(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空室内で加工物を電気的に検査するシステムであって、
真空室と、
移動可能でかつ回転可能なステージと、
前記回転可能なステージ上に支持されるように適合されたプローブ・アセンブリと
を備え、前記プローブ・アセンブリが、
前記加工物と接触し、電気信号を供給または感知する１つまたは複数の電気プローブと、
前記電気プローブに電気信号を供給し、または前記電気プローブから電気信号を受け取る電気コネクタと
を備え、
前記電気コネクタが分離されているときに前記ステージが自由に移動することを可能にするため、前記ステージの動きによって前記電気コネクタを選択的に接続または分離することができるように、前記電気コネクタが構成された
システム。
【請求項２】
前記ステージの第１の部分上に装着された１つまたは複数の第１の要素と、前記第１の部分に対して移動可能な前記ステージの第２の部分上に装着された１つまたは複数の第２の要素とをさらに備え、前記第１の要素のうちの１つの要素が前記第２の要素のうちの１つの要素と接触して、前記電気コネクタを物理的に分離または再接続する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１の要素のうちの１つまたは複数の要素がアクチュエータ・ピンを含み、前記第２の要素のうちの１つまたは複数の要素が、前記アクチュエータ・ピンによって移動するレバーを含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記電気コネクタが分離されているときに前記加工物を接地する導体をさらに備える、請求項１から３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記導体が、前記ステージを移動させることにより前記加工物が接触するポストである、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記電気コネクタが分離されているときに前記電気プローブの針を接地する導体をさらに備える、請求項１から５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記電気プローブの外部にあって前記電気プローブの延出を制限する機械的障壁をさらに備える、請求項１から６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
荷電粒子ビーム・システムを操作する方法であって、
真空室のロード・ロックを通してプローブ・アセンブリを挿入するステップ
を含み、前記プローブ・アセンブリが、
複数のプローブと、
前記複数のプローブによる検査の間、試料を支持する試料位置と
を備え、
前記方法がさらに、
荷電粒子ビームを使用して前記真空室内で前記試料を処理するステップと、
前記真空室を開放せずに、前記プローブ・アセンブリ上の第１の電気コネクタを前記真空室内の第２の電気コネクタと対合させるステップであって、この対合は、前記荷電粒子ビーム・システムにおいて試料の移動に使用されるのとは別の、モータ駆動の機構を用いて達成されるステップと、
前記複数のプローブのうちの１つまたは複数のプローブを前記試料に接触させて前記試料に関する電気的試験を実行するステップと
を含む方法。
【請求項９】
前記荷電粒子ビームを使用して前記試料を処理し、前記複数のプローブのうちの１つまたは複数のプローブを前記試料に接触させて前記試料に関する電気的試験を実行した後に、
前記第１の電気コネクタと前記第２の電気コネクタを分離するステップと、
前記荷電粒子ビームを使用して前記試料を２度目に処理するステップと、
前記第１の電気コネクタを前記第２の電気コネクタと２度目に対合させるステップと、
前記複数のプローブのうちの１つまたは複数のプローブを前記試料に接触させて前記試料に関する電気的試験を２度目に実行するステップと
をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記荷電粒子ビームを使用して前記試料を最初にまたは２度目に処理する前に前記試料を接地するステップをさらに含む、請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
前記荷電粒子ビームを使用して前記試料を最初にまたは２度目に処理している間、前記試料を電気的にバイアスして、前記プローブ・アセンブリが接続されていない間に前記試料に衝突する前記荷電粒子のエネルギーを低減させるステップをさらに含む、請求項８または９に記載の方法。
【請求項１２】
前記荷電粒子ビームを使用して前記真空室内で前記試料を処理している間、前記プローブを接地するステップをさらに含む、請求項８から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記試料を接地するステップが、前記試料を水平または垂直に移動させて接地導体と接触させるステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記プローブに対する損傷を防ぐために、前記プローブの外部にあって前記プローブの最大上昇を制限する物理的制限要素を提供するステップをさらに含む、請求項８から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記荷電粒子ビームは、集束イオン・ビームであり、
前記荷電粒子ビームを使用して前記試料を処理するステップが、前記集束イオン・ビームでミリングすることにより前記試料から層を除去することを含み、
前記電気的試験を実行するステップが、前記試料から除去されて露出した前記層に対して電気的な検査を行うことを含む、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子ビーム・システムとともに使用する電気プローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
ナノメートル規模の小さな導体を使用した電気回路の検査（ｐｒｏｂｉｎｇ）はナノプロービング（ｎａｎｏｐｒｏｂｉｎｇ）と呼ばれている。ナノプロービングは、半導体市場において、故障解析およびデバイスの特性評価のために広く使用されている。回路を電気的に試験するために、いくつかのプローブ（探針）を１０ｎｍ未満の分解能で配置して、電圧または電流を測定または印加することができる。
【０００３】
回路に電気的にアクセスするため、検査前に、例えば埋め込まれた導体を露出させることによって、試料を調製する必要がある。デュアル・ビーム・システム、すなわちイオン・ビーム・カラムと電子ビーム・カラムとを含む荷電粒子ビーム・システムは、試料を解析するための強力なツールである。デュアル・ビーム・システムでは、イオン・ビームを使用して、例えば回路の埋込み層を露出させることができ、電子ビームを使用して、回路の露出した層の大きく拡大された画像を形成することができる。いくつかのデュアル・ビーム・システムの利点は、さまざまな構造体をミリング（ｍｉｌｌｉｎｇ）するためおよび画像化のために、ステージが傾斜および回転して、加工物を、さまざまな角度からの電子ビームおよびイオン・ビームにさらすことができることである。いくつかのシステムの他の利点は、最後の集束レンズをビームが通過した後、ビームが回路に衝突する前にビームのエネルギーを低減させ、それによって試料の損傷を低減させ、同時に高い分解能を維持するために、ステージの一部分に電圧を印加することができることである。
【０００４】
電子顕微鏡内での位置決め用のナノプローブ（ｎａｎｏｐｒｏｂｅ）アセンブリは、例えばドイツＲｅｕｔｌｉｎｇｅｎのＫｌｅｉｎｄｉｅｋ  Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｉｋ  ＧｍｂＨから入手可能である。プローブ・アセンブリは、電圧を印加しまたは試験中の回路からの電圧を感知することができる任意の数の電気プローブ、時に４つ、６つまたは８つの電気プローブを有することができる。プローブはそれぞれ、回路に接触させるためにプローブ先端を上げたりまたは下げたりすることができるマニピュレータを含む。プローブ先端は一般に、マニピュレータから電気的に絶縁されている。しかしながら、デュアル・ビーム・システム内にプローブ・アセンブリが装着されていると、デュアル・ビーム・システムの柔軟性（ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ）の多くが失われる。プローブ・アセンブリへのケーブル配線はステージの移動を制限し、そのため、荷電粒子ビーム処理に必要な態様で試料を回転させたり傾けたりすることが不可能なことがある。プローブ・アセンブリの電子回路が、ステージまたは試料への減速電圧（ｒｅｔａｒｄｉｎｇ  ｖｏｌｔａｇｅ）の印加を妨げ、その結果、集束レンズを通過した後に電子ビーム・エネルギーを低減させることができないことがある。
【０００５】
デュアル・ビーム・システム内にプローブ・アセンブリが存在すると、システムの柔軟性が低減し、回転およびビームの減速が妨げられるため、加工物を処理するためには、プローブ・アセンブリを有するシステムから加工物を取り出し、別のデュアル・ビーム・システムに加工物を挿入する必要がある。次いで、プローブ・アセンブリを含む最初のシステム内に加工物を戻すことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、プローブ・アセンブリと組み合わされたデュアル・ビーム・システムの柔軟性を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のいくつかの実施形態は、真空室内で、プローブ・アセンブリを、その電気ハーネス（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｈａｒｎｅｓｓ）に接続し、その電気ハーネスから分離して、加工物が装着されたプローブ・アセンブリを、ケーブルによって妨害されることなく回転および傾斜させることができるようにし、次いで、真空室を開放することなくプローブ・アセンブリを再接続することができる機構を提供する。本発明のいくつかの実施形態は、プローブ・アセンブリがその電気ハーネスから分離されているときに試料およびプローブを接地する手段を提供する。本発明のいくつかの実施形態は、動作中、例えばエア・ロックを通過している間、またはステージを傾けている間など、プローブに損傷を与えうる物体の近くにプローブが配置されるときにプローブがあまり上方へ突き出ないことを保証することによってプローブ機構およびプローブに対する損傷を防ぐ手段を提供する。
【０００８】
以上では、以下の本発明の詳細な説明をより十分に理解できるように、本発明の特徴および技術上の利点をむしろ概略的に概説した。以下では、本発明の追加の特徴および利点を説明する。開示される着想および特定の実施形態を、本発明の同じ目的を達成するために他の構造体を変更しまたは設計するベースとして容易に利用することができることを当業者は理解すべきである。さらに、このような等価の構造体は、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨および範囲を逸脱しないことを当業者は理解すべきである。
【０００９】
次に、本発明および本発明の利点のより完全な理解のため、添付図面に関して書かれた以下の説明を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】高分解能ステージの可動台部（ｃａｒｒｉａｇｅ）上のプローブ・アセンブリを概略的に示す図である。
【図２Ａ】プローブ・アセンブリ、試料および導電性のポスト（ｐｏｓｔ）の異なる構成を示す図であり、試料を検査するように構成されたプローブを示す図である。
【図２Ｂ】プローブ・アセンブリ、試料および導電性のポスト（ｐｏｓｔ）の異なる構成を示す図であり、荷電粒子ビーム処理のために移動して接地ポストと接触した試料を示す図である。
【図３Ａ】プローブ、試料および水平要素を有する接地されたポストの異なる構成を示す図であり、試料が、接地されたポストともまたはプローブとも接触していない中立構成を示す図である。
【図３Ｂ】プローブ、試料および水平要素を有する接地されたポストの異なる構成を示す図であり、試料が移動して、接地されたポストの水平要素と接触していることを示す図である。
【図４Ａ】プローブ、試料、接地されたポストおよびプローブ接地導体のさまざまな構成を示す図であり、プローブも、試料も、接地されたポストも、プローブ接地導体も互いに接触していない中立位置にあるプローブおよび試料を示す図である。
【図４Ｂ】プローブ、試料、接地されたポストおよびプローブ接地導体のさまざまな構成を示す図であり、試料が、接地されたポストと接触し、プローブがプローブ接地導体と接触している、荷電粒子ビームで試料を処理するための構成を示す図である。
【図４Ｃ】プローブ、試料、接地されたポストおよびプローブ接地導体のさまざまな構成を示す図であり、プローブが試料と接触し、プローブ接地導体とは接触せず、試料が、接地されたポストと接触しない、試料を検査するための構成を示す図である。
【図４Ｄ】プローブ、試料、接地されたポストおよびプローブ接地導体のさまざまな構成を示す図であり、接地されたポストと接触している試料と複数のプローブの上方のプローブ接地導体とを示す、プローブ・アセンブリの上面図である。
【図５】図１の電気接続および分離機構をより詳細に示す図である。
【図６】プローブ機構の仰角（ｅｌｅｖａｔｉｏｎ  ａｎｇｌｅ）を制限して、例えばプローブおよびプローブ機構が真空室内および真空室外へ移されるときまたはステージが傾けられたときのプローブおよびプローブ機構に対する損傷を防ぐ高さコンストラクタ（ｈｅｉｇｈｔ  ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｏｒ）を示す図である。
【図７】荷電粒子ビーム・システムの真空室内のプローブ・アセンブリを示す図である。
【図８】ロード・ロックから挿入され、真空室内のステージ上に装着されているプローブ・アセンブリを示す図である。
【図９】傾けられたステージ上のプローブ・アセンブリと、レンズに対するプローブ・アセンブリの位置とを示す図である。
【図１０Ａ】ロード・ロックからプローブ・アセンブリを装填するステップ、プローブ・アセンブリを電気コネクタに接続するステップ、および荷電粒子ビーム観察のためにプローブ・アセンブリを観察位置へ移動させるステップを示す図である。
【図１０Ｂ】ロード・ロックからプローブ・アセンブリを装填するステップ、プローブ・アセンブリを電気コネクタに接続するステップ、および荷電粒子ビーム観察のためにプローブ・アセンブリを観察位置へ移動させるステップを示す図である。
【図１０Ｃ】ロード・ロックからプローブ・アセンブリを装填するステップ、プローブ・アセンブリを電気コネクタに接続するステップ、および荷電粒子ビーム観察のためにプローブ・アセンブリを観察位置へ移動させるステップを示す図である。
【図１０Ｄ】ロード・ロックからプローブ・アセンブリを装填するステップ、プローブ・アセンブリを電気コネクタに接続するステップ、および荷電粒子ビーム観察のためにプローブ・アセンブリを観察位置へ移動させるステップを示す図である。
【図１１】プローブ・アセンブリの略図である。
【図１２Ａ】それぞれ、プローブ・アセンブリ上のソケットにコネクタを接続するように配置されたコネクタ・アセンブリ、プローブ・アセンブリ上のソケットからコネクタを分離するように配置されたコネクタ・アセンブリを示す図である。
【図１２Ｂ】それぞれ、プローブ・アセンブリ上のソケットにコネクタを接続するように配置されたコネクタ・アセンブリ、プローブ・アセンブリ上のソケットからコネクタを分離するように配置されたコネクタ・アセンブリを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
真空室から試料を取り出すことなく、ナノプローブを使用した試料の電気的試験と荷電粒子ビーム処理を使用した試料の処理とを交互に切り換えることができることが望ましい。
【００１２】
いくつかの試料調製プロセスでは、処理中に、
ａ．関心の試料領域がビームの一致点にあること、
ｂ．試料が接地されていること、
ｃ．針が接地されていること、
ｄ．試料が５２度まで傾くことができること、および
ｅ．４２度に傾斜している間、ステージが＋／−１８０度にわたって完全に回転することができること
が望ましいことを、本出願の出願人は確認した。
【００１３】
傾斜または回転させる前には、プローブ・アセンブリからの電気信号およびプローブ・アセンブリへの電気信号を運ぶ配線ハーネス（ｗｉｒｉｎｇ  ｈａｒｎｅｓｓ）を分離しなければならず、分離すると、試料および針からの接地接続が除かれる。さらに、プローブ電子回路を傷つけることおよび安全でない状態を生み出すことを防ぐため、ビーム・エネルギーを低減させるためにステージを高電圧にバイアスする前にも配線ハーネスを分離しなければならない。
【００１４】
図１１は、プローブ・アセンブリ１１０２の一実施形態を示す。このプローブ・アセンブリは一般に６つ、８つなどの複数のプローブを有するが、１つのプローブ１１０４だけが示されている。プローブ１１０４はマニピュレータ１１０６を含み、マニピュレータ１１０６は、水平面内で移動すること、およびプローブ先端１１１０を支持するアーム１１０８を上げ下げすることができる。３次元空間内で試料を移動させることができるプローブ試料ステージ１１２０、すなわちｘ−ｙ平面内においておよび垂直方向に試料を移動させることができるプローブ試料ステージ１１２０が、試料１１２２を支持する。スタブ（ｓｔｕｂ）１１２４が顕微鏡のステージの中に上方から収まり、ソケット１１２６が、プローブおよび試料ステージに対する電気接続を提供する。
【００１５】
図１はプローブ・アセンブリを示す。このプローブ・アセンブリは、真空室内でステージを移動させることにより、プローブ・アセンブリに電気ハーネスを接続し、プローブ・アセンブリから電気ハーネスを分離することができる。精密ステージの駆動機構が提供する力は、配線ハーネスの電気コネクタをプローブ・アセンブリの電気コネクタに単純に押し付けたり、配線ハーネスの電気コネクタをプローブ・アセンブリの電気コネクタから単純に引き抜いたりするのには不十分であることを本出願の出願人は見出した。図１は、配線ハーネスの電気コネクタをプローブ・アセンブリの電気コネクタに接続し、または配線ハーネスの電気コネクタをプローブ・アセンブリの電気コネクタから分離するために、レバー１０２を使用して、ステージの移動に起因する力を増大させるプローブ・アセンブリを示す。
【００１６】
このプローブ・アセンブリは５軸ステージ上に配置されることが好ましい。すなわち、このステージは、Ｘ、ＹおよびＺ方向に移動することができ、かつ傾斜することおよび回転することができる。図１にはＹ軸移動機構だけが示されている。このプローブ・アセンブリは、Ｙ軸受ブロック内を移動する超高分解能（ｕｌｔｒａ  ｈｉｇｈ  ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）（ＵＨＲ）Ｙ可動台部上に配置された状態で示されている。レバー１０２を有するコネクタ対合アセンブリが、プローブ・アセンブリの分離可能部分に取り付けられている。ＵＨＲ  Ｙ可動台部が矢印１１０の方向に移動すると、レバーがアクチュエータ・ピン１２０と接触し、レバーは、矢印１１０とは反対の方向に変位し、コネクタを、プローブ・アセンブリのコネクタから引き抜く。この実施形態はレバーを使用するが、カム、ケーブルなど任意の機構を使用することができる。ロボットまたはモータ駆動の機構を使用することができる。コネクタが分離された後、プローブ・アセンブリは、ステージが提供する範囲で自由に移動することができる。プローブ・アセンブリはステージと一緒に傾斜および回転することができ、配線ハーネス１２６はプローブ・アセンブリの運動を制限しない。さらに、高いバイアス電圧がケーブルを伝って伝達される危険性なしに、公知の方法によってステージに電気バイアスをかけて、ビーム・エネルギーを低減させることができる。
【００１７】
試料を、例えば集束イオン・ビームでのミリングまたは電子ビームを使用した画像化によって処理した後、矢印１１０とは反対の方向にＵＨＲ  Ｙ可動台部を移動させる。レバー１０２がアクチュエータ・ピン１２２と接触し、アクチュエータ・ピン１２２が、コネクタを、プローブ・アセンブリ上のコネクタに再び押し込んで、試料を検査することができるようにする。例えばイオン・ビームを使用して試料から異なる層を除去し、露出した層を順番に電気的に検査するときには、この工程を繰り返すことができる。本発明の実施形態は、大気に対して真空室を開くことなく、真空室内で、プローブ・アセンブリへのこの電気接続をつないだり、切断したりすることを可能にする。
【００１８】
図５は、プローブ・アセンブリを選択的に接続および分離する接続機構を示す。このプローブ・アセンブリは、図８に示されているようなステージ上に載置される。ステージが移動するとコネクタ機構は作動する。アクチュエータ・アーム（レバー）がその移動の終わりにアクチュエータ・ピンを押すと、コネクタは接続しまたは分離する。図８は、対合機構のコネクタに接続された配線ハーネスを示す。配線ハーネスは一般に、真空室の内部と外部との間で信号を伝達するためのポート（ｐｏｒｔ）まで延びる。
【００１９】
図１２Ａおよび１２Ｂは、プローブ・アセンブリにコネクタを接続しまたはプローブ・アセンブリからコネクタを分離するための異なる位置にあるステージ上のコネクタ・アセンブリを示す。プローブ・アセンブリは示されていないが、示されている丸いプレートの上に装着されることになる。図１２Ａは、レバーが、プローブ・アセンブリ上のソケットにコネクタを押し込むコネクタ・アセンブリ位置を示す。図１２Ｂは、レバーが、プローブ・アセンブリ上のソケットからコネクタを引き抜き、それによってコネクタが分離するコネクタ・アセンブリ位置を示す。
【００２０】
図１１に示されているように、プローブはそれぞれ、マニピュレータ部分および導電性プローブ部分を含む。導電性プローブ部分は、マニピュレータ部分およびプローブ・アセンブリのベース（ｂａｓｅ）から電気的に絶縁されている。プローブ・アセンブリのベースはステージを通して接地されている。プローブ・アセンブリ内の試料ホルダは、プローブ・アセンブリのベースから電気的に絶縁されている。導電性プローブ部分および試料への電気接触は、プローブ・アセンブリの配線ハーネスを通してなされる。
【００２１】
配線ハーネスがプローブ・アセンブリから分離されているとき、試料およびプローブは電気的に浮動状態にある。すなわち試料およびプローブは接地されていない。試料が接地されていない場合、試料に荷電粒子ビームが導かれると試料は帯電する。図２Ａおよび２Ｂは試料を接地する１つの方法を示す。プローブ・アセンブリ２０２は、試料２００を試験するための６つのプローブ２０４を含む。プローブを使用して、試料に信号を印加し、または試料上の信号を測定することができる。プローブ・アセンブリのベースからポスト２０６が延びている。試料を電気的に検査せず、荷電粒子ビームによって処理するときには、試料を移動させてポスト２０６に電気的に接触させる。ポスト２０６は、システム・ステージを通して接地されたプローブ・アセンブリのベースを通して接地されている。プローブ・アセンブリを真空室内に装填する前に、操作者は、プローブ・アセンブリ上のサブステージをこの接地要素２０６に押し当てることができる。あるいは、プローブ・アセンブリをコネクタと対合させて、サブステージに電力を供給することもできる。次いで、モータを使用して、サブステージがこの接地要素２０６と接触するまでサブステージを駆動する。いくつかの実施形態では、マニピュレータを使用して、サブステージを移動させてこの接地要素２０６に当接させることができる。この時点で、プローブは、荷電粒子ビームが試料に衝突する点から離れており、試料は接地されている。
【００２２】
図３Ａおよび３Ｂは、試料２００を接地する他の実施形態を示す。図２Ａおよび２Ｂの場合のように試料を水平面内で移動させてポスト２００と接触させるのではなく、試料を垂直に移動させて、水平部分３１０を有するポスト３０２と接触させる。試料を水平に移動させる場合と同様に、真空室に挿入する前に、試料サブステージを、接地されたポストに当接するように手動で移動させること、試料サブステージに電力を供給し、接地されたポストに当接するように試料サブステージを移動させること、またはプローブ・アセンブリの外部のマニピュレータによってサブステージを移動させることができる。
【００２３】
図２Ａ、２Ｂ、３Ａおよび３Ｂの実施形態は、試料を接地する方法を提供するが、プローブ自体は接地されない。図４Ａ〜４Ｄは、プローブの上方の接地された要素、「中二階部（ｍｅｚｚａｎｉｎｅ）」の使用を示す。この中二階部は、プローブ・アクチュエータがプローブを持ち上げて中二階部と接触させたときにプローブを接地する。この中二階部は、図２Ａ、２Ｂ、３Ａおよび３Ｂのうちのどの接地されたポストとともに使用されたときでも、配線ハーネスがプローブ・アセンブリから分離されたときに、プローブおよび試料に対する接地接触を提供することができる。この中二階部は、プローブ・アセンブリのベースおよびシステム・ステージを通して接地される。
【００２４】
図４Ａは、試料２００もプローブ３０６も接地されていない構成を示す。図４Ｂでは、試料が移動して接地ポスト２０６と接触しており、プローブ３０６が、マニピュレータ４０６によって持ち上げられて、接地された中二階部４０２と接触している。真空室に入れる前に、プローブを手動で移動させて中二階部と接触させることもでき、またはマニピュレータを使用してプローブを配置することもできる。この示された構成では、プローブと試料の両方が接地されている。したがって、荷電粒子ビームによって試料を処理することができ、試料または針に静電荷が蓄積しない。図４Ｃに示された構成では試料が検査されている。試料もプローブも接地されていない。Ｙ可動台部は、プローブ・アセンブリ用のコネクタがプローブ・アセンブリに再び接続されるように移動しており、プローブは、電気試験のため試料と接触するように下げられている。図４Ｄは、接地された構成にある、ポスト２０６および中二階部４０２を備えるプローブ・アセンブリを示す。
【００２５】
中二階部は、プローブを接地する目的に使用されるだけでなく、物理的な運動中にプローブが上方へ傾けられたときに、例えば真空システムのエア・ロックにプローブ・アセンブリが挿入されている間にまたは試料が取り付けられたプローブ・アセンブリが荷電粒子ビーム処理のために傾けられているときにプローブが上方へ傾けられたときにプローブが損傷すると思われる位置までプローブが上昇することを防ぐ目的に中二階部を使用することもできる。図６は、プローブが過度に上昇しないようにすることによってプローブ・アセンブリに対する損傷を防ぐ別の構造体を示す。この構造体は、タブ６０４を有するリング６０２を含み、このリングから延びるタブ６０４は、プローブのマニピュレータ６０８の部分、したがってプローブの導電性部分６０８が、プローブ・アセンブリのベース・プレートの上方へ過度に延出することを防ぐ。プローブの導電性部分６０８がプローブ・アセンブリのベース・プレートの上方へ過度に延出すると、プローブ・アセンブリが真空室内へ向かってロックを通過しているとき、またはステージが傾けられて荷電粒子ビーム・カラムの集束レンズにプローブ・アセンブリが近づいたときなど、プローブが別の構造体の近くにあるときに、プローブが損傷する可能性がある。個々のプローブの交換を容易にするため、いくつかの実施形態では、マニピュレータ６０８が、マニピュレータ６０８の運動範囲内でタブの下から移動することができるように、タブ６０４が配置される。図７は、試料ステージが傾けられた真空室の内部を示す。図７は、ステージが傾いているときにはプローブ・アセンブリがレンズの非常に近くにあることを示している。プローブが、試料プローブ・ホルダの上方へあまり延出しないことが必要であり、そうでない場合には、プローブがレンズに当たり、損傷する。
【００２６】
図７は、真空室の内部を示す。傾斜ステージ７０２が、ソケット７１６を有するプローブ・アセンブリ７０４を支持する平行移動ステージ７１４を支持している。このプローブ・アセンブリは、ロード・ロック・シャトル７１０に載せられ、ロード・ロックを通して真空室に入れられる。図７は、プローブ・アセンブリ上に配置された試料の表面に荷電粒子を焦束させるレンズ７０６を示す。
【００２７】
図１０Ａ〜１０Ｂは、プローブ・アセンブリをステージ上に装填するステップを示す。図１０Ａに示されているように、プローブ・アセンブリを、ロード・ロック・シャトルに載せて真空室に入れ、ステージ・マウント上に置く。ステージ・アセンブリを、シャトルによって、図１０Ｂに示された位置まで下ろす。図１０Ｃは、ステージを水平に移動させて、前述のとおり、コネクタ・アセンブリ上のコネクタをプローブ・アセンブリ上のソケットと対合させることを示している。図１０Ｄでは、プローブ・アセンブリが電気的に接続されたステージを持ち上げて、ユーセントリック点（ｅｕｃｅｎｔｒｉｃ  ｐｏｉｎｔ）、すなわち複数のビームが一致し、ステージの回転中または傾斜中も一致した状態が維持される点に、試料が配置されるようにする。
【００２８】
本発明の一態様は、真空室内で加工物を電気的に検査するシステムであって、
真空室と、
移動可能でかつ回転可能なステージと、
回転可能なステージ上に支持されるように適合されたプローブ・アセンブリと
を備え、プローブ・アセンブリが、
加工物と接触し、電気信号を供給または感知する１つまたは複数の電気プローブと、
プローブに電気信号を供給し、またはプローブから電気信号を受け取る電気コネクタと
を備え、
電気コネクタが分離されているときにステージが自由に移動することを可能にするため、ステージの動きによって電気コネクタを選択的に接続または分離することができるように、電気コネクタが構成された
システムを提供する。
【００２９】
いくつかの実施形態では、このシステムが、ステージの第１の部分上に装着された１つまたは複数の第１の要素と、第１の部分に対して移動可能なステージの第２の部分上に装着された１つまたは複数の第２の要素とをさらに備え、第１の要素のうちの１つの要素が第２の要素のうちの１つの要素と接触して、電気コネクタを物理的に分離または再接続する。
【００３０】
いくつかの実施形態では、第１の要素のうちの１つまたは複数の要素がアクチュエータ・ピンを含み、第２の要素のうちの１つまたは複数の要素が、アクチュエータ・ピンによって移動するレバーを含む。
【００３１】
いくつかの実施形態では、このシステムが、電気コネクタが分離されているときに試料を接地する導体をさらに備える。
【００３２】
いくつかの実施形態では、この導体が、ステージを移動させることにより試料が接触するポストである。
【００３３】
いくつかの実施形態では、このシステムが、電気コネクタが分離されているときにプローブの針を接地する導体をさらに備える。
【００３４】
いくつかの実施形態では、このシステムが、プローブの外部にあってプローブの延出を制限する機械的障壁をさらに備える。
【００３５】
本発明のいくつかの態様は、荷電粒子ビーム・システムを操作する方法であって、
真空室のロード・ロックを通してプローブ・アセンブリを挿入するステップ
を含み、このプローブ・アセンブリが、
複数のプローブと、
複数のプローブによる検査の間、試料を支持する試料位置とを備え、
この方法がさらに、
荷電粒子ビームを使用して真空室内で試料を処理するステップと、
真空室を開放せずに、プローブ・アセンブリ上の第１の電気コネクタを真空室内の第２の電気コネクタと対合させるステップと、
複数のプローブのうちの１つまたは複数のプローブを試料に接触させて試料に関する電気的試験を実行するステップと
を含む方法を含む。
【００３６】
いくつかの実施形態では、この方法が、荷電粒子ビームを使用して試料を処理し、複数のプローブのうちの１つまたは複数のプローブを試料に接触させて試料に関する電気的試験を実行した後に、
第１の電気コネクタと第２の電気コネクタを分離するステップと、
荷電粒子ビームを使用して試料を２度目に処理するステップと、
第１の電気コネクタを第２の電気コネクタと２度目に対合させるステップと、
複数のプローブのうちの１つまたは複数のプローブを試料に接触させて試料に関する電気的試験を２度目に実行するステップと
をさらに含む。
【００３７】
いくつかの実施形態では、この方法が、集束イオン・ビームを使用して試料を最初にまたは２度目に処理する前に試料を接地するステップをさらに含む。
【００３８】
いくつかの実施形態では、この方法が、荷電粒子ビームを使用して試料を最初にまたは２度目に処理している間、試料を電気的にバイアスして、プローブ・アセンブリ・コネクタが接続されていない間に試料に衝突する荷電粒子のエネルギーを低減させるステップをさらに含む。
【００３９】
いくつかの実施形態では、この方法が、荷電粒子ビームを使用して真空室内で試料を処理している間、プローブを接地するステップをさらに含む。
【００４０】
いくつかの実施形態では、試料を接地するステップが、試料を水平または垂直に移動させて接地導体と接触させるステップを含む。
【００４１】
いくつかの実施形態では、この方法が、プローブに対する損傷を防ぐために、プローブの外部にあってプローブの最大上昇を制限する物理的制限要素を提供するステップをさらに含む。
【００４２】
いくつかの実施形態では、本発明が、真空室内に装着されたプローブ・アセンブリ内の試料を接地する方法および装置であって、この方法が、試料または試料ステージを水平または垂直に移動させて接地ポストと接触させるステップを含む方法および装置を含む。
【００４３】
いくつかの実施形態では、本発明が、真空室内に装着されたプローブ・アセンブリ内のプローブを接地する方法および装置であって、この方法が、プローブを移動させて、プローブの上方または下方の接地された導体と接触させるステップを含む方法および装置を含む。
【００４４】
いくつかの実施形態では、本発明が、真空室内に装着されたプローブ・アセンブリ内のプローブを保護する方法および装置であって、この方法が、プローブの動きを制限して、エア・ロックもしくはレンズまたは他の構造体と衝突するのに十分な程度にプローブがプローブ・アセンブリの上方に延びることを防ぐ外部制限要素を提供するステップを含む方法および装置を含む。
【００４５】
本発明の好ましい方法または装置は多くの新規の態様を有する。本発明は、異なる目的を有する異なる方法または装置として実施することができるため、全ての実施形態に全ての態様が存在する必要はない。さらに、記載された実施形態の態様の多くは別々に特許を受けることができる。例えば、試料を接地する方法および装置は、プローブ・アセンブリを電気的に接続および分離する方法および装置とは別に特許を受けることができると考えられる。また、プローブを接地する方法および装置と、プローブの運動範囲を制限することによってプローブを保護する方法および装置は、別々に特許を受けることができる。これらの発明は独立して使用することができ、一緒に使用される必要はない。本発明は幅広い適用可能性を有し、上記の例において説明し示した多くの利点を提供することができる。本発明の実施形態は、具体的な用途によって大きく異なる。全ての実施形態が、これらの全ての利点を提供するわけではなく、全ての実施形態が、本発明によって達成可能な全ての目的を達成するわけでもない。
【００４６】
以上の説明の多くは、ドリル・カッティング（ｄｒｉｌｌ  ｃｕｔｔｉｎｇ）からの鉱物試料を対象としているが、本発明は、適当な任意の材料の試料を調製する目的に使用することができる。特記しない限り、本出願では、用語「加工物」、「試料」、「基板」および「試験体」が相互に交換可能に使用されている。さらに、本明細書において、用語「自動」、「自動化された」または類似の用語が使用されるとき、これらの用語は、自動プロセスもしくは自動ステップまたは自動化されたプロセスもしくは自動化されたステップの手動による開始を含むものと理解される。
【００４７】
上記の議論および特許請求の範囲では、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」が、オープン・エンド（ｏｐｅｎ−ｅｎｄｅｄ）型の用語として使用されており、したがって、これらの用語は、「．．．を含むが、それらだけに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ，ｂｕｔ  ｎｏｔ  ｌｉｍｉｔｅｄ  ｔｏ）」ことを意味すると解釈すべきである。ある用語が本明細書で特に定義されていない場合、その用語は、その通常の一般的な意味で使用されることが意図されている。添付図面は、本発明の理解を助けることが意図されており、特記しない限り、一定の比率では描かれていない。本発明を実施するのに適した粒子ビーム・システムは例えば、本出願の譲受人であるＦＥＩ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている。
【００４８】
本発明および本発明の利点を詳細に説明したが、添付の特許請求の範囲によって定義された本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書に記載された実施形態に、さまざまな変更、置換および改変を加えることができることを理解すべきである。さらに、本出願の範囲が、本明細書に記載されたプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法およびステップの特定の実施形態に限定されることは意図されていない。当業者なら本発明の開示から容易に理解するように、本明細書に記載された対応する実施形態と実質的に同じ機能を実行し、または実質的に同じ結果を達成する既存のまたは今後開発されるプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法またはステップを、本発明に従って利用することができる。したがって、添付の特許請求の範囲は、その範囲内に、このようなプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法またはステップを含むことが意図されている。
【符号の説明】
【００４９】
２００  試料
２０２  プローブ・アセンブリ
２０４  プローブ
２０６  ポスト
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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