WO2006092975A1

WO2006092975A1 - 加工用ステージ及び集束ビーム加工装置並びに集束ビーム加工方法

Info

Publication number: WO2006092975A1
Application number: PCT/JP2006/302989
Authority: WO
Inventors: Tatsuya Adachi
Original assignee: Sii Nanotechnology Inc.
Priority date: 2005-03-04
Filing date: 2006-02-21
Publication date: 2006-09-08
Also published as: US20080029492A1; JP4185062B2; US8598485B2; DE112006000517T5; JP2006242796A

Abstract

　被加工物を外部に出さずに、容易に移し変えて効率良く加工を行うことを目的とする。　予め決められた範囲の観察領域Ｗ内で被加工物Ｄ、Ｌを観察しながら集束ビームＢを照射して被加工物Ｄ、Ｌを加工する際に用いられるものであって、被加工物Ｄ、Ｌを上面２ａ、３ａにそれぞれ載置可能な載置台２、３を複数有するテーブル１０と、載置台２、３をそれぞれ上面２ａ、３ａに垂直なＺ軸回りに回転させると共に、上面２ａ、３ａを任意の角度に傾斜させる回転傾斜手段１１とを備え、テーブル１０が、観察領域Ｗ内に、複数の載置台２、３をそれぞれ配置させるように移動可能とされている加工用ステージ４を提供する。

Description

明細書

加工用ステージ及び集束ビーム加工装置並びに集束ビーム加工方法技術分野

[0001] 本発明は、予め決められた範囲の観察領域内で被加工物を観察しながら集束ビームを照射して、該被加工物を加工する際に用いる加工用ステージ及び該加工用ステージを有する集束ビームカ卩ェ装置、並びに、集束ビームカ卩ェ方法に関するものである。

背景技術

[0002] 近年、半導体の高集積ィ匕等に伴い、ナノ (nm)領域における技術開発が求められている。その 1つとして、半導体やバイオチップ、マイクロマシン（MEMS)等の試作や解析のため、ウェハ等の試料を切片化して極微細な切片試料 (被カ卩ェ物）にし、該切片試料を観察分解能が高ヽ透過型電子顕微鏡 (TEM)により観察する技術が知られている。

[0003] この TEMで観察するための切片試料、即ち、 TEM用試料は、様々な方法により作製されるが、最近では集束イオンビーム (FIB)を利用した FIB装置により作製する方法が一般的になっている。そして、 FIB装置により作製された切片試料は、 TEM装置のステージ上に移し変えされた後、高分解能観察がされている。

[0004] ところが、上述したように切片試料を観察するためには、 FIB装置により作製した切片試料を TEM装置のステージに移し変える必要がある。よって、切片試料の作製から TEM観察に至るまでに、作業が煩雑で時間を要するものであった。特に、観察した後、さらに切片試料を再加工しょうとすると、再度の移し変えが必要であり手間のか力るものであった。また、切片試料の移し変えを行う際に、該切片試料の紛失等が生じな、ように神経を使うものであった。

[0005] このような問題を解消するため、切片試料の作製力も観察までの作業が簡便で、切片試料の作製が 1つの装置内で行えると共に、作製した切片試料を分析装置に容易に受け渡す (移し変える)ことができる試料作製装置が知られて、る (例えば、特許文献 1及び 2参照)。 [0006] この試料作製装置は、内部が真空状態に調整可能な試料室に取り付けられた試料ステージ微動手段と、該試料ステージ微動手段を介して試料室内に挿入可能とされ、試料片を載置可能な第 1ステージ及び試料片の一部カゝら作製された摘出試料 (切片試料)を載置可能な第 2ステージと、試料室内で摘出試料を第 1ステージから第 2 ステージに移し変える移送手段と、試料室内で試料片力切片試料を作製したり、デポジション膜を形成したりする等の各種構成品とを備えている。

[0007] また、上記第 2ステージは、摘出試料を載置した状態で、他の解析装置、例えば、透過型電子顕微鏡 (TEM)、走査型電子顕微鏡 (SEM)や二次イオン質量分析装置（SIMS)等のステージ導入口に挿入することができるようになって、る。

[0008] この試料作製装置にぉ、ては、まず、第 1ステージを、試料ステージ微動手段を介して試料室内に挿入し、載置されている試料片から摘出試料を作製する。そして、作製した摘出試料を移送手段により把持した後、第 1ステージを試料室内から引き抜くと共に、第 2のステージを挿入する。なお、この際、試料室内の真空状態は維持されるようになっている。第 2ステージの挿入後、移送手段は、把持していた摘出試料を第 2ステージ上に載置する。なお、デポジション膜を利用して、摘出試料の把持や第 2ステージ上への載置を行う。そして、第 2ステージに摘出試料が載置された後、第 2 ステージを引き抜いて、他の分析装置、例えば、 TEM装置のステージ挿入口に挿入することで、摘出試料を容易に移し変えることができ、作業の手間や時間の短縮を図ることができる。また、試料片を第 1ステージに載置した後、試料片を直接人手で触る必要がないので、紛失等をなくすことができる。

特許文献 1 :特開 2004— 301853号公報

特許文献 2：特開 2004 - 309499号公報

非特許文献 1 :「MEMS 'MEMS技術の最新動向」、東レリサーチセンター、 2004 年 5月刊行

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0009] し力しながら、上記従来の方法では、以下の課題が残されている。

[0010] 即ち、特許文献 1及び 2記載の試料作製装置は、被加工物である摘出試料の移し変えを短時間で行うことができるが、第 1ステージと第 2ステージとを差し変えて交換する必要がある。そのため摘出試料を作製するたびに、ステージの交換が必要であり、複数個連続加工する場合には、交換に時間が力かってしまい効率の良い加工を行うことができなかった。

[0011] 本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、被加工物を外部に出さずに、容易に移し変えて効率良く加工を行うことができる加工用ステージ及び集束ビーム加工装置、並びに、集束ビーム加工方法を提供することである。

課題を解決するための手段

[0012] 本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を提供する。

[0013] 即ち、本発明の加工用ステージは、予め決められた範囲の観察領域内で被力卩ェ物を観察しながら集束ビームを照射して被加工物を加工する際に用いられる加工用ステージあって、前記被加工物を上面にそれぞれ載置可能な載置台を複数有するテ一ブルと、前記載置台をそれぞれ前記上面に垂直な Z軸回りに回転させると共に、上面を任意の角度に傾斜させる回転傾斜手段とを備え、前記テーブルが、前記観察領域内に、複数の前記載置台をそれぞれ配置させるように移動可能とされていることを特徴とするものである。

[0014] この発明に係る加工用ステージにお、ては、テーブルが移動可能とされて、るので、各載置台の上面に載置された被加工物を、それぞれ観察領域内に速やかに位置させることができる。これにより、各載置台に載置された被加工物を効率良く観察しながら加工することができ、作業効率を向上させることができる。

[0015] また、被加工物を別の載置台に容易に移し変えることも可能である。例えば、 1つの載置台に載置された被加工物を観察領域内で加工した後、マ-ュピレータ等で被カロェ物を保持して載置台力も離間させる。そして、この状態でテーブルを移動させて別の載置台を観察領域内に配置させることで、被加工物を別の載置台上に容易に移し変えることができる。

[0016] このように、テーブルの移動だけで、観察領域内に各載置台をそれぞれ配置させることができるので、従来時間を要して!/ヽた被加工物の連続加工等も容易に行うことができ、加工時間の短縮及び力卩ェに力かる製造コストの低減ィ匕を図ることができる。 [0017] また、回転傾斜手段を備えているので、各載置台を Z軸回りに回転させたり、任意の角度に傾斜させたりすることができる。そのため、観察領域内で被加工物を加工する際、あらゆる角度力集束ビームを照射して加工が行え、加工作業の確実性が高まると共に使、易さが向上して利便性が良、。

[0018] また、本発明の加工用ステージは、上記本発明の加工用ステージにおいて、前記テーブルが、一方向に延びた上面視長方形状に形成され、前記複数の載置台が、前記一方向に沿って一列に並ぶように配されていることを特徴とするものである。

[0019] この発明に係る加工用ステージにおいては、複数の載置台がテーブル上に一列に並んで配されて、るので、テーブルを一方向に移動させるだけで各載置台を観察領域内に配置させることができる。よって、構成の簡略ィ匕を図ることができると共に操作し易くなる。

[0020] また、本発明の加工用ステージは、上記本発明の加工用ステージにおいて、前記観察領域内で前記被加工物を保持して少なくとも前記載置台の上面力離間させる保持手段を備えてヽることを特徴とするものである。

[0021] この発明に係る加工用ステージにおいては、保持手段を備えているので、被カロェ物を 1つの載置台から他の載置台へ容易に移し変えを行うことができる。即ち、観察領域内で加工が終了した被加工物を保持すると共に上面力離間させる。この状態で、テーブルを移動させて別の載置台を観察領域内に位置させる。そして、保持していた被加工物を別の載置台の上面に載置することで、移し変えを容易に行うことができる。

[0022] これにより、 1つの載置台上に載置されていた被力卩ェ物を、他の載置台上に載置されている被カ卩ェ物に組み合わせカ卩ェすることも可能である。よって、加工作業の幅が広がり、利便性がより向上する。

[0023] また、本発明の加工用ステージは、上記本発明の加工用ステージにおいて、前記テーブルを任意の角度に傾斜させる傾斜手段を備え、前記保持手段が、前記テーブルと共に傾斜可能とされていることを特徴とするものである。

[0024] この発明に係る加工用ステージにお、ては、テーブルと保持手段とが、互、の相対関係が維持された状態で傾斜手段により共に傾斜する。よって、保持手段により被加ェ物を移し変えて他の載置台に載置されている被加工物に接触させ、該接触箇所を、集束ビームを利用して仮接合する際にあらゆる角度力集束ビームを照射することができる。よって、仮接合を正確に行うことができ、加工精度をより向上することができる。

[0025] また、本発明の集束ビーム加工装置は、上記本発明のいずれかの加工用ステージと、前記観察領域内に配置された被加工物を観察する観察手段と、前記観察領域内に配置された前記被加工物に、前記集束ビームを照射する照射手段とを備えていることを特徴とするちのである。

[0026] この発明に係る集束ビーム加工装置においては、観察手段により観察領域内に配置された被加工物を観察しながら、照射手段により集束ビームを被加工物に照射して該被加工物の加工を行うことができる。特に、移動可能なテーブルを有する加工用ステージにより、各載置台をそれぞ^察領域内に容易に配置させることができるので、被加工物の連続加工等を容易に行える。従って、加工時間の短縮及び加工に力かるコストの低減ィ匕を図ることができる。また、加工を行う際、回転傾斜手段により載置台を Z軸回りに回転及び傾斜できるので、あらゆる角度から集束ビームを照射して被加工物を加工できる。よって、高精度の加工を行うことができ、加工作業の確実性が高まる。また、使い易ぐ利便性に優れている。

[0027] また、本発明の集束ビーム加工方法は、予め決められた範囲の観察領域内に、被加工物を上面に載置する複数の載置台のいずれか 1つを配置した状態で被加工物に集束ビームを照射し、該被加工物を加工する集束ビーム加工方法であって、前記載置台を複数有するテーブルを移動させて、前記観察領域内にいずれか 1つの載置台を配置させる配置工程と、該配置工程後、前記被加工物を観察しながら前記集束ビームを照射して、被加工物を粗加工する粗加工工程と、該粗加工工程後、口ェされた前記被加工物を保持手段で保持して前記載置台の上面から離間させる離間工程と、該離間工程後、前記テーブルを移動させて、前記観察領域内に他の載置台を配置させる移動工程と、該移動工程後、離間させた前記被加工物を他の載置台に向けて接近させ、上面に載置されてヽる前記他の被加工物に接触させる接触工程と、該接触工程後、前記被加工物と前記他の被加工物との接触部分に前記集束ビームを照射して両者を結合すると共に、ロェされた前記被加工物を微細加工する微細加工工程とを備え、前記粗加工工程及び前記微細加工工程の際に、前記載置台を前記上面に垂直な Z軸回りに回転させると共に任意の角度に傾斜させることを特徴とするちのである。

[0028] この発明に係る集束ビーム加工方法においては、載置台上に載置された被加工物、例えば、ダイヤモンド砲粒を、他の載置台上に載置されている他の被加工物、例えば、カンチレバー側に容易に移し変えて、該カンチレバーの先端に、例えば、デポジシヨン膜を利用して取り付けることできる。

[0029] 即ち、まず、配置工程によりテーブルを移動させてダイヤモンド砥粒が載置されている載置台を観察領域内に配置する。次いで、粗加工工程により、ダイヤモンド砥粒の観察を行って、針先に適した (サイズ、外形形状等)ものを選択すると共に、選択したダイヤモンド砲粒に集束ビームを照射して針先に適する形にェする。この際、載置台を回転させたり、任意の角度に傾斜させたりすることができるので、あらゆる角度から集束ビームを照射でき、ェを確実に行うことができる。

[0030] 次いで、離間工程により、卩ェしたダイヤモンド砥粒をマ-ュピレータ等の保持手段で保持すると共に、持ち上げて載置台の上面力離間させる。離間後、移動ェ程によりテーブルを移動させて、観察領域内にカンチレバーが載置されて、る他の載置台を配置させる。テーブルの移動後、観察しながらダイヤモンド砥粒を接近させ、カンチレバー先端の所定位置に接触させる接触工程を行う。

[0031] 次いで、微細加工工程により、集束ビームを照射してカンチレバーとダイヤモンド砲粒とを、例えば、デポジション膜により結合すると共に、ダイヤモンド砲粒が針先となるよう微細加工する。この際、上述したェ工程と同様に、載置台の回転及び傾斜が可能であるので、あらゆる角度から集束ビームを照射でき、確実にダイヤモンド砲粒の周囲にデポジション膜を形成して接合を確実なものにすることができる。

[0032] このように、被力卩ェ物をテーブルの移動だけで容易に移し変えてカ卩ェすることができ、効率の良い加工作業を行うことができる。特に、テーブルの移動だけで、観察領域内に各載置台を配置することができるので、従来時間を要していた被加工物の連続加工も容易に行うことができ、加工時間の短縮及び力卩ェに力かるコストの低減ィ匕を図ることができる。

[0033] また、本発明の集束ビーム加工方法は、予め決められた範囲の観察領域内に、被加工物を上面に載置する複数の載置台のいずれか 1つを配置した状態で被加工物に集束ビームを照射し、該被加工物を加工する集束ビーム加工方法であって、前記載置台を複数有するテーブルを移動させて、前記観察領域内にいずれか 1つの載置台を配置させる配置工程と、該配置工程後、前記被加工物を観察しながら前記集束ビームを照射して、被加工物から被加工物小片を作製する作製工程と、該作製ェ程後、前記被加工物小片を保持手段で保持して前記載置台の上面から離間させる離間工程と、該離間工程後、前記テーブルを移動させて、前記観察領域内に他の載置台を配置させる移動工程と、該移動工程後、離間させた前記被加工物小片を前記他の載置台に向けて接近させ、上面に載置されている他の被加工物に接触させる接触工程と、該接触工程後、前記被加工物小片と前記他の被加工物との接触部分に前記集束ビームを照射して両者を結合させる結合工程とを備え、前記作製工程及び前記結合工程の際に、前記載置台を前記上面に垂直な Z軸回りに回転させると共に任意の角度に傾斜させることを特徴とするものである。

[0034] この発明に係る集束ビーム加工方法にお!、ては、載置台上に載置された被加工物、例えば、試料力ゝら被加工物小片である試料片を作製し、該試料片を他の載置台上に載置されている他の被カ卩ェ物、例えば、試料ホルダに容易に移し変えると共にデポジション膜を利用して取り付け、 TEM観察試料を製造することができる。

[0035] 即ち、まず、配置工程によりテーブルを移動させて試料が載置されて!ヽる載置台を観察領域内に配置する。次いで、作製工程により、試料を観察しながら所定位置に集束ビームを照射して切削加工し、試料片を作製する。この際、載置台を回転させたり、任意の角度に傾斜させたりすることができるので、あらゆる角度から集束ビームを照射でき、任意の形状の試料片を確実に作製することができる。

[0036] 次いで、離間工程により、作製した試料片をマ-ュピレータ等の保持手段で保持すると共に、持ち上げて載置台の上面力離間させる。離間後、移動工程によりテープルを移動させて、観察領域内に試料ホルダが載置されてヽる他の載置台を配置させる。テーブルの移動後、観察しながら試料片を試料ホルダに接近させ、該試料ホルダの所定位置に接触させる接触工程を行う。

[0037] 次、で、結合工程により、集束ビームを照射して試料片と試料ホルダとを、例えば、デポジション膜により結合することで、 TEM観察試料を製造することができる。この際、上述した作製工程と同様に、載置台の回転及び傾斜が可能であるので、あらゆる角度から集束ビームを照射でき、確実に試料片の周囲にデポジション膜を形成して接合を確実なものにすることができる。

[0038] このように、被力卩ェ物をテーブルの移動だけで容易に移し変えてカ卩ェすることができ、効率の良い加工作業を行うことができる。特に、テーブルの移動だけで、観察領域内に各載置台を配置することができるので、従来時間を要していた被加工物の連続加工も容易に行うことができ、加工時間の短縮及び力卩ェに力かるコストの低減ィ匕を図ることができる。

発明の効果

[0039] 本発明に係る加工用ステージによれば、テーブルの移動だけで観察領域内に各載置台をそれぞ; 立置させることができるので、従来時間を要して、た被加工物の連続加工等も容易に行うことができ、加工時間の短縮及び力卩ェに力かる製造コストの低減ィ匕を図ることができる。

[0040] また、本発明に係る集束ビーム加工装置によれば、観察手段により観察領域内に位置された被加工物を観察しながら、照射手段から集束ビームを被加工物に照射して該被加工物の加工を行うことができる。特に、移動可能なテーブルを有する加工用ステージにより、各載置台をそれぞ^察領域内に容易に位置させることができるので、被加工物の連続加工等を容易に行え、加工時間の短縮及びカ卩ェにカゝかるコストの低減ィ匕を図ることができる。

[0041] また、本発明に係る集束ビーム加工方法によれば、被加工物をテーブルの移動だけで容易に移し変えて加工することができ、効率の良い加工作業を行うことができる。特に、テーブルの移動だけで、観察領域内に各載置台を配置することができるので、従来時間を要して、た被加工物の連続加工も容易に行うことができ、加工時間の短縮及び力卩ェに力かるコストの低減ィ匕を図ることができる。

図面の簡単な説明 [0042] [図 1]本発明に係る加工用ステージを有する集束ビーム加工装置の一実施形態を示す上面図であって、観察領域内に第 1試料ポートの上面が位置している状態を示す図である。

[図 2]図 1に示す状態の側面図である。

[図 3]図 1に示す集束ビーム加工装置のテーブルが移動し、観察領域内に第 2試料ポートの上面が位置して、る状態を示す上面図である。

[図 4]図 3に示す状態の側面図である。

符号の説明

[0043] B 集束ビーム

D ダイヤモンド砥粒 (被加工物）

L カンチレバー（他の被加工物)

S 一方向

W 観察領域

1 集束ビーム加工装置

2 第 1試料ポート (載置台）

2a 第 1試料ポートの上面

3 第 2試料ポート (他の載置台）

3a 第 2試料ポートの上面

4 加工用ステージ

6 照射部 (照射手段）

10 テーブル

11 回転傾斜手段

12 保持手段

13 チルト機構 (傾斜手段）

発明を実施するための最良の形態

[0044] 以下、本発明に係る加工用ステージ及び集束ビーム加工装置、並びに、集束ビーム加工方法の一実施形態を、図 1から図 4を参照して説明する。

[0045] なお、本実施形態では、被力卩ェ物を、ダイヤモンド砥粒及びカンチレバーとし、ダイャモンド砲粒をカンチレバーの先端に取り付ける場合を例にして説明する。

[0046] 本実施形態の集束ビーム加工装置 1は、図 1及び図 2に示すように、ダイヤモンド砲粒 Dを上面 2aに載置する第 1試料ポート (載置台） 2と、カンチレバー Lを上面 3aに載置する第 2試料ポート (載置台） 3とを有する加工用ステージ 4と、観察領域 W内に配置されたダイヤモンド砲粒 D又はカンチレバー Lを観察する図示しない観察手段と、観察領域 W内に配置されたダイヤモンド砲粒 D又はカンチレバー Lに FIB等の集束ビーム Bを照射する照射部 (照射手段) 6と、観察領域 W内にデポジション膜を形成する原料ガス Gを供給するガス供給源 7とを備えてヽる。

[0047] 上記力卩ェ用ステージ 4は、予め決められた範囲の観察領域 W内でダイヤモンド砥粒 D又はカンチレバー Lを観察しながら集束ビーム Bを照射して加工する際に用いられるものであって、上記第 1試料ポート 2及び上記第 2試料ポート 3を有するテーブル 10と、上記第 1試料ポート 2及び第 2試料ポート 3をそれぞれ上面 2a、 3aに垂直な Z 軸回りに回転させると共に、上面 2a、 3aを任意の角度に傾斜させる回転傾斜手段 11 と、観察領域 W内でダイヤモンド砥粒 D又はカンチレバー Lを保持して、少なくとも第 1試料ポート 2の上面 2a又は第 2試料ポート 3の上面 3aから離間させる保持手段 12と、上記テーブル 10を任意の角度に傾斜させるチルト機構 (傾斜手段） 13とを備えている。

[0048] 上記第 1試料ポート 2及び第 2試料ポート 3は、例えば、直径 10mm、高さ 10mmの円柱 (断面円形)状に形成されている。また、第 1試料ポート 2及び第 2試料ポート 3は、円板状に形成された第 1回転台 15及び第 2回転台 16にそれぞれ中心を合わせた状態で傾斜自在に取り付けられている。即ち、第 1試料ポート 2及び第 2試料ポート 3 は、第 1回転台 15及び第 2回転台 16の内部に設けられた図示しないチルト機構に下面側が球面支持されて、任意の角度、例えば、 0° 〜90° の範囲内で傾斜 (チルト）するようになっている。

[0049] 上記テーブル 10は、一方向 Sに延びた上面視略長方形状に形成されている。そして、上記第 1回転台 15及び第 2回転台 16は、一方向 Sに沿って所定間隔を空けた状態でテーブル 10上に回転可能に取り付けられている。即ち、第 1試料ポート 2及び第 2試料ポート 3は、テーブル 10の一方向 Sに沿って一列に並ぶように配されている [0050] また、テーブル 10には、図示しないモータによって回転駆動されるモータ軸 17が取り付けられている。このモータ軸 17は、第 1回転台 15及び第 2回転台 16の回転中心を結ぶ軸線 A上に回転中心が一致するよう、第 2回転台 16に隣接して取り付けられている。そして、回転ベルト 18が、モータ軸 17、第 1回転台 15及び第 2回転台 16 の外周面にそれぞれ当接するように卷回されている。これにより、モータ軸 17が回転すると、第 1回転台 15及び第 2回転台 16が Z軸回りで同一方向に向けて共に回転するようになっている。また、この第 1回転台 15及び第 2回転台 16の回転動作に伴って、上記第 1試料ポート 2及び第 2試料ポート 3も同様に回転するようになっている。

[0051] 即ち、上記チルト機構、モータ軸 17、回転ベルト 18、第 1回転台 15及び第 2回転台 16は、上記回転傾斜手段 11を構成している。

[0052] また、テーブル 10は、箱状に形成された取付架台 20に移動可能に取り付けられている。この移動方向としては、上記軸線 A方向に沿う方向とされている。これにより、テ一ブル 10は、上記観察領域 W内に第 1試料ポート 2及び第 2試料ポート 3をそれぞれ酉己置させることができるようになって!/、る。

[0053] また、取付架台 20には、先端に移植用針プローバ 21を有するプローバ 22が取り付けられている。このプローバ 22は、上記 Z軸方向及び該 Z軸に垂直な XY軸方向に向けて 3次元的に移動自在とされており、移植用針プローバ 21の先端が上記観察領域 W内に入るように調整することができるようになつている。そして、デポジション膜を利用して移植用針プローバ 21の先端にダイヤモンド砲粒 Dやカンチレバー Lを固定して保持できるようになつている。即ち、これら移植用針プローバ 21及びプローバ 22 は、上記保持手段 12を構成している。

[0054] また、取付架台 20は、 XY軸方向に向けて伸縮可能なアーム 25の先端に、上記軸線 A回りに回転可能に取り付けられている。具体的には、上記チルト機構 13を介してアーム 25の先端に取り付けられており、例えば、 ±60度の範囲内で傾斜 (チルト)できるようになつている。

[0055] このチルト機構 13により、上記テーブル 10と保持手段 12と力互いの相対関係を維持した状態で共に傾斜するようになって!/、る。 [0056] また、アーム 25の基端側は、前面フランジ 26に固定された基台 27に、 Z軸方向に向けて移動可能に取り付けられている。つまり、取付架台 20は、アーム 25を介して X YZ軸の 3方向に向けて移動できるようになって、る。

[0057] このように構成された集束ビームカ卩ェ装置 1により、第 1試料ポート 2上に載置されて、るダイヤモンド砲粒 Dを第 2試料ポート 3側に移し変えて、カンチレバー Lの先端に固定する集束ビーム加工方法について説明する。

[0058] 本実施形態の集束ビーム加工方法は、上記テーブル 10を移動させて、観察領域 W内にダイヤモンド砥粒 Dが載置されている第 1試料ポート 2を配置させる配置工程と、該配置工程後、ダイヤモンド砥粒 Dを観察しながら集束ビーム Bを照射して、該ダィャモンド砥粒 Dを ft¾卩ェする ¾¾卩ェ工程と、該¾¾卩ェ工程後、卩ェされたダイヤモンド砥粒 Dを保持手段 12で保持して第 1試料ポート 2の上面 2aから離間させる離間工程と、該離間工程後、テーブル 10を移動させて観察領域 W内に第 2試料ポート 3を配置させる移動工程と、該移動工程後、離間させたダイヤモンド砲粒 Dを第 2試料ポート 3 (他の載置台）に向けて接近させ、上面 3aに載置されているカンチレバー L (他の被加工物）に接触させる接触工程と、該接触工程後、ダイヤモンド砥粒 Dとカンチレバー Lとの接触部分に集束ビーム Bを照射して両者を結合すると共に、ロェされたダイヤモンド砥粒 Dを微細加工する微細加工工程とを備え、上記ロェ工程及び上記微細加工工程の際に、第 1試料ポート 2及び第 2試料ポート 3を Z軸回りに回転させると共に、任意の角度に傾斜させるものである。

[0059] これら各工程について、以下に詳細に説明する。

[0060] まず、第 1試料ポート 2の上面 2aに複数のダイヤモンド砲粒 Dを載置すると共に、第 2試料ポート 3の上面 3aに複数のカンチレバー Lを載置する。次いで、アーム 25を介して取付架台 20を 3方向に粗動移動させた後、テーブル 10を移動させてダイヤモンド砲粒 Dが載置されている第 1試料ポート 2を観察領域 W内に配置する上記配置ェ程を行う。これにより、観察手段によって第 1試料ポート 2の上面 2aに載置された複数のダイヤモンド砲粒 Dの観察を行える。そして、この観察により、複数のダイヤモンド砥粒 Dの中から針先に適したもの（例えば、サイズや外形形状等が最適なもの）を選択する。 [0061] そして、選択したダイヤモンド砲粒 Dに、照射部 6から集束ビーム Bを照射して該ダィャモンド砲粒 Dの形状が所望の形状となるように粗加工する。この粗加工工程の際、回転傾斜手段 11により第 1試料ポート 2を Z軸回りに回転させたり、上面 2aが任意の角度になるようにチルトさせたりすることができるので、ダイヤモンド砲粒 Dを所望の形状に確実にェすることができる。また、観察手段によりダイヤモンド砲粒 Dの加ェ状況を観察できることからも、ダイヤモンド砥粒 Dのェを確実に行える。

[0062] 上記粗加工後、プローバ 22により移植用針プローバ 21を 3次元的に移動させて、移植用針プローバ 21の先端を粗加工後のダイヤモンド砥粒 Dに接触させる。そして、ガス供給源 7より原料ガス Gを供給すると共に集束ビーム Bを照射することで、デポジシヨン膜を形成し、移植用針プローバ 21の先端とダイヤモンド砥粒 Dとを固定 (保持)する。固体後、プローバ 22を移動させて、ダイヤモンド砥粒 Dを第 1試料ポート 2 の上面 2aから離間させる上記離間工程を行う。

[0063] 離間後、図 3及び図 4に示すように、テーブル 10を、一方向 S、即ち、軸線 A方向に移動させて、観察領域 W内にカンチレバー Lが載置されて、る第 2試料ポート 3を配置させる上記移動工程を行う。そして、観察手段で観察しながらプローバ 22を作動させて、移植用プローバ 22の先端に固定されたダイヤモンド砲粒 Dをカンチレバー L の先端に接触させる上記接触工程を行う。

[0064] そして、この状態で、再度デポジション膜を形成してカンチレバー Lとダイヤモンド砥粒 Dを仮固定する。特に、この際、テーブル 10と保持手段 12とが互いの位置関係が維持された状態で、チルト機構 13により軸線 A回りに傾斜可能なので、移植用針プローバ 21の影響を受けずにデポジション膜を所望する位置に着け易い。よって、位置ずれ等がなぐ確実に仮固定を行うことができ、加工精度の向上に繋がる。

[0065] 上記仮固定が終了した後、集束ビーム Bを照射して移植用針プローバ 21とダイヤモンド砥粒 Dとを固定してヽたデポジション膜をエッチングして、保持手段 12による保持を解く。保持を解いた後、再度原料ガス Gの供給及び集束ビーム Bの照射により、カンチレバー Lの先端にダイヤモンド砲粒 Dを完全に取り付けて両者を結合すると共に、ェしたダイヤモンド砲粒 Dが完全に針先となるよう微細加工する上記微細加ェ工程を行う。 [0066] 特に、この微細加工工程の際、上記粗加工工程時と同様に、回転傾斜手段 11により、第 2試料ポート 3の回転や傾斜が自在であるので、デポジション膜をダイヤモンド砲粒 Dの周囲に完全に形成して、接合を確実なものにすることができると共に微細加ェを確実に行える。

[0067] これら各工程を行うことで、先端に針先となるダイヤモンド砲粒 Dを有するカンチレバー Lを製造することができる。

[0068] 上述したように、本実施形態の集束ビーム加工装置 1及び集束ビーム加工方法によれば、観察手段により観察領域 W内に配置されたダイヤモンド砲粒 D又はカンチレバー Lを観察しながら、照射部 6より集束ビーム Bを照射して加工を行うことができる。特に、移動可能なテーブル 10を有する加工用ステージ 4を備えているので、ダイヤモンド砲粒 D及びカンチレバー Lを装置外部に一度も出すことなぐテーブル 10の移動だけで観察領域 W内に第 1試料ポート 2及び第 2試料ポート 3をそれぞれ配置させてダイヤモンド砲粒 Dの移し変えを容易に行うことができ、効率の良!、加工作業を行うことができる。また、従来時間を要していた連続加工も容易に行うことができ、加工時間の短縮及び力卩ェに力かる製造コストの低減ィ匕を図ることができる。

[0069] また、第 1試料ポート 2及び第 2試料ポート 3は、テーブル 10上に一列に並んで配されているので、テーブル 10を一方向 Sに移動させるだけで第 1試料ポート 2及び第 2 試料ポート 3を観察領域 W内に配置させることができる。よって、構成の簡略ィ匕を図ることができると共に操作し易くなる。

[0070] なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなぐ本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

[0071] 例えば、テーブル 10上に 2つの載置台、即ち、第 1試料ポート 2及び第 2試料ポート 3を設けた構成にしたが、これに限られず、例えば、 3つ以上の載置台を設けても構わない。

[0072] また、被カ卩ェ物として、ダイヤモンド砥粒 D及びカンチレバー Lを採用し、カンチレバー Lにダイヤモンド砲粒 Dを取り付ける例を示した力この場合に限定されるものではない。例えば、被カロェ物として、試料及び試料ホルダを採用し、試料から試料片を集束ビーム Bにより作製し、該試料片を移し変えて試料ホルダに固定して TEM用観察試料を作製しても構わなヽ。

[0073] この場合の集束ビーム加工方法は、テーブル 10を移動させて観察領域 W内に、試料を上面 2aに載置する第 1試料ポート 2を配置させる配置工程と、該配置工程後、試料を観察しながら集束ビーム Bを照射して試料カゝら試料片 (被加工物小片)を作製する作製工程と、該作製工程後、試料片を保持手段 12で保持して第 1試料ポート 2の上面 2aから離間させる離間工程と、該離間工程後、テーブル 10を移動させて、観察領域 W内に第 2試料ポート 3を配置させる移動工程と、該移動工程後、離間させた試料片を第 2試料ポート 3に向けて接近させ、上面 3aに載置されている試料ホルダに接触させる接触工程と、該接触工程後、試料片と試料ホルダとの接触部分に集束ビーム Bを照射して両者を結合させる結合工程とを備え、上記作製工程及び結合工程の際に、第 1試料ポート 2及び第 2試料ポート 3を Z軸回りに回転させると共に任意の角度に傾斜させれば良い。

[0074] より詳細に説明すると、まず、配置工程によりテーブル 10を移動させて試料が載置されている第 1試料ポート 2を観察領域 W内に配置する。次いで、作製工程により、試料を観察しながら所定位置に集束ビーム Bを照射して切削加工し、試料片を作製する。この際、第 1試料ポート 2を回転させたり、任意の角度に傾斜させたりすることができるので、あらゆる角度から集束ビーム Bを照射でき、任意の形状の試料片を確実に作製することができる。

[0075] 次いで、離間工程により、作製した試料片を保持手段 12で保持すると共に、持ち上げて第 1試料ポート 2の上面 2aから離間させる。離間後、移動工程によりテーブル 10を移動させて、観察領域 W内に試料ホルダが載置されている第 2試料ポート 3を配置させる。テーブル 10の移動後、観察しながら試料片を試料ホルダに接近させ、該試料ホルダの所定位置に接触させる接触工程を行う。

[0076] 次、で、結合工程により、集束ビーム Bを照射して試料片と試料ホルダとを、例えば、デポジション膜により結合することで、 TEM用観察試料を製造することができる。

[0077] この際、上述した作製工程と同様に、第 2試料ポート 3の回転及び傾斜が可能であるので、あらゆる角度から集束ビーム Bを照射でき、確実に試料片の周囲にデポジシヨン膜を形成して接合を確実なものにすることができる。 [0078] この場合もダイヤモンド砥粒 Dの加工時と同様に、テーブル 10の移動だけで試料片を容易に移し変えて加工することができるので、効率の良い加工作業を行うことができる。また、従来時間を要していた被加工物の連続加工も容易に行うことができ、加工時間の短縮及び力卩ェに力かるコストの低減ィ匕を図ることができる。

産業上の利用可能性

[0079] 集束ビーム装置の加工用ステージにおいて、テーブルの移動だけで観察領域内に各載置台をそれぞ; 立置させることができるので、従来時間を要して、た被加工物の連続加工等も容易に行うことができ、加工時間の短縮及び力卩ェに力かる製造コストの低減ィ匕を図ることができる。

Claims

請求の範囲

[1] 予め決められた範囲の観察領域内で被加工物を観察しながら集束ビームを照射して被加工物を加工する際に用いられる加工用ステージあって、

前記被加工物を上面にそれぞれ載置可能な載置台を複数有するテーブルと、前記載置台をそれぞれ前記上面に垂直な z軸回りに回転させると共に、上面を任意の角度に傾斜させる回転傾斜手段とを備え、

前記テーブルは、前記観察領域内に、複数の前記載置台をそれぞれ配置させるように移動可能とされて、ることを特徴とする加工用ステージ。

[2] 請求項 1記載の加工用ステージにおいて、

前記テーブルは、一方向に延びた上面視長方形状に形成され、

前記複数の載置台は、前記一方向に沿って一列に並ぶように配されて、ることを特徴とする加工用ステージ。

[3] 請求項 1又は 2記載の加工用ステージにお、て、

前記観察領域内で前記被加工物を保持して少なくとも前記載置台の上面から離間させる保持手段を備えていることを特徴とする加工用ステージ。

[4] 請求項 3記載の加工用ステージにおいて、

前記テーブルを任意の角度に傾斜させる傾斜手段を備え、

前記保持手段が、前記テーブルと共に傾斜可能とされてヽることを特徴とする加工用ステージ。

[5] 請求項 1から 4の、ずれ力 1項に記載の加工用ステージと、

前記観察領域内に配置された被加工物を観察する観察手段と、

前記観察領域内に配置された前記被加工物に、前記集束ビームを照射する照射手段とを備えて、ることを特徴とする集束ビーム加工装置。

[6] 予め決められた範囲の観察領域内に、被加工物を上面に載置する複数の載置台の!、ずれか 1つを配置した状態で被加工物に集束ビームを照射し、該被加工物を加ェする集束ビーム加工方法であって、

前記載置台を複数有するテーブルを移動させて、前記観察領域内にいずれか 1つの載置台を配置させる配置工程と、該配置工程後、前記被加工物を観察しながら前記集束ビームを照射して、被加工物を粗加工する粗加工工程と、

該粗加工工程後、粗加工された前記被加工物を保持手段で保持して前記載置台の上面から離間させる離間工程と、

該離間工程後、前記テーブルを移動させて、前記観察領域内に他の載置台を配置させる移動工程と、

該移動工程後、離間させた前記被加工物を前記他の載置台に向けて接近させ、上面に載置されている他の被加工物に接触させる接触工程と、

該接触工程後、前記被加工物と前記他の被加工物との接触部分に前記集束ビームを照射して両者を結合すると共に、ロェされた前記被加工物を微細加工する微細加工工程とを備え、

前記粗加工工程及び前記微細加工工程の際に、前記載置台を前記上面に垂直な Z軸回りに回転させると共に任意の角度に傾斜させることを特徴とする集束ビームカロェ方法。

予め決められた範囲の観察領域内に、被加工物を上面に載置する複数の載置台の!、ずれか 1つを配置した状態で被加工物に集束ビームを照射し、該被加工物を加ェする集束ビーム加工方法であって、

前記載置台を複数有するテーブルを移動させて、前記観察領域内にいずれか 1つの載置台を配置させる配置工程と、

該配置工程後、前記被加工物を観察しながら前記集束ビームを照射して、被加工物から被加工物小片を作製する作製工程と、

該作製工程後、前記被加工物小片を保持手段で保持して前記載置台の上面から離間させる離間工程と、

該移動工程後、離間させた前記被加工物小片を前記他の載置台に向けて接近させ、上面に載置されている他の被加工物に接触させる接触工程と、

該接触工程後、前記被加工物小片と前記他の被加工物との接触部分に前記集束ビームを照射して両者を結合させる結合工程とを備え、

前記作製工程及び前記結合工程の際に、前記載置台を前記上面に垂直な z軸回りに回転させると共に任意の角度に傾斜させることを特徴とする集束ビーム加工方法