点、又は上記2直線上で上記薄板端部に近い箇所に設けられていることを特徴とする試料加工装置。   10. The sample processing apparatus according to claim 9, wherein the mark is provided at a point of intersection of two orthogonal straight lines intersecting at a substantially center of the thin plate and the thin plate end portion, or at a location near the thin plate end portion on the two straight lines. The sample processing apparatus characterized by the above-mentioned.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010002308A (en) * 2008-06-20 2010-01-07 Sii Nanotechnology Inc Tem sample preparation method, tem sample, and thin section sample
JP2010078332A (en) * 2008-09-24 2010-04-08 Fujitsu Ltd Sample for microscope, sample preparing method and microscopic observation method
WO2010116428A1 (en) * 2009-03-30 2010-10-14 株式会社 日立ハイテクノロジーズ Specimen preparation device, and control method in specimen preparation device
EP2405461A1 (en) * 2010-07-06 2012-01-11 Camtek Ltd. Method and system for preparing a lamella
KR20120004333A (en) * 2010-07-06 2012-01-12 캠텍 리미티드 Method and system for preparing a sample
JP2016050853A (en) * 2014-08-29 2016-04-11 株式会社日立ハイテクサイエンス Automatic sample piece manufacturing apparatus
US9570269B2 (en) 2013-07-23 2017-02-14 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Method for manufacturing a TEM-lamella and assembly having a TEM-lamella protective structure
JP2020057604A (en) * 2018-09-29 2020-04-09 エフ イー アイ カンパニFei Company Chip including multiple lift-out needles, micromanipulator, and system for preparing micromanipulator
JP2020098186A (en) * 2018-12-18 2020-06-25 住友金属鉱山株式会社 Jig for conveyance, method for manufacturing sample piece, and method for analyzing sample piece
CN113865915A (en) * 2021-09-18 2021-12-31 长江存储科技有限责任公司 Detection method of sliced sample

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0528950A (en) * 1991-07-23 1993-02-05 Hitachi Ltd Cross-section processing method and device
JP2001264225A (en) * 2000-03-15 2001-09-26 Hitachi Ltd Sample preparation method
JP2002040107A (en) * 2000-07-24 2002-02-06 Hitachi Ltd Probe driving method and probe device
JP2004501370A (en) * 2000-06-21 2004-01-15 ガタン・インコーポレーテッド Ion beam planing apparatus and method for preparing specimens for electron microscope
JP3547143B2 (en) * 1997-07-22 2004-07-28 株式会社日立製作所 Sample preparation method
JP2004271393A (en) * 2003-03-10 2004-09-30 Toshiba Corp Pedestal base plate, measuring holder for electron microscope, measuring sample assembly, method for producing measuring sample and measuring method
JP2005308400A (en) * 2004-04-16 2005-11-04 Hitachi High-Technologies Corp Sample processing method, sample processing apparatus, and sample observation method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0528950A (en) * 1991-07-23 1993-02-05 Hitachi Ltd Cross-section processing method and device
JP3547143B2 (en) * 1997-07-22 2004-07-28 株式会社日立製作所 Sample preparation method
JP2001264225A (en) * 2000-03-15 2001-09-26 Hitachi Ltd Sample preparation method
JP2004501370A (en) * 2000-06-21 2004-01-15 ガタン・インコーポレーテッド Ion beam planing apparatus and method for preparing specimens for electron microscope
JP2002040107A (en) * 2000-07-24 2002-02-06 Hitachi Ltd Probe driving method and probe device
JP2004271393A (en) * 2003-03-10 2004-09-30 Toshiba Corp Pedestal base plate, measuring holder for electron microscope, measuring sample assembly, method for producing measuring sample and measuring method
JP2005308400A (en) * 2004-04-16 2005-11-04 Hitachi High-Technologies Corp Sample processing method, sample processing apparatus, and sample observation method

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010002308A (en) * 2008-06-20 2010-01-07 Sii Nanotechnology Inc Tem sample preparation method, tem sample, and thin section sample
JP2010078332A (en) * 2008-09-24 2010-04-08 Fujitsu Ltd Sample for microscope, sample preparing method and microscopic observation method
US8710464B2 (en) 2009-03-30 2014-04-29 Hitachi High-Technologies Corporation Specimen preparation device, and control method in specimen preparation device
WO2010116428A1 (en) * 2009-03-30 2010-10-14 株式会社 日立ハイテクノロジーズ Specimen preparation device, and control method in specimen preparation device
JP2010230612A (en) * 2009-03-30 2010-10-14 Hitachi High-Technologies Corp Sample preparation apparatus and control method in sample preparation apparatus
EP2405461A1 (en) * 2010-07-06 2012-01-11 Camtek Ltd. Method and system for preparing a lamella
KR20120004332A (en) * 2010-07-06 2012-01-12 캠텍 리미티드 Method and system for preparing lamellae
JP2012018164A (en) * 2010-07-06 2012-01-26 Kamtec Ltd Method and system for preparing lamella
KR20120004333A (en) * 2010-07-06 2012-01-12 캠텍 리미티드 Method and system for preparing a sample
KR101903783B1 (en) 2010-07-06 2018-10-02 캠텍 리미티드 Method and system for preparing a sample
KR101903782B1 (en) * 2010-07-06 2018-10-02 캠텍 리미티드 Method and system for preparing a lamella
US9570269B2 (en) 2013-07-23 2017-02-14 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Method for manufacturing a TEM-lamella and assembly having a TEM-lamella protective structure
JP2016050853A (en) * 2014-08-29 2016-04-11 株式会社日立ハイテクサイエンス Automatic sample piece manufacturing apparatus
JP2020057604A (en) * 2018-09-29 2020-04-09 エフ イー アイ カンパニFei Company Chip including multiple lift-out needles, micromanipulator, and system for preparing micromanipulator
JP7299812B2 (en) 2018-09-29 2023-06-28 エフ イー アイ カンパニ Systems for preparing chips, micromanipulators and micromanipulators containing multiple lift-out needles
JP2020098186A (en) * 2018-12-18 2020-06-25 住友金属鉱山株式会社 Jig for conveyance, method for manufacturing sample piece, and method for analyzing sample piece
CN113865915A (en) * 2021-09-18 2021-12-31 长江存储科技有限责任公司 Detection method of sliced sample
CN113865915B (en) * 2021-09-18 2023-10-13 长江存储科技有限责任公司 Slice sample detection method

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