(57)【要約】【課題】透過型電子顕微鏡観察用試料を容易に作製し且つ透過型電子顕微鏡ホルダに装着することができることを目的とする。【解決手段】集束イオンビーム装置は、試料室、イオンビーム光学系、試料ステージ、サイドエントリ型ステージ及び透過型電子顕微鏡試料ホルダ、及び、マイクロサンプリングステージ及び試料ホルダ交換機構、を有し、試料ステージは、試料を移動させるｘテーブル、ｙテーブル、ｚテーブル、ローテーションテーブル及びチルトテーブルを有し、上記サイドエントリ型ステージは、ｘ微動部及びｙｚｔ微動部を有し、上記ｘ微動部とｙｚｔ微動部は、上記試料室にて対向するように配置され、上記ｘ微動部は、上記チルトテーブルに設けられたチルト軸に設けられた中空部に配置されている。【選択図】  図４
2005005108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料室と、該試料室に装着されたイオンビーム光学系と、上記試料室内に配置され走査型電子顕微鏡試料ホルダを有する試料ステージと、上記試料室のｘ軸方向に沿って配置されたサイドエントリ型ステージ及び透過型電子顕微鏡試料ホルダと、上記試料室のｙ軸方向に沿って配置されたマイクロサンプリングステージ及び試料ホルダ交換機構と、を有する集束イオンビーム装置。
【請求項２】
請求項１記載の集束イオンビーム装置において、上記試料ステージは、試料をｘ方向に移動するｘテーブルと、試料を試料面に沿って且つｘ軸に垂直な方向に移動するｙテーブルと、試料を試料面に垂直に且つｘ軸に垂直な方向に移動するｚテーブルと、試料を試料面に垂直な軸線周りに回転させるローテーションテーブルと、試料をｘ軸に平行な軸線周りに回転させるチルトテーブルとを有し、上記サイドエントリ型ステージは、上記透過型電子顕微鏡試料ホルダをｘ方向に移動するｘ微動部とｙ方向、ｚ方向及びチルト方向に移動するｙｚｔ微動部とを有し、上記ｘ微動部とｙｚｔ微動部は、上記試料室にて対向するように配置され、上記ｘ微動部は、上記チルトテーブルを回転可能に支持するチルト軸に設けられた中空部内に配置されていることを特徴とする集束イオンビーム装置。
【請求項３】
請求項１記載の集束イオンビーム装置において、上記チルトテーブルには突起状の跳ね上げ具が設けられ、上記ｚテーブルが上方に移動すると、上記跳ね上げ具が上記ｘ微動部の先端部に当接して、上記ｘ微動部の先端部は上方に移動し、上記ｚテーブルが下方に移動すると、上記跳ね上げ具は上記ｘ微動部の先端部より離れ、上記ｘ微動部の先端部は上記ｙｚｔ微動部の先端に当接する位置に配置されるように構成されていることを特徴とする集束イオンビーム装置。
【請求項４】
請求項１記載の集束イオンビーム装置において、上記試料室にメネジ部を設け、前記メネジ部にロックネジをねじ込み、試料室とロックネジはＯリングでシールし、前記ロックネジの先端で試料ステージを支持するステージフレームの上部を押圧したことを特徴とする集束イオンビーム装置。
【請求項５】
上記試料室にメネジ部を設け、前記メネジ部にロックネジをねじ込み、試料室とロックネジはＯリングでシールし、前記ロックネジの先端は上記試料ステージを支持するステージフレームの上部を押圧していることを特徴とする集束イオンビーム装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は透過型電子顕微鏡、走査型電子顕微等のための試料を作製するために使用して好適な集束イオンビーム装置に関し、特に、透過型電子顕微鏡用試料を作成するのに好適な集束イオンビーム装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの分析装置として透過型電子顕微鏡、及び走査型電子顕微鏡が使用され、その試料を作製するために集束イオンビーム加工を行う収束イオンビーム装置が利用される。集束イオンビーム装置は、透過型電子顕微鏡、又は走査型電子顕微鏡と、試料ホルダを共有するように構成されている。即ち、集束イオンビーム装置は、透過型電子顕微鏡又は走査型電子顕微鏡の試料ホルダを着脱可能に装着することができる。従って、集束イオンビーム装置によって試料を作製した後、試料を保持した状態で、試料ホルダを取り外し、それを透過型電子顕微鏡、又は走査型電子顕微鏡に装着し、試料を観察することができる。
【０００３】
図１を参照して、透過型電子顕微鏡の試料ホルダを装着した集束イオンビーム装置の構成を説明する。この集束イオンビーム装置は、試料室２と、試料室２の上部に取り付けられたイオンビーム光学系３と、ｘ軸方向に沿って配置されたサイドエントリ型ステージ１０と、２次電子を検出する２次電子検出器４と、試料室２及びイオンビーム光学系３を真空排気する真空ポンプ５ａ、５ｂ、及び６ａ、６ｂとを有する。
【０００４】
サイドエントリ型ステージ１０は、試料１を保持する試料ホルダ１１（以下透過型電子顕微鏡試料ホルダという。）と、試料１をｘ方向に移動するｘ微動部１２ａと、試料１をｙ方向及びｚ方向（光軸）に移動させ、且つチルト軸周りに回転させるチルト（Ｔｉｌｔ）機構を持つｙｚｔ微動部１２ｂと、を含む。ｘ微動部１２ａおよびｙｚｔ微動部１２ｂはそれぞれ試料室２の側面に装着され、ｙｚｔ微動部１２ｂの対面にｘ微動部１２ａが配置される。試料１は透過型電子顕微鏡試料ホルダ１１の先端部に載置されている。
【０００５】
透過型電子顕微鏡試料ホルダ１１は、ｙｚｔ微動部１２ｂから出し入れされる。ｙｚｔ微動部１２ｂには真空導入機構が設けられており、真空である試料室を大気開放することなく透過型電子顕微鏡試料ホルダ１１をｙｚｔ微動部１２ｂへ出し入れすることが可能である。ｙｚｔ微動部１２ｂに挿入された透過型電子顕微鏡試料ホルダ１１は、真空の吸引力により試料室２中に引き込まれ、常にｘ微動部１２ａに押し当てられた状態になりｘ微動部１２ａの動きに追従する。
【０００６】
イオンビーム光学系３からのイオンビームは試料１に照射され、試料１からは２次電子が発生する。この２次電子を２次電子検出器４によって検出し、試料の表面の形状を観察するためのＳＩＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｉｏｎ    Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）像を得ることができる。試料１の表面を加工する場合には、イオンビームのエネルギを高くする。
【０００７】
集束イオンビーム装置とサイドエントリ型ステージを用いて透過型電子顕微鏡用の試料を作成する手法は、例えばＥ．Ｃ．Ｇ．Ｋｉｒｋ等が論文集Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ  ｏｆ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  １９８９，Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｓｅｒｉｅｓ  Ｎｏ．１００，ｐ．５０１−５０６にて説明されている。透過型電子顕微鏡観察用試料作成後、作成された試料が載置された透過型電子顕微鏡試料ホルダ１１をｙｚｔ微動部１２ｂから引抜き、透過型電子顕微鏡のｙｚｔ微動部に挿入し、観察する。
【０００８】
図２を参照して、走査型電子顕微鏡の試料ホルダを装着した集束イオンビーム装置の構成を説明する。この集束イオンビーム装置は、試料室２と、試料室２の上部に取り付けられたイオンビーム光学系３と、ｘ軸方向に沿って配置された試料移動ステージ２０及び試料ホルダ交換機構２８と、２次電子を検出する２次電子検出器４と、試料室２及びイオンビーム光学系３を真空排気する真空ポンプ５ａ、５ｂ、及び６ａ、６ｂとを有する。
【０００９】
試料移動ステージ２０は、試料１を保持する試料ホルダ２１（以下走査型電子顕微鏡試料ホルダという。）と、試料１をｘ方向に移動するｘテーブル２２と、試料をｙ方向に移動するｙテーブル２３と、試料をｚ方向（光軸方向）に移動するｚテーブル２４と、試料をｘ軸に平行な軸線周りに回転傾斜させるチルトテーブル２５と、試料をｚ軸回りに回転させるローテーションテーブル２６とを有する。
【００１０】
走査型電子顕微鏡試料ホルダ２１の出し入れは、試料ホルダ交換機構２８を介して、なされる。このため真空である試料室２を大気開放することなく走査型電子顕微鏡試料ホルダ２１の出し入れが可能である。
【００１１】
試料１を保持した走査型電子顕微鏡試料ホルダ２１は、試料ホルダ交換機構２８を介して、試料移動ステージ２０に装着される。試料１の表面にイオンビームを照射し、穴を掘って観察したい部位を露出させる。加工後、走査型電子顕微鏡試料ホルダ２１は、試料ホルダ交換機構２８を介して、取り出され、走査型電子顕微鏡に装着される。即ち、走査型電子顕微鏡の試料交換機構を介して試料室内の試料移動ステージに取り付けられる。穴の底面を観察する場合はそのまま観察し、穴の側面を観察する場合はチルトテーブルを傾斜させることにより観察が可能となる。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００２−３１９３６４号公報
【特許文献２】
特開２００１−２５６９１２号公報
【非特許文献１】
「Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ  ｏｆ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  １９８９」、Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｓｅｒｉｅｓ  Ｎｏ．１００，ｐ．５０１−５０６，ｂｙ  Ｅ．Ｃ．Ｇ．Ｋｉｒｋ
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
走査型電子顕微鏡は、試料を作成する作業が容易である。走査型電子顕微鏡観察用の試料片は、ＩＣチップやウェハなど場合では、数ｃｍオーダの寸法である。従って、試料を試料ホルダに容易に載置することができ、試料の扱い易さは優れている。しかしながら、走査型電子顕微鏡は、分解能が低い。
【００１４】
透過型電子顕微鏡は分解能が高いが、試料を作成する作業が困難である。透過型電子顕微鏡観察用の試料片は、数ｍｍのオーダにて仕上げる必要がある。切出した微小な試料片を試料ホルダに装着するのが困難である。試料片自体が小さくて扱い難いがため、落下、紛失、破損などの危険がある。また観察したい部位を含んだ試料片を切り出すこと自体が難しく、作製時間もかかる。
【００１５】
本発明の目的は、透過型電子顕微鏡観察用試料を作成し、それを透過型電子顕微鏡試料ホルダに装着する作業が容易に且つ簡単に行うことができる集束イオンビーム装置を提供することにある。
【００１６】
【問題を解決すための手段】
本発明によると、集束イオンビーム装置は、試料室と、該試料室に装着されたイオンビーム光学系と、上記試料室内に配置され走査型電子顕微鏡試料ホルダを有する試料ステージと、上記試料室のｘ軸方向に沿って配置されたサイドエントリ型ステージ及び透過型電子顕微鏡試料ホルダと、上記試料室のｙ軸方向に沿って配置されたマイクロサンプリングステージ及び試料ホルダ交換機構と、を有する。
走査型電子顕微鏡試料ホルダに保持された試料より微細試料片を切出し、それを透過型電子顕微鏡試料ホルダに移送することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
第３図は本発明の集束イオンビーム装置の外観を示す。説明のために図示のようにｘ軸、ｙ軸及びｚ軸をとる。本例の集束イオンビーム装置は、試料室３１と、試料室の上部に装着されたイオンビーム光学系３２と、ｘ軸方向に沿って配置されたサイドエントリ型ステージ３３及び透過型電子顕微鏡試料ホルダ３４と、ｙ軸方向に沿って配置されたマイクロサンプリングステージ３５及び試料ホルダ交換機構３７と、デポジション装置３６と、２次電子検出器３８とを有する。サイドエントリ型ステージ３３は、ｘ微動部３３ａ、及びｙｚｔ微動部３３ｂを有する。
【００１８】
本発明の集束イオンビーム装置は、図２の集束イオンビーム装置に図１のサイドエントリ型ステージ１０を組み込んだ構造を有する。従って、本例のサイドエントリ型ステージ３３及び透過型電子顕微鏡試料ホルダ３４は、図１のサイドエントリ型ステージ１０及び透過型電子顕微鏡試料ホルダ１１に相当し、本例の試料ホルダ交換機構３７は、図２の試料ホルダ交換機構２８に相当する。
【００１９】
図４を参照して、本例の集束イオンビーム装置の構成について説明する。図４は、図３の本例の集束イオンビーム装置のｘｚ方向の断面構成を示す。試料室３１内には試料ステージ１００が装着されている。試料ステージ１００は、上述のように、図２の試料移動ステージ２０に相当し、略Ｌ字形のステージフレームを有し、ステージフレームは底板１１０ａとそれに垂直な側板１１０ｂからなる。ステージフレームの底板１１０ａは、試料室３１の底部に取り付けられたベース１０２の上に固定されている。
【００２０】
試料ステージ１００は、試料１０を保持する試料ホルダ（以下、走査型電子顕微鏡試料ホルダという。）１３０と、試料１０をｘ方向、ｙ方向及びｚ方向に移動するｘテーブル１４０、ｙテーブル１５０及びｚテーブル１６０と、試料１０をｚ軸周りに回転させるローテーションテーブル１７０と試料１０をｘ軸に平行な軸線周りに回転させるチルトテーブル１８０とを有する。
【００２１】
上述のように、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、集束イオンビーム装置に設定している。従って、例えば、チルトテーブル１８０が傾斜している場合には、ｙテーブル１５０及びｚテーブル１６０は、ｙ軸及びｚ軸に対して傾斜した軸線に沿って移動する。しかしながら、説明の都合上、ｘテーブル１４０、ｙテーブル１５０及びｚテーブル１６０の移動方向は、チルトテーブル１８０の傾斜角がゼロであると仮定している。
【００２２】
チルトテーブル１８０の回転軸線は、試料１０の表面とｚ軸（光軸）の交点を通るように設定されている。従って、チルトテーブル１８０を回転させることによって、試料１０を傾斜させても、顕微鏡の視野が移動しないユーセントリック構造になっている。
【００２３】
ｚテーブル１６０は、ｘ軸に垂直に配置された平板よりなり、図６に示すようにクロスローラ軸受１６１ａ、１６１ｂを介してステージフレーム１１０の側板１１０ｂに連結されている。図７に示すように、ｚテーブル１６０はｚネジ１６２ａとｚナット１６２の送り作用で移送される。ｚネジ１６２ａは、両端を玉軸受１６６ａ、１６６ｂで支持され、軸受ハウジング１６７でｚテーブル１６０に取り付けられている。ｚネジ１６２ａの一端にカップリング１６８を介してＤＣモータ１６９が連結され、ＤＣモータ１６９はステージフレーム１１０の底板１１０ａに取り付けられている。ｚテーブル１６０は、ＤＣモータ１６９を駆動してｚネジ１６２ａを回転することによりクロスローラ軸受１６１ａ、１６１ｂに案内されてｚ方向に移動し、試料１０をｚ方向に移動する。
【００２４】
チルトテーブル１８０は略Ｌ字形の断面を有し、底板１８０ａとそれに垂直な側板１８０ｂからなる。側板１８０ｂにはｘ軸に平行なチルト軸１８１が取り付けられ、チルト軸１８１は玉軸受１８３ａ、１８３ｂを介して回転自在にｚテーブル１６０に連結されている。図７に示すように、チルト軸１８１にはウォームホィール１８２ａが取り付けられ、これと組み合わされるウォームギヤ１８２ｂは玉軸受１８６ａ、１８６ｂで支持され、軸受ハウジング１８７でｚテーブル１６０に取り付けられている。ウォームギヤ１８２ｂの一端には平歯車１８８ａが取り付けられ、ＤＣモータ１８９の出力軸に取り付けられた平歯車１８８ｂに噛み合わされる。ＤＣモータ１８９はｚテーブル１６０に取り付けられている。ＤＣモータ１８９を駆動し、ウォームホィール１８２ａ、ウォームギヤ１８２ｂを回転させることにより、チルト軸１８１が回転し試料１０を傾斜させる。チルト軸１８１には中空部１８１ａが設けられている。
【００２５】
ｙテーブル１５０は、クロスローラ軸受１５１ａ、１５１ｂを介してチルトテーブル１８０の底板１８０ａに取り付けられている。図６に示すように、ｙテーブル１５０はｙボールネジ１５２ａとｙナット１５２ｂの送り作用で移送される。ｙナット１５２ｂはｙテーブルに固定されている。ｙボールネジ１５２ａは両端を玉軸受１５６ａ、１５６ｂで支持され、軸受ハウジング１５７ａ、１５７ｂでチルトテーブル１８０の底部１８０ａに取り付けられている。
【００２６】
ｙボールネジ１５２ａの一端にはカップリング１５８を介してＤＣモータ１５９が連結され、ＤＣモータ１５９はチルトテーブル１８０に取り付けられている。ｙテーブル１５０は、ＤＣモータ１５９を駆動してｙボールネジ１５２ａを回転させることにより、クロスローラ軸受１５１ａ、１５１ｂに案内されて試料１０をｘ軸に垂直な方向に移動する。
【００２７】
ｘテーブル１４０は、図６に示すように、クロスローラ軸受１４１ａ、１４１ｂを介してｙテーブル１５０に取り付けられている。図８に示すように、ｘテーブル１４０はｘボールネジ１４２ａとｘナット１４２ｂの送り作用で移送される。ｘナット１４２ｂはｘテーブル１４０に固定されている。ｘボールネジ１４２ａは両端軸受１４６ａ、１４６ｂで支持され軸受ハウジング１４７でｙテーブル１５０に取り付けられている。ｘボールネジ１４２ａの一端には平歯車１４８ａが取り付けられ、平歯車１４８ａ、と噛み合う平歯車１４８ｂはＤＣモータ１４９の出力軸と連結され、ＤＣモータ１４９はｙテーブル１５０に固定されている。
【００２８】
ｘテーブル１４０はＤＣモータ１４９を駆動し、ｘボールネジ１４２ａを回転させることにより、クロスローラ軸受１４１ａ、１４１ｂに案内されてｘ方向に移動し、試料１０をｘ方向に移動する。
【００２９】
ローテーションテーブル１７０は、玉軸受１７３ａ、１７３ｂを介してｘテーブル１４０に回転自在に結合されている。ローテーションテーブル１７０にはウォームホィール１７２ａが取り付けられ、図６に示すように、ウォームギヤ１７２ｂは両端を玉軸受１７６ａ、１７６ｂで支持され、軸受ハウジング１７７ａ、１７７ｂでｘテーブル１４０に取り付けられている。ウォームギヤ１７２ｂの一端にはカップリング１７８を介してＤＣモータ１７９が連結されている。ＤＣモータ１７９はｘテーブル１４０に取り付けられている。ローテーションテーブル１７０は、ＤＣモータ１７９を駆動し、ウォームギヤ１７２ｂ、ウォームホィール１７２ａを回転させることにより回転し、試料１０を回転させる。
【００３０】
ｘテーブル１４０、ｙテーブル１５０、ｚテーブル１６０、チルトテーブル１８０を駆動するためのＤＣモータ１４９、１５９、１６９、１８９の後部にはロータリエンコーダが装着されている。ローテーションテーブル１７０についてはウォームギヤ１７２ｂの一端にロータリエンコーダが装着されている。これらのロータリエンコーダにより各テーブル位置、傾斜角度、回転角度を検出し、位置決めする。
【００３１】
図４及び図５を参照して説明する。サイドエントリ型ステージ３３のｙｚｔ微動部３３ｂは試料室３１正面の開口部に取り付けられる。ｘ微動部３３ａはｙｚｔ微動部３３ｂに対向して試料室３１後部に取り付けられ、チルト軸１８１の中空部１８１ａに配置される。チルト軸１８１の中空部１８１ａの大きさはｘテーブル１４０、ｙテーブル１５０、ｚテーブル１６０、チルトテーブル１８０、ローテーションテーブル１７０が移動してもｘ微動部３３ａに接触しないように設定されている。
【００３２】
試料室３１の上部にはロックウケ９２が取り付けられ、ロックウケ９２のメネジ部９３にはロックネジ９４がねじ込まれている。ロックネジ９４の先端部は、試料移動ステージ１００のステージフレーム１１０の側板１１０ｂを押圧している。ロックネジ９４と試料室１００の間のシールはＯリング９５、９６によってなされる。このような構成により、試料移動ステージ１００の耐震性が向上し、試料作製の精度が向上し、また観察分解能が向上し、試料切り出し位置の探索が容易になる。
【００３３】
試料移動ステージ１００の動作を説明する。図４は試料１０をイオンビーム加工している時の試料移動ステージ１００とサイドエントリ型ステージ３３の関係を示す。チルトテーブル１８０の側板１８０ｂには、跳ね上げ具９７ａが装着されている。説明の簡単化のためチルトテーブル１８０の傾斜角はゼロであると仮定する。ｚテーブル１６０が上方に移動し、ｘ微動部３３ａの先端部９７ｂは、上方に移動した跳ね上げ具９７ａによって持ち上げられている。透過型電子顕微鏡試料ホルダ３４は、ｙｚｔ微動部３３ｂから退避した位置にある。走査型電子顕微鏡試料ホルダ１３０に装着された試料１０は、集束イオンビームによって加工されることができる状態にある。試料１０を集束イオンビーム加工する方法の例は図９を参照して説明する。
【００３４】
図５は、集束イオンビーム加工が終了し、試料１０から切り出された微小試料片が走査型電子顕微鏡試料ホルダ１３０から透過型電子顕微鏡試料ホルダ３４に移送された状態を示す。ｚテーブル１６０が下方に移動し、下方に移動した跳ね上げ具９７ａは、ｘ微動部３３ａの先端部９７ｂより離れている。試料１０から切り出された微小試料片９８が透過型電子顕微鏡試料ホルダ３４の先端に配置されている。ｘ微動部３３ａとｙｚｔ微動部３３ｂが正規の位置に配置され、両者の先端部は接触している。
【００３５】
図９を参照して、本発明による集束イオンビーム装置を使用して、透過型電子顕微鏡観察用の微細試料片を作成する方法を説明する。微細試料片の作成方法は、マイクロサンプリング法として知られている。本例の集束イオンビーム装置は、透過型電子顕微鏡試料ホルダ３４と走査型電子顕微鏡試料ホルダ１３０を有する試料移動ステージ１００を備えるため、走査型電子顕微鏡試料ホルダ１３０に保持された試料より微細な試料片を切出し、それを透過型電子顕微鏡試料ホルダ３４に移送する。こうして透過型電子顕微鏡観察用試料を保持した透過型電子顕微鏡試料ホルダ３４を、集束イオンビーム装置より取り外し、透過型電子顕微鏡に装着する。
【００３６】
先ず、試料１０が載置された走査型電子顕微鏡試料ホルダ１３０を試料ホルダ交換機構３７を介して挿入し、試料移動ステージ１００に装着する。図４に示すように、透過型電子顕微鏡試料ホルダ３４は退避した位置に配置される。試料移動ステージ１００のｘテーブル１４０及びｙテーブル１５０を移動して加工の対象となる部位を探し、ローテーションテーブル１７０を駆動して切り出す方向を定める。この作業および以後の作業は集束イオンビームを試料１０に照射し、試料１０表面からの２次粒子を検出してＳＩＭ像を見ながら行う。
【００３７】
図９（１）は、試料加工面の平面構成を示し、図９（２）はその断面構成を示す。図示のように試料加工面５１に、集束イオンビームを照射して、４つの溝５２、５３、５４、５５を形成する。次に、図９（２）に示すように、試料加工面５１に対して傾斜した溝５６を形成する。先ず、試料移動ステージ１００のチルトテーブル１８０を用いて試料を傾斜させ、斜線部５６を集束イオンビームを照射して除去する。チルトテーブル１８０は、ユーセントリック構造となっているため、チルトテーブル１８０を傾斜しても、加工ターゲットは、ＳＩＭ像画面から逃げることは無い。加工終了後、試料１０の加工面５１が水平になるように、チルトテーブル１８０の傾斜角を戻す。
【００３８】
溝５６を形成することによって、溝５６の上側に細長い柱状部分５７が形成される。図９（３）に示すように、柱状部分５７は、連結部５７ａによって試料に接続されている。次に、マイクロサンプリングステージ３５を使ってプローブ９９の先端を、柱状部分５７に接触させる。デポジション装置３６を使って、接触部分５８に、タングステンをデポジションさせて接着する。次に、図９（４）に示すように、連結部５７ａに集束イオンビームを照射して、除去する。それによって、柱状部分５７は、試料より切り離され、図９（５）に示すように、微小試料片９８が形成される。
【００３９】
マイクロサンプリングステージ３５を使って、微小試料片９８を保持しているプローブ９９を退避させる。ｚテーブル１６０が下方に移動し、試料１０を保持している走査型電子顕微鏡試料ホルダ１３０を下方に退避させる。図５に示すように、跳ね上げ具９７ａが下方に移動し、ｘ微動部３３ａの先端部９７ｂは、水平に配置される。次に、図５に示すように、透過型電子顕微鏡試料ホルダ３４を、内方に移動し、ｘ微動部３３ａの先端部９７ｂに接触させて固定する。
【００４０】
次にマイクロサンプリングステージ３５を使用して、微小試料片９８を保持しているプローブ９９を試料室３１内に挿入する。図９（６）に示すように、プローブ９９の先端に保持された微小試料片９８を、透過型電子顕微鏡試料ホルダ３４の先端のメッシュ状部分上に配置する。デポジション装置３６を使って斜線部６６にタングステンをデポジションさせ、微小試料片９８を透過型電子顕微鏡試料ホルダ３４に固定する。次に図９（７）に示すように、プローブ９９の先端に近い部分６１に集束イオンビームを照射してプローブ９９の先端を切り離す。
【００４１】
最後に透過型電子顕微鏡試料ホルダ３４をｙｚｔ微動部３３ｂから引抜き、透過型電子顕微鏡のサイドエントリ型ステージ３３に装着し、透過型電子顕微鏡観察をする。ＳＩＭ像を観察する時は集束イオンビームのエネルギを小さくし、試料に損傷を与えないようにする。
【００４２】
上述の説明では、本発明による集束イオンビーム装置を使用して、透過型電子顕微鏡用の試料を作製する方法を説明したが、本発明による集束イオンビーム装置を使用して、走査型電子顕微鏡用の試料を作製することもできる。
【００４３】
以上、本発明に例を説明したが、本発明に上述の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更が可能であることは当業者に理解されよう。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によると、透過型電子顕微鏡観察用試料を作成し、それを透過型電子顕微鏡試料ホルダに装着する作業が容易に且つ簡単になる効果がある。
本発明によると、数ｃｍオーダの試料片の任意の位置から微小試料片の形成、摘出し、それを透過型電子顕微鏡試料ホルダへの移送、載置する作業が容易に一貫してでき、作業が効率的に短時間で可能となる効果がある。
【００４５】
本発明によると、さらに、試料移動ステージのコンパクト化により耐振性が向上し、集束イオンビーム装置の分解能が向上し、ＳＩＭ像を見ながら作業が効率的に行うことができる効果がある。
本発明によると、半導体デバイスの分析用の微細試料片の作製が精度良く行うことが出来る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】サイドエントリ型ステージを搭載した従来の集束イオンビーム装置を示す縦断面図である。
【図２】試料移動ステージを搭載した従来の集束イオンビーム装置を示す縦断面図である。
【図３】本発明の集束イオンビーム装置の外観を示す図である。
【図４】本発明の集束イオンビーム装置のｘｚ断面を示す図であり、試料移動ステージとサイドエントリ型ステージのイオンビーム加工している状態を示す図である。
【図５】本発明の集束イオンビーム装置のｘｚ断面を示す図であり、イオンビーム加工が終了し試料から切り出した微小試料片を透過型電子顕微鏡試料ホルダに移送する時の関係を示す図である。
【図６】図４の矢印Ａの方向から見た断面構成を示す図である。
【図７】図４の矢印Ｂの方向から見た断面構成を示す図である。
【図８】図６の矢印Ｃ−Ｃの方向から見た断面構成を示す図である。
【図９】試料移動ステージ上の試料から微小試料片を切り出して移送し、透過型電子顕微鏡試料ホルダに載置させる方法を説明する図である。
【符号の説明】
１０…試料、３１…試料室、３２…イオンビーム光学系、３３…サイドエントリ型ステージ、３３ａ…ｘ微動部、３３ｂ…ｙｚｔ微動部、３４…透過型電子顕微鏡試料ホルダ、３５…マイクロサンプリングステージ、３６…デポジション装置、３７…試料ホルダ交換機構、３８…２次電子検出器、４０…ステージフレーム、４１…ベース、１００…試料移動ステージ、１３０…走査型電子顕微鏡試料ホルダ、１４０…ｘテーブル、１４１ａ，１４１ｂ…クロスローラ軸受、１４２ａ…ｘボールネジ、１４２ｂ…ｘナット、１４６ａ，１４６ｂ…軸受、１４７…軸受ハウジング、１４８ａ，１４８ｂ…平歯車、１４９…ＤＣモータ、１５０…ｙテーブル、１５１ａ，１５１ｂ…クロスローラ軸受、１５２ａ…ｙボールネジ、１５２ｂ…ｙナット、１５６ａ，１５６ｂ…玉軸受、１５７ａ，１５７ｂ…軸受ハウジング、１５８…カップリング、１５９…ＤＣモータ、１６０…ｚテーブル、１６１ａ，１６１ｂ…クロスローラ軸受、１６２ａ…ｚネジ、１６２ｂ…ｚナット、１６６ａ，１６６ｂ…玉軸受、１６７…軸受ハウジング、１６８…カップリング、１６９…ＤＣモータ、１７０…ローテーションテーブル、１７２ａ…ウォームホィール、１７２ｂ…ウォームギヤ、１７３ａ，１７３ｂ…玉軸受、１７６ａ，１７６ｂ…玉軸受、１７７ａ，１７７ｂ…軸受ハウジング、１７８…カップリング、１７９…ＤＣモータ、１８０…チルトテーブル、１８１…チルト軸、１８１ａ…中空部、１８２ａ…ウォームホィール、１８２ｂ…ウォームギヤ、１８３ａ，１８３ｂ…玉軸受、１８６ａ，１８６ｂ…玉軸受、１８７…軸受ハウジング、１８８ａ、１８８ｂ…平歯車、１８９…ＤＣモータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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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