特開 2025-18203 治具、及び試料加工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025018203

(43)【公開日】2025-02-06

(54)【発明の名称】治具、及び試料加工方法

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/20 20060101AFI20250130BHJP

   H01J 37/317 20060101ALI20250130BHJP

   G01N 1/32 20060101ALI20250130BHJP

   G01N 1/28 20060101ALI20250130BHJP

【ＦＩ】

H01J37/20 A

H01J37/317 D

G01N1/32 B

G01N1/28 W

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023121712

(22)【出願日】2023-07-26

(71)【出願人】

【識別番号】318010018

【氏名又は名称】キオクシア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100176599

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 拓也

(74)【代理人】

【識別番号】100205095

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 啓一

(74)【代理人】

【識別番号】100208775

【弁理士】

【氏名又は名称】栗田 雅章

(72)【発明者】

【氏名】稲森 崇文

(72)【発明者】

【氏名】星野 健

(72)【発明者】

【氏名】蔵本 明

(72)【発明者】

【氏名】広田 潤

【テーマコード（参考）】

2G052

5C101

【Ｆターム（参考）】

2G052AD32

2G052AD52

2G052DA33

2G052EC18

2G052GA33

5C101AA32

5C101BB06

5C101EE73

5C101FF22

5C101FF46

5C101FF60

(57)【要約】

【課題】試料に対する荷電粒子ビーム照射位置を簡便に調整できる、治具、及び治具を用いた試料加工方法を提供する。
【解決手段】実施形態の治具は、支持部、試料固定部、ストッパーを有する。前記支持部は、第1方向と、前記第１方向に直交する第２方向とに延伸する壁部分を有する。前記試料固定部は、試料を搭載可能な試料保持面および試料保持機構を有し、回動可能である。前記ストッパーは、前記壁部分の上面に設けられ、前記試料固定部が回動したときに前記試料固定部と接触する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第1方向と、前記第１方向と直交する第２方向とに延伸する壁部分を有する支持部と、
試料を搭載可能な試料保持面および試料保持機構を有し、回動可能な試料固定部と、
前記壁部分の上面に設けられ、前記試料固定部が回動したときに前記試料固定部と接触するストッパーと、
を有する治具。

【請求項2】

前記試料固定部は、
前記試料保持面が形成され、前記第１方向および前記第２方向と直交する第３方向から見たときに円弧部を有する試料載置部分と、
前記試料載置部分から前記第３方向に延伸し、前記壁部分を貫通するように設けられた回動軸と、
をさらに有する、請求項１に記載の治具。

【請求項3】

前記支持部における前記壁部分の側面に設けられ、前記壁部分の内部で前記回動軸と接触し、前記回動軸を固着する固着部をさらに有する、請求項２に記載の治具。

【請求項4】

前記試料固定部は、前記円弧部の円心から傾斜する屋根部をさらに有する、請求項２に記載の治具。

【請求項5】

前記屋根部は、少なくとも２個以上設けられ、２個以上の前記屋根部は前記円心からの傾斜した角度が異なる、請求項４に記載の治具。

【請求項6】

前記ストッパーは前記支持部における前記壁部分の上面に回転可能に設けられており、前記試料固定部が回動したときに前記ストッパーの下面が前記試料固定部における任意の前記屋根部と接触する、請求項４に記載の治具。

【請求項7】

前記試料固定部における前記屋根部がｎ（ｎは自然数）個設けられているとき、前記ストッパーはｎ－１個の凸部を有する、請求項４に記載の治具。

【請求項8】

前記ストッパーは半円弧状である、請求項４に記載の治具。

【請求項9】

前記ストッパーは、前記試料固定部における前記屋根部の数および前記屋根部の位置に対応して複数設けられる、請求項４に記載の治具。

【請求項10】

前記ストッパーは、前記壁部分の前記上面において初期位置から突出可能である、請求項１に記載の治具。

【請求項11】

前記試料固定部は、前記試料保持面に設けられ、前記試料の少なくとも一辺を固定可能なステップをさらに有する、請求項１に記載の治具。

【請求項12】

前記試料固定部が初期位置であるときに、前記試料保持面は、前記第２方向から見たとき前記壁部分の法線方向と鋭角をなすように傾斜している、請求項１に記載の治具。

【請求項13】

試料を載置可能であり、回動軸を中心に回動可能な試料固定部と、試料固定部と接触するストッパーとを備えた治具を用意し、
前記試料を試料固定部に固定し、
前記回動軸を中心に前記試料固定部を回動させ、
前記試料固定部の上面と前記ストッパーの下面が接触した時点で、前記試料固定部の回動を停止させ、
前記治具を試料加工装置に装着する、
試料加工方法。

【請求項14】

前記試料加工装置への装着後に、
前記試料に荷電粒子ビームを照射して加工する、
請求項１３記載の試料加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本実施形態は、治具、及び試料加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電子顕微鏡等で観察される試料を作製するために、荷電粒子ビーム装置を用いて、試料をイオンビームによって微細加工する場合がある。試料内で異なる構造が存在する場合、例えば、イオンビームの入射方向と試料内の構造境界が重なることで、１つの構造が他の構造に比べて高いレートで加工されることにより、カーテニングが起こる可能性がある。同様に、試料が周期構造を持つ場合においても、イオンビームの入射方向と試料内の構造パターンが重なることにより、カーテニングが起こる可能性がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０２１／０３５０９９８号明細書

【特許文献2】米国特許出願公開第２０１２／０１１９１０９号明細書

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】ＳＥＭ試料台、イーエムジャパン株式会社、［online］、［令和５年５月２３日検索］、インターネット<https://www.em-japan.com/stub.html>

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

試料に対する荷電粒子ビーム照射位置を簡便に調整できる、治具、及び試料加工方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態の治具は、支持部、試料固定部、ストッパーを有する。前記支持部は、第1方向と、前記第１方向に直交する第２方向とに延伸する壁部分を有する。前記試料固定部は、試料を搭載可能な試料保持面および試料保持機構を有し、回動可能である。前記ストッパーは、前記壁部分の上面に設けられ、前記試料固定部が回動したときに前記試料固定部と接触する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１実施形態における荷電粒子ビーム装置の構成例を示す概略図。

【図2】第１実施形態における治具１３０の構成例を示す図。

【図3】第１実施形態における治具１３０の構成例を示す図。

【図4】第１実施形態における治具１３０の構成例を示す上面図。

【図5】第１実施形態における試料１４０を載置した場合の荷電粒子ビーム装置の構成例を示す図。

【図6A】第１実施形態における治具１３０を用いた試料１４０の角度調整動作の例を示す図。

【図6B】第１実施形態における治具１３０を用いた試料１４０の角度調整動作の例を示す図。

【図6C】第１実施形態における治具１３０を用いた試料１４０の角度調整動作の例を示す図。

【図7A】第１実施形態における治具１３０を用いた試料１４０の角度調整動作の例を示す図。

【図7B】第１実施形態における治具１３０を用いた試料１４０の角度調整動作の例を示す図。

【図7C】第１実施形態における治具１３０を用いた試料１４０の角度調整動作の例を示す図。

【図8A】第１実施形態における治具１３０を用いた試料１４０の角度調整動作の例を示す図。

【図8B】第１実施形態における治具１３０を用いた試料１４０の角度調整動作の例を示す図。

【図8C】第１実施形態における治具１３０を用いた試料１４０の角度調整動作の例を示す図。

【図9】第１実施形態による試料加工方法の一例を示すフロー図。

【図10】第１実施形態の変形例における治具１３０の構成例を示す図。

【図11】第１実施形態の変形例における治具１３０の構成例を示す上面図。

【図12】第２実施形態における治具１３０の構成例を示す上面図。

【図13】第３実施形態における治具１３０の構成例を示す上面図。

【図14】第４実施形態における試料１４０の断面図の一例を拡大した図。

【図15A】第４実施形態におけるイオンビーム１１１照射時の試料１４０の断面図の一例を拡大した図。

【図15B】第４実施形態におけるイオンビーム１１１照射後の試料１４０の断面図の一例を拡大した図。

【図15C】第４実施形態におけるイオンビーム１１１照射後の試料１４０の上面図の一例を拡大した図。

【図16】第４実施形態における直径Ｄ１をもつホール１４６の一例を示す上面図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。図面は模式的または概念的なものであり、各部分の比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。明細書と図面において、既出の図面に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して、詳細な説明は適宜省略する。

【0009】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における荷電粒子ビーム装置の構成例を示す概略図である。第１実施形態における荷電粒子ビーム装置は、例えば、治具に保持された試料を、イオンビームを用いて加工する。荷電粒子ビーム装置は、例えば、集束イオンビーム（ＦＩＢ、ＦｏｃｕｓｅｄＩｏｎ Ｂｅａｍ）装置でもよい。また、ＦＩＢ装置と、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を備えたＦＩＢ－ＳＥＭ装置であってもよい。以下、ＦＩＢ－ＳＥＭ装置を例に説明する。

【0010】

ＦＩＢ－ＳＥＭ装置１００は、ＦＩＢカラム１１０と、ＳＥＭカラム１２０とを有し、試料を保持可能な治具１３０を搭載することができる。

【0011】

ＦＩＢカラム１１０は、イオンを生成、集束させることでイオンビーム１１１を照射する。治具１３０に載置された試料１４０に、ＦＩＢカラム１１０からのイオンビーム１１１が照射されることで、試料１４０の任意の箇所を加工することができる。

【0012】

ＳＥＭカラム１２０は、電子ビームを照射し、電子ビームの照射によって試料１４０から放出される二次電子を検出する。ＦＩＢカラム１１０からイオンビーム１１１が試料１４０に照射された後、試料１４０のイオンビーム１１１が照射された任意の箇所において、ＳＥＭカラム１２０による電子ビームの照射、および二次電子の検出を行う。これにより、試料１４０における任意の箇所を観察することが可能となる。

【0013】

治具１３０は、試料１４０を保持可能である。試料１４０は、治具１３０に載置され、固定される。治具１３０において、試料１４０を載置する部分は傾いている。異なる言い方をすると、治具１３０は、試料１４０を載置可能な傾斜面を有している。また、治具１３０は、Y軸を中心にZ方向に傾けることが可能である。例えば、ＦＩＢカラム１１０から照射されるイオンビーム１１１に対して、治具１３０に固定された試料１４０の角度を調整したい場合には、治具１３０を、Y軸を中心にＺ方向に傾けてもよい。

【0014】

図２、図３は、第１実施形態における治具１３０の構成例を示す図である。また、図４は第１実施形態における治具１３０の構成例を示す上面図である。図２、３、および４における治具１３０の要素は、全て初期位置にある。

【0015】

治具１３０は、試料１４０を保持可能である。治具１３０には、例えば、イオンビーム、および電子ビームによって発塵、昇華、融解しにくい素材を用いることが好ましい。また、電子ビームまたはイオンビームが照射されたときに電子またはイオンによる帯電を抑制することができるように、導電性の素材を用いることが好ましい。

【0016】

治具１３０の制御性を向上するため、治具１３０には、例えば、比較的軽い金属が用いられることが好ましい。治具１３０には、例えば、アルミニウムが用いられ得る。治具１３０において、後述するそれぞれの要素は、同じ素材が用いられてもよいし、異なる素材が用いられてもよい。例えば、治具１３０の全ての要素をアルミニウムによって形成してもよいし、治具１３０の一部の要素をアルミニウムによって形成し、他の一部をアルミニウム以外の素材によって形成してもよい。

【0017】

治具１３０は、支持部１３１と、試料固定部１３２と、ストッパー１３３とを備える。

【0018】

支持部１３１は、床部分１３１ａと、壁部分１３１ｂと、支持軸１３１ｃと、一対の固着部１３１ｄを備える。なお、図２、図３、および図４では、一対の固着部１３１ｄが設けられる例を示したが、これに限られず、例えば１個の固着部１３１ｄのみが設けられてもよい。以下では、主に１個の固着部１３１ｄの構成に注目して説明する。

【0019】

床部分１３１ａは、Ｘ方向およびＹ方向に延伸している。床部分１３１ａは、例えば、Ｚ方向から見たとき、円形状であってよい。

【0020】

壁部分１３１ｂは床部分１３１ａからＹ方向およびＺ方向に延伸している。床部分１３１ａが円形状であった場合、壁部分１３１ｂは床部分１３１ａの直径上に設けられていてもよい。この場合、壁部分１３１ｂのＹ方向の長さは床部分１３１ａの直径の長さと同じであってもよい。壁部分１３１ｂは、後述の試料固定部１３２における回動軸１３２ｄを回動可能に保持する孔と、後述する固着部１３１ｄと螺合する孔とをそれぞれ有する。壁部分１３１ｂのＺ方向の高さは、例えば、後述する試料固定部１３２のＺ方向における高さと同じかそれより高くてもよい。より具体的には、壁部分１３１ｂのＺ方向の高さは、例えば、試料固定部１３２における回動軸１３２ｄが初期位置に保持された状態で、後述する試料固定部１３２の屋根部１３２ｆの高さと同じかそれより高くてもよい。

【0021】

支持軸１３１ｃは、床部分１３１ａから、Ｚ方向に延伸している。より具体的には、支持軸１３１ｃは、床部分１３１ａにおいて壁部分１３１ｂと接している面とは反対に位置する面から、Ｚ方向に延伸している。つまり、支持軸１３１ｃと壁部分１３１ｂは、Ｚ方向において互いに反対方向に延伸する。また、床部分１３１ａが円形状であった場合には、支持軸１３１ｃは、例えば、床部分１３１ａにおける円の中心部分からＺ方向に延伸してもよい。

【0022】

固着部１３１ｄは、壁部分１３１ｂの側面に設けられている。具体的には、固着部１３１ｄは、例えば、壁部分１３１ｂにおけるＹ方向が法線方向となる側面に設けられてもよい。すなわち、固着部１３１ｄは、例えば、壁部分１３１ｂにおける後述する試料固定部１３２およびストッパー１３３が設けられていない側面に設けられていてもよい。

【0023】

固着部１３１ｄは、壁部分１３１ｂの側面からＹ方向に延伸するように形成された孔に螺合されている。固着部１３１ｄを壁部分１３１ｂの内部側に移動させた場合には、壁部分１３１ｂの内部で固着部１３１ｄの一方の端部が後述する回動軸１３２ｄと接触する。これにより、回動軸１３２ｄは壁部分１３１ｂの内部において固着され、試料固定部１３２も所定の位置で固定される。また、固着部１３１ｄは、壁部分１３１ｂに螺合された状態において、固着部１３１ｄの他方の端部が壁部分１３１ｂから露出される。固着部１３１ｄの他方の端部は、壁部分１３１ｂの側面からＹ方向に突出していてもよいし、壁部分１３１ｂの側面よりも内側に位置していてもよい。

【0024】

固着部１３１ｄと、壁部分１３１ｂの側面に形成された孔とは、例えば、螺合可能であってもよい。

【0025】

固着部１３１ｄは、複数設けられていてもよく、例えば、壁部分１３１ｂの側面において、後述する試料固定部１３２およびストッパー１３３が設けられていない側面、つまりＹ方向を法線方向とする２つの側面にそれぞれ設けられていてもよい。この場合、壁部分１３１ｂの内部で、回動軸１３２ｄは２箇所で一対の固着部１３１ｄとそれぞれ接触し、固着される。

【0026】

以下、固着部１３１ｄが壁部分１３１ｂの側面に形成された孔と螺合可能である場合を例に説明する。なお、固着部１３１ｄは、上述したネジの他に、例えばゴムが用いられ、壁部分１３１ｂの側面からＹ方向に延伸するように形成された孔に嵌ることで回転軸１３２ｄを固着してもよい。

【0027】

試料固定部１３２は、試料保持面１３２ａと、試料保持部１３２ｂと、ステップ１３２ｃと、回動軸１３２ｄと、円弧部１３２ｅと、屋根部１３２ｆと、肩部１３２ｇとを備える。試料保持面１３２ａ、試料保持部１３２ｂ、ステップ１３２ｃ、円弧部１３２ｅ、屋根部１３２ｆ、肩部１３２ｇ、すわなち、試料固定部１３２における回動軸１３２ｄ以外の部分は、試料載置部分１３２ｈとして機能する。試料固定部１３２の試料載置部分１３２ｈは、例えば、半円柱状であってよい。

【0028】

試料保持面１３２ａは、試料固定部１３２において、壁部分１３１ｂと接する面と反対に位置する面である。異なる言い方をすると、試料保持面１３２ａは、試料載置部分１３２ｈにおいて、壁部分１３１ｂと接する面と反対に位置する面である。試料保持面１３２ａには、試料１４０が載置される。試料１４０は、観察対象部分を有する面が、試料保持面１３２ａと接する面と反対に位置するように載置されるのが好ましい。ここで、観察対象部分は、試料１４０において、ＦＩＢカラム１１０から照射されるイオンビーム１１１によって加工される部分ともいえる。Ｙ方向から見たとき、試料保持面１３２ａは、円弧部１３２ｅに対してなす角度θ１３２が鋭角となるように傾斜している。例えば、角度θ１３２は、ＦＩＢカラム１１０から照射されるイオンビーム１１１の照射角度と同じでもよい。

【0029】

試料保持面１３２ａには、試料保持部１３２ｂと、ステップ１３２ｃが設けられている。

【0030】

試料保持部１３２ｂは、例えば、ネジと板バネとを備える。試料保持部１３２ｂは、試料保持機構の一部として機能する。試料１４０が試料保持面１３２ａに載置された状態で、試料１４０の観察対象部分以外の場所を板バネで挟むことにより、試料１４０を試料保持面１３２ａに対して固定する。

【0031】

ステップ１３２ｃは、Ｙ方向から見たとき、試料保持面１３２ａからＸ方向およびＺ方向の少なくとも一方、またはＸ方向およびＺ方向に突出している。ステップ１３２ｃは、試料１４０が略四角形形状である場合に、試料１４０の少なくとも１辺の位置を支持する。ステップ１３２ｃは、少なくとも試料１４０の１辺を支持することができる形状であれば、線形状の部材で構成されていてもよいし、２つ以上の点形状の部材で構成されていてもよい。

【0032】

ステップ１３２ｃは、試料保持機構の他の一部として機能する。すなわち、試料保持部１３２ｂとステップ１３２ｃとが協同して試料保持機構として機能する。なお、試料保持部１３２ｂのみでも試料保持機構として機能し得るし、ステップ１３２ｃのみでも試料保持機構として機能し得る。ステップ１３２ｃは、試料保持面１３２ａと一体的に形成されていてもよいし、試料保持面１３２ａとは別体として取り付けられていてもよい。例えば、ステップ１３２ｃは、試料保持面１３２ａから突き出ている形態でもよいし、ほぼ平らな試料保持面１３２ａに凸部の部材としてのステップ１３２ｃを取り付けるような形態であってもよい。

【0033】

試料１４０を試料保持面１３２ａに載置するときに、試料１４０の一面の少なくとも一部がステップ１３２ｃと接触する場合、ステップ１３２ｃは、回動軸１３２ｄが初期位置に保持された状態で、試料１４０の１辺が床部分１３１aと略平行となるように試料１４０を保持可能であることが好ましい。異なる言い方をすると、ステップ１３２ｃは、回動軸１３２ｄが初期位置に保持された状態で、試料１４０の１辺が床部分１３１aとＹ方向において略平行となるように試料１４０を保持可能に構成されていることが好ましい。これにより、例えば、試料１４０を入れ替え、新しい試料を試料保持面１３２ｂに載置する場合にも、試料のＹ軸に対する角度を揃えることができる。

【0034】

回動軸１３２ｄは、試料固定部１３２において試料載置部分１３２ｈからＸ方向に延伸する。回動軸１３２ｄは、壁部分１３１ｂを貫通しており、壁部分１３１ｂの孔によって回動可能に保持されている。回動軸１３２ｄは、例えば、試料固定部１３２を回動可能にするネジであってもよい。試料固定部１３２は、回動軸１３２ｄが操作されることによって、回動軸１３２ｄを中心に壁部分１３１ｂに対して回動可能である。試料固定部１３２は、回動軸１３２ｄを中心に壁部分１３１ｂに対して時計回りに回動しても、反時計回りに回動してもよい。

【0035】

試料固定部１３２において、試料載置部分１３２ｈは、例えば、柱状であって、円弧部１３２ｅを有する。この場合、円弧部１３２ｅは、Ｘ方向から見たときに円弧形状をなしており、柱状における外周部に対応する。円弧部１３２ｅの半径は、例えば、壁部分１３１ｂのY方向における長さ、およびＺ方向における長さよりも短い。試料固定部１３２を、円弧部１３２ｅを有するように構成することで、試料固定部１３２が回動したときに床部分１３１aとの干渉を防ぐことができる。これにより、試料固定部１３２と床部分１３１aとの距離を短くできるため、治具１３０全体を省スペースで構成可能となる。また、円弧部１３２ｅの半径を適切に設定することにより、試料固定部１３２が円弧部１３２ｅを介して床部分１３１aによって保持されるため、回動軸１３２ｄが壁部分１３１ｂの孔によって保持される際の重力による負荷を低減することができる。

【0036】

試料固定部１３２は、Ｘ方向から見たとき、円弧部１３２ｅの円心またはその近傍から屋根のように傾斜した屋根部１３２ｆが設けられていてもよい。異なる言い方をすると、屋根部１３２ｆは支持部１３１における壁部分１３１ｂの上面と平行でなくてもよい。屋根部１３２ｆは、円心が壁部分１３１ｂの上面と最も近く、徐々に壁部分１３１ｂの上面から遠ざかるように傾斜している。つまり、屋根部１３２ｆは、円心から床部分１３１ａ方向へと傾斜する、試料固定部１３２の上面である。図２の１３２ｆ１、１３２ｆ２のように、屋根部１３２ｆは複数設けられていてもよい。試料固定部１３２は、Ｘ方向から見たときに、円弧部１３２ｅをもつ半円形状の端部を削ることで屋根部１３２ｆ、および後述する肩部１３２ｇが複数設けられてもよい。また、屋根部１３２ｆのそれぞれの延長線が、円弧部１３２ｅの円心と重なっていてもよいし、重なっていなくてもよい。

【0037】

屋根部１３２ｆ２は、例えば、屋根部１３２ｆ２－α、および屋根部１３２ｆ２－βを有する。試料固定部１３２をＸ方向から見たとき、試料載置部分１３２ｈ、および回動軸１３２ｄが初期位置に保持された状態から、後述するストッパー１３３と屋根部１３２ｆ２が接触するまでの回動角度は屋根部１３２ｆ２の傾斜角度θ２α、θ２βの角度と略一致する。異なる言い方をすると、試料固定部１３２をＸ方向から見たとき、試料載置部分１３２ｈ、および回動軸１３２ｄが初期位置に保持された状態から、後述するストッパー１３３と屋根部１３２ｆ２が接触するまでの試料固定部１３２の回動可能な角度は、傾斜角度θ２α、あるいはθ２βとなる。

【0038】

屋根部１３２ｆ１も屋根部１３２ｆ２と同様に、例えば、屋根部１３２ｆ１－α、および屋根部１３２ｆ１－βを有する。また、試料固定部１３２をＸ方向から見たとき、試料固定載置部分１３２ｈ、および回動軸１３２ｄが初期位置に保持された状態から、後述するストッパー１３３と屋根部１３２ｆ１が接触するまでの試料固定部１３２の回動可能な角度は、図示しない傾斜角度θ１α、あるいはθ１βとなる。

【0039】

屋根部１３２ｆ２－αの傾斜角度θ２αと屋根部１３２ｆ２－βにおける傾斜角度θ２βとは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、屋根部１３２ｆ１－αにおける傾斜角度θ１αと屋根部１３２ｆ１－βにおける傾斜角度θ１βとは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。傾斜角度がそれぞれ異なる場合、傾斜角度がθ１αとθ１β、θ２αとθ２βで同じである場合よりも多くの傾斜角度を設定可能となる。これにより、カーテニング対策のために最適な傾斜角度が異なる複数の試料があるとき、同一の治具１３０に載置可能な試料の種類が増える。

【0040】

なお、試料固定部１３２において円弧部１３２ｅの円心と、試料固定部１３２の回動軸１３２ｄは必ずしも一致する必要はない。この場合、図中の傾斜角度θ１α、θ１β、θ２α、およびθ２βは、試料固定部１３２の回動角度とは厳密には一致しない。この場合でも、傾斜角度θ１α、θ１β、θ２α、およびθ２βに応じて、試料固定部１３２に固定された試料１４０を、イオンビーム１１１の照射方向に対する初期位置からの角度が変化するように、回動させることができる。

【0041】

試料固定部１３２において、屋根部１３２ｆ１と円弧部１３２ｅの間、屋根部１３２ｆ１、および屋根部１３２ｆ２の間には肩部１３２ｇ１、および肩部１３２ｇ２がそれぞれ設けられる。肩部１３２ｇ２は、屋根部１３２ｆ２の一部であり、屋根部１３２ｆ２―α、屋根部１３２ｆ２―βにおいて円心を一方の端部としたときに、円心とは逆の端部である。肩部１３２ｇ１は、屋根部１３２ｆ１の一部であり、屋根部１３２ｆ１―αと円弧部１３２ｅ、屋根部１３２ｆ１―βと円弧部１３２ｅのそれぞれの境界となる端部である。肩部１３２ｇも屋根部１３２ｆと同様に、複数設けられてもよい。この場合、後述するストッパー１３３と屋根部１３２ｆが接触するとき、例えば、少なくとも肩部１３２ｇがストッパー１３３の下面と接触すれば、試料固定部１３２の回動が停止する。

【0042】

ストッパー１３３は、壁部分１３１ｂのＺ方向における上面に設けられる。ストッパー１３３は基部１３３ａと先端部（凸部）１３３ｂを有する。ストッパー１３３の基部１３３ａは、壁部分１３１ｂの上面に、Ｘ－Ｙ平面において回転可能に設けられる。また、ストッパー１３３の先端部１３３ｂは、Ｚ方向から見たとき、Ｘ－Ｙ平面において壁部分１３１ｂから突出可能である。異なる言い方をすると、ストッパー１３３は、Ｚ方向から見たときＸ方向において壁部分１３１ｂから突出していない初期位置から、Ｚ方向から見たとき少なくとも一部がＸ方向において壁部分１３１ｂから突出している突出位置へと移動可能である。ストッパー１３３が壁部分１３１ｂから突出した状態で試料固定部１３２を回動させると、屋根部１３２ｆがストッパー１３３の下面に接触する。ストッパー１３３は、試料固定部１３２の回動軸１３２ｄを中心とした回動の範囲を制限する機能を有する。

【0043】

ストッパー１３３は、試料固定部１３２の時計回りの回動、および反時計回りの回動に合わせて２つ設けられていてもよい。第１実施形態においては、壁部分１３１ｂのＺ方向における上面の中心付近にストッパー１３３の軸を設け、回転可能としているが、ストッパー１３３の形状はこれに限らない。

【0044】

試料固定部１３２を、回動軸１３２ｄを中心として回動させた場合に、ストッパー１３３は所定の位置で試料固定部１３２と接触する。つまり、試料固定部１３２を、回動軸１３２ｄを中心として回動させた場合、試料固定部１３２の屋根部１３２ｆと、ストッパー１３３の下面が接触する。ストッパー１３３の下面が屋根部１３２ｆと接触した時点で、試料固定部１３２の回動を停止することで、試料１４０の観察対象部分を有する面のイオンビーム１１１の照射方向に対する角度を調整できる。

【0045】

ストッパー１３３の先端部１３３ｂは、例えば、凸部として形成されていてもよい。以下では、ストッパー１３３の先端部１３３ｂのことを凸部１３３ｂともいう。ストッパー１３３には、例えば、屋根部１３２ｆの個数に合わせて、凸部１３３ｂが形成されていてもよい。凸部１３３ｂとは、ストッパー１３３において壁部分１３１ｂのＺ方向における上面に固定された基部１３３ａと反対側の端部、つまり、先端部１３３ｂ側の形状の一例である。凸部を有するストッパー１３３は、Ｘ－Ｙ平面上において、基部１３３ａから先端部１３３ｂまでが一直線状になっていない。つまり、ストッパー１３３の基部１３３ａから先端部１３３ｂの途中で幅が広がるような形状を有する。

【0046】

ストッパー１３３の基部１３３ａの幅と、先端部（凸部）１３３ｂの幅は略同一となっていてもよい。ストッパー１３３における基部１３３ａの幅と先端部（凸部）１３３ｂの幅が略同一である場合、基部１３３ａから先端部（凸部）１３３ｂまでのストッパー１３３の幅が細くなり、先端部（凸部）１３３ｂで基部１３３ａと略同一の幅に広がっている。このような形状により、壁部分１３１ｂからストッパー１３３の凸部をＸ方向において突出させたとき、ストッパー１３３は屋根部１３２ｆ２との接触を避けながら屋根部１３２ｆ１と接触することができる。

【0047】

ストッパー１３３は、例えば、ｎを自然数とするとき、屋根部１３２ｆの個数がn個であった場合、ｎ－１個の凸部を有する。図１１のようにストッパー１３３が２個以上の凸部を有する場合、Ｘ－Ｙ平面において、２個以上の凸部はいずれも基部１３３ａよりも幅が広くなっていてもよいし、基部１３３ａの幅と、凸部の幅は略同一となっていてもよい。ストッパー１３３が２個以上の凸部を有するときに基部１３３ａの幅と凸部の幅が略同一となっている場合、Ｘ－Ｙ平面において基部１３３ａに近い凸部では、幅が広くなった後、徐々に幅が細くなる形状であってもよい。このような形状を有することで、他の凸部の幅を広げる場合に、基部１３３ａに近い凸部と同じような幅（Ｚ方向からみたとき、基部１３３ａと略同一の幅）を持つ凸部を設けることができる。つまり、凸部において幅が広がった後徐々に細くなることで、複数設けられた凸部の幅をいずれも基部１３３ａの幅と略同一とすることができる。

【0048】

ストッパー１３３が凸部を有することで、図２において屋根部１３２ｆ１、および屋根部１３２ｆ２のように屋根部１３２ｆが複数個ある場合でも、単一のストッパー１３３の回転量を調整すれば各屋根部１３２ｆにおいて単一のストッパー１３３と接触させることが可能となる。つまり、ストッパー１３３の下面と屋根部１３２ｆ１とを接触させたい場合に、壁部分１３１ｂからストッパー１３３の凸部をＸ方向に突出させることで、ストッパー１３３は屋根部１３２ｆ２との接触を避けながら屋根部１３２ｆ１と接触することができる。

【0049】

図５は、第１実施形態において試料１４０を載置した場合の荷電粒子ビーム装置の構成例を示す図である。ＦＩＢ－ＳＥＭ装置１００において、ＦＩＢカラム１１０から照射されるイオンビーム１１１は、治具１３０に載置された試料１４０の表面に対して略平行に照射されてもよい。例えば、試料固定部１３２における傾斜角度θ１３２を４５度に設定した場合、ＦＩＢカラム１１０は、Ｚ軸から４５度傾いた位置からイオンビーム１１１を照射する。

【0050】

ＦＩＢカラム１１０から照射されるイオンビーム１１１は、一点に収束する。違う言い方をすると、イオンビーム１１１は、焦点を頂点とした円錐状となり、焦点以外の箇所においては、ビーム幅を有する。このビーム幅をイオンビーム１１１の未集束部分とする。

【0051】

ＦＩＢカラム１１０から照射されるイオンビーム１１１が、治具１３０に載置された試料１４０の表面に対して略平行に照射される場合、イオンビーム１１１における未集束部分も試料に照射される。そのため、試料の表面に対して深さ方向に少し傾くようにイオンビーム１１１が試料１４０を加工する。つまり、試料１４０においてイオンビーム１１１の照射箇所では、場所によって深さの異なる構造を観察できる。これにより、例えば、一回のイオンビーム１１１の照射によって、試料１４０の深さ方向のパターン形状、積層膜を観察することが可能となる。試料において観察したい箇所が、薄膜が積層された構造や比較的浅いホールパターンを持っている場合には、治具１３０を用いて試料表面に対して略平行にイオンビーム１１１を照射することで、薄膜の構造を詳細に観察することができる。

【0052】

図６、図７、図８は、第１実施形態における治具１３０を用いた試料１４０の角度調整動作の例を示す図である。図６－８（Ａ）は、それぞれ、治具１３０をX方向から見た図である。図６－８（Ｂ）は、それぞれ、治具１３０をY方向から見た図である。図６－８（Ｃ）は、それぞれ、治具１３０をZ方向から見た図である。なお、図６－８では先述した要素について、適宜省略して示している。

【0053】

図６は、試料固定部１３２を初期位置に保持した治具１３０である。試料固定部１３２は、ストッパー１３３と接触していなくてもよい。例えば、図６の状態の治具１３０において、試料１４０が試料保持面１３２ａに載置される。

【0054】

図７は、試料固定部１３２を一段階回動させた状態を示している。つまり、図７は、試料固定部１３２を、屋根部１３２ｆ２－αとストッパー１３３の下面が接触するまで回動させた後、その状態を維持したまま試料固定部１３２の回動が停止している状態を示している。試料固定部１３２は、図６に図示した傾斜角度θ２α分回動し、ストッパー１３３の下面と接触して回動を停止する。試料固定部１３２の回動停止後、壁部分１３１ｂに設けられた固着部１３１ｄの一端が壁部分１３１ｂの内部の回動軸１３２ｄと接触するまで固着部１３１ｄを回転させることにより、試料固定部１３２を締め付ける。これにより、固着部１３１ｄは、試料固定部１３２を回動後の位置で固着させる。

【0055】

試料１４０を治具１３０に載置していた場合、試料１４０も試料固定部１３２の回動に合わせて傾き、イオンビーム１１１の照射方向に対する角度が変化する。

【0056】

図８は、試料固定部１３２を二段階回動させた状態を示している。つまり、図８は、試料固定部１３２を、屋根部１３２ｆ１－αとストッパー１３３の下面が接触するまで回動させた後、その状態を維持したまま試料固定部１３２の回動が停止している状態を示している。試料固定部１３２は、図６に図示した傾斜角度θ１α分回動し、ストッパー１３３の下面と接触して回動を停止する。試料固定部１３２の回動停止後、壁部分１３１ｂに設けられた固着部１３１ｄの一端が壁部分１３１ｂの内部の回動軸１３２ｄと接触するまで固着部１３１ｄを回転させることにより、試料固定部１３２を締め付ける。これにより、固着部１３１ｄは、試料固定部１３２を回動後の位置で固着させる。

【0057】

試料１４０を治具１３０に載置していた場合、試料１４０も試料固定部１３２の回動に合わせて傾き、イオンビーム１１１の照射方向に対する角度が変化する。

【0058】

次に、治具１３０を用いた試料加工方法について説明する。

【0059】

図９は、第１実施形態による試料加工方法の一例を示すフロー図である。

【0060】

まず、治具１３０の試料固定部１３２における試料保持面１３２ａに、試料１４０を載置する。このとき、試料１４０の少なくとも一辺が、ステップ１３２ｃによって支持されてもよい。試料１４０を試料保持面１３２ａに載置した後、試料保持部１３２ｂによって試料１４０が固定される（Ｓ１０）。

【0061】

試料１４０を試料固定部１３２に固定した後、試料固定部１３２を、回動軸１３２ｄを中心に壁部分１３１ｂに対して回動させる（Ｓ２０）。試料固定部１３２はＸ方向を中心として時計回りに回動してもよいし、反時計回りに回動してもよい。

【0062】

図６－８で説明したように、試料固定部１３２を、ストッパー１３３の下面が屋根部１３２ｆに接触するまで回動させる。これにより、イオンビーム１１１の照射方向に対する試料１４０の角度が所定の角度に調整される。このとき、壁部分１３１ｂのＺ方向における上面の設けられたストッパー１３３によって、試料固定部１３２の回動角度を決定できる。より具体的には、試料固定部１３２を、回動軸１３２ｄを中心として回動させた場合、試料固定部１３２における屋根部１３２ｆと、ストッパー１３３の下面が接触する。ストッパー１３３の下面が屋根部１３２ｆと接触した時点で、試料固定部１３２の回動を停止する（Ｓ３０）。つまり、屋根部１３２ｆの傾斜角度を適切に設定することで、試料固定部１３２の回動角度が所望の範囲となるように調整可能となる。なお、例えば、屋根部１３２ｆの傾斜角度は、操作者によって適切な角度に変更されてもよい。例えば、屋根部１３２ｆ２とストッパー１３３の下面が接触したとき、試料固定部１３２は、初期位置に保持された状態と比べて５度傾いていてもよい。この場合、屋根部１３２ｆの傾斜角度θ２αは、５度である。また、例えば、屋根部１３２ｆ１とストッパー１３３の下面が接触したとき、試料固定部１３２は、初期位置に保持された状態と比べて１０度傾いていてもよい。この場合、屋根部１３２ｆの傾斜角度θ１αは、１０度である。このように、治具１３０を用いる操作者が、試料を傾けたい角度によって、屋根部１３２ｆの傾斜角度、および屋根部１３２ｆの数を変更してもよい。

【0063】

ストッパー１３３の下面が屋根部１３２ｆと接触し、試料固定部１３２の回動が停止した後、試料固定部１３２が回動後の位置から動かないように、試料固定部１３２を固着部１３１ｄにより固着させる（Ｓ４０）。試料固定部１３２の回動停止後、壁部分１３１ｂに設けられた固着部１３１ｄの一端が、壁部分１３１ｂの内部で回動軸１３２ｄと接触するまで固着部１３１ｄを回転させることにより試料固定部１３２を締め付ける。

【0064】

試料固定部１３２の回動が停止し、所定の位置で固着された後、ＦＩＢカラム１１０からイオンビーム１１１が照射され、試料１４０が加工される（Ｓ５０）。なお、Ｘ－Y平面において壁部分１３１ｂから突出した状態のストッパー１３３が、イオンビーム１１１と試料１４０との間に存在する場合、ストッパー１３３が試料１４０へのイオンビーム１１１の入射を阻害してしまう可能性がある。ストッパー１３３がイオンビーム１１１の軌道と重なる場合には、試料固定部１３２を固着部１３１ｄによって固着させた後にストッパー１３３を初期位置に戻してもよい。つまり、試料固定部１３２の回動をストッパー１３３によって停止させ、固着部１３１ｄによって試料固定部１３２を固着した後で、ＦＩＢカラム１１０からのイオンビーム１１１を照射するときに、ストッパー１３３を初期位置である壁部分１３１ｂのＺ方向における上面に戻してもよい。

【0065】

ＦＩＢカラム１１０からイオンビーム１１１を照射して試料１４０の任意の箇所を加工した後、ＳＥＭカラム１２０を用いて試料１４０の被加工面を観察する。

【0066】

なお、ストッパー１３３と接触する屋根部１３２ｆは、屋根部１３２ｆの大部分、あるいは半分以上がストッパー１３３と接触してもよいし、屋根部１３２ｆの一点、あるいは一部がストッパー１３３と接触してもよい。

【0067】

荷電粒子ビーム装置では、カーテニングを防ぐため、治具に試料を載置するときに試料の観察対象部分を有する面のイオンビームの照射方向に対する角度を調整する。治具への載置のときの試料の傾斜角度調節は、通常、操作者によって実施される。操作者は、経験に基づいて目分量で試料を傾斜させ、カーボンテープ等で治具に固定する。そのため、治具に載置された試料の傾斜角度は、操作者によってばらつきがある可能性があった。

【0068】

第１実施形態の治具１３０は、試料固定部１３２、および回動機構を有しているため、簡便に試料を傾斜させることができる。さらに、屋根部１３２ｆの傾斜角度を予め設定しておくことで、回動位置を設定した角度と正確に対応させることができる。つまり、試料を取り換え、新しい試料を治具１３０に載置し、試料固定部１３２を回動させた場合、前回載置されていた試料と同じ傾斜角度とすることが可能となる。これにより、操作者によってばらつく可能性のあった治具に載置された試料の傾斜角度を、治具１３０を用いることで揃えることができる。

【0069】

さらに、イオンビーム１１１の入射方向と試料内の構造パターンとが重ならないような試料の傾斜角度をあらかじめ算出しておいてもよい。算出した試料の傾斜角度に合わせて、屋根部１３２ｆの傾斜角度を設定しておくことで、操作者によって試料をカーボンテープ等で治具に固定する場合と比べて角度調節の再現性が向上する。すなわち、本実施形態の治具１３０を用いることで、試料１４０をX方向からみたときに、例えばイオンビーム１１１の入射方向と試料１４０内の構造パターンが重なる状態を避けることができる。つまり、試料１４０の表面において傾いた方向からイオンビーム１１１が照射される状態（イオンビーム１１１の入射方向と試料内の構造パターンが重ならず、カーテニングが発生しにくくなる状態）を、簡便に実現することができる。また、その状態の再現性を向上させることができる。すなわち、治具１３０に載置する試料を交換した場合でも、試料の表面に対するイオンビーム１１１の入射方向と試料内の構造パターンとがなす角度を一定にすることができる。

【0070】

（変形例）
図１０は、第１実施形態の変形例における治具１３０の構成例を示す図である。また、図１１は第１実施形態の変形例における治具１３０の構成例を示す上面図である。

【0071】

本変形例では、試料固定部１３２をＸ方向から見たとき、円弧部１３２ｅの円心部から屋根のように傾斜した屋根部１３２ｆが設けられている。異なる言い方をすると、屋根部１３２ｆは支持部１３１における壁部分１３１ｂの上面と平行でなくてもよい。屋根部１３２ｆは、円心が壁部分１３１ｂの上面と最も近く、徐々に壁部分１３１ｂの上面から遠ざかるように傾斜している。つまり、屋根部１３２ｆは、円心から床部分１３１ａ方向へと傾斜する、試料固定部１３２の上面である。このとき、図１０、図１１の治具１３０には１３２ｆ１、１３２ｆ２、１３２ｆ３のように、３個の屋根部１３２ｆが設けられている。また、先述した肩部１３２ｇ１、肩部１３２ｇ２と共に、屋根部１３２ｆ２、および屋根部１３２ｆ３の間には肩部１３２ｇ３が設けられる。

【0072】

試料固定部１３２は、例えば、円弧部１３２ｅをもつ半円形状から、端部を削ることで肩部１３２ｇを複数持つ形状へと加工されてもよい。屋根部１３２ｆのそれぞれの延長線が、円弧部１３２ｅの円心と重なっていてもよいし、重なっていなくてもよい。

【0073】

ストッパー１３３と接触する屋根部１３２ｆは、屋根部１３２ｆの大部分、あるいは半分以上がストッパー１３３と接触してもよいし、屋根部１３２ｆの一点、あるいは一部がストッパー１３３と接触してもよい。例えば、少なくとも肩部１３２ｇがストッパー１３３の下面と接触した時点で、試料固定部１３２の回動を停止させてもよい。

【0074】

屋根部１３２ｆ３は、例えば、屋根部１３２ｆ３－α、および屋根部１３２ｆ３－β有する。屋根部１３２ｆは、それぞれ、α、β有する。また、試料固定部１３２をＸ方向から見たとき、試料載置部分１３２ｈ、および回動軸１３２ｄが初期位置に保持された状態から、後述するストッパー１３３と屋根部１３２ｆ３が接触するまでの試料固定部１３２の回動角度は、傾斜角度θ３α、あるいはθ３βとなる。

【0075】

屋根部１３２ｆ３－α、および屋根部１３２ｆ３－βにおける傾斜角度θ３α、θ３βは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。

【0076】

本変形例のストッパー１３３は、３個の屋根部１３２ｆに合わせて２個の凸部を有する。これにより、図１１において屋根部１３２ｆ１、屋根部１３２ｆ２、および屋根部１３２ｆ３のように屋根部１３２ｆが複数個ある場合でも、単一のストッパー１３３の回転量を調整することで、各屋根部１３２ｆにおいて単一のストッパー１３３と接触させることが可能となる。

【0077】

本変形例のその他の構成および動作は、第１実施形態と同様でよい。本変形例のような構成であっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、屋根部１３２ｆの数は、操作者によって決定可能であり、何個設けられていてもよい。さらに、ストッパー１３３の数、あるいはストッパー１３３における凸部は、操作者によって決定可能であり、何個設けられていてもよい。

【0078】

（第２実施形態）
図１２は第２実施形態における治具１３０の構成例を示す上面図である。第２実施形態では、治具１３０は円弧状のストッパー１３３を複数個有する。

【0079】

ストッパー１３３は、例えば、屋根部１３２ｆが複数個設けられている場合には、屋根部１３２ｆごとに設けられていてよい。つまり、屋根部１３２ｆ１に対応して設けられるストッパー１３３ａと、屋根部１３２ｆ２に対応して設けられるストッパー１３３ｂのように、ストッパー１３３は複数個あってもよい。

【0080】

ストッパー１３３は、壁部分１３１ｂのＺ方向における上面に設けられる。ストッパー１３３は、壁部分１３１ｂの上面に、Ｘ－Ｙ平面において回転可能となるように固定されている。ストッパー１３３の先端部は、Ｚ方向から見たとき、Ｘ－Ｙ平面において壁部分１３１ｂから突出可能である。ストッパー１３３が壁部分１３１ｂから突出した状態で試料固定部１３２を回動させると、屋根部１３２ｆがストッパー１３３の下面に接触する。

【0081】

円弧状のストッパー１３３ａ、１３３ｂの円心は、例えば、壁部分１３１ｂのＺ方向における上面の中心と一致してもよい。

【0082】

第２実施形態のその他の構成および動作は、第１実施形態と同様でよい。第２実施形態のような構成であっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、ストッパー１３３は、屋根部１３２ｆの数に合わせて設けることも可能であり、複数個設けられていてもよい。

【0083】

（第３実施形態）
図１３は第３実施形態における治具１３０の構成例を示す上面図である。第３実施形態では、治具１３０は四辺形状のストッパー１３３を１個、あるいは複数個有する。

【0084】

ストッパー１３３は、例えば、屋根部１３２ｆが複数個設けられている場合には、屋根部１３２ｆにおけるα、βごとに設けられていてよい。つまり、屋根部１３２ｆ１－αに対応して設けられるストッパー１３３ａと、屋根部１３２ｆ１－βに対応して設けられるストッパー１３３ｂと、屋根部１３２ｆ２－αに対応して設けられるストッパー１３３ｃと、屋根部１３２ｆ２－βに対応して設けられるストッパー１３３ｄのように、ストッパー１３３は複数個設けられていてもよい。

【0085】

ストッパー１３３は、壁部分１３１ｂのＺ方向における上面に設けられる。ストッパー１３３は、壁部分１３１ｂの上面に固定されている。ストッパー１３３は、Ｚ方向から見たとき、Ｘ－Ｙ平面において壁部分１３１ｂから突出可能である。ストッパー１３３が壁部分１３１ｂから突出した状態で試料固定部１３２を回動させると、屋根部１３２ｆがストッパー１３３の下面に接触する。

【0086】

ストッパー１３３は、屋根部１３２ｆの数に合わせて設けることも可能であり、複数個設けられていてもよい。また、ストッパー１３３は、壁部分１３１ｂから取り外し、あるいは壁部分１３１ｂの上面においてスライドするように移動可能であり、ストッパー１３３と接触させたい屋根部１３２ｆに合わせた位置に移動させることも可能である。つまり、壁部分１３１ｂの上面において移動可能な１個のストッパー１３３を設けることで、ストッパー１３３と接触させたい屋根部１３２ｆの位置に合わせてストッパー１３３の設置位置を変えることができる。この場合、ストッパー１３３の数を少なくすることができる。さらに、屋根部１３２ｆに合わせてストッパー１３３の形状を変える必要がない。

【0087】

ストッパー１３３の取り外し、壁部分１３１ｂの上面において移動可能である場合、屋根部１３２ｆの左右（α、βごと）において別々にストッパー１３３を設けてもよい。

【0088】

第３実施形態のその他の構成および動作は、第１実施形態と同様でよい。第３実施形態のような構成であっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。ストッパー１３３は、屋根部１３２ｆの数に合わせて設けることも可能であり、複数個設けられていてもよい。また、ストッパー１３３の形状は四辺形状に限られず、例えば、三角形状であってもよい。

【0089】

（第４実施形態）
図１４は、第４実施形態における試料１４０の断面図の一例を拡大した図である。図１５は、第４実施形態におけるイオンビーム１１１照射時、および照射後の試料１４０の断面図あるいは上面図の一例を拡大した図である。

【0090】

図１４は、第４実施形態において、試料１４０が半導体試料であるときの断面図の一例である。試料１４０には、基板１４１上に酸化シリコン膜１４２、および窒化シリコン膜１４３が交互に積層された積層膜１４４が形成されている。試料１４０において、メモリホールやコンタクトホールなどのホール１４６が設けられるとき、積層膜１４４上にはホール１４６に対応した形状を有するマスク１４５が設けられる。この状態で試料１４０に対してパターン形成のためのエッチングを行うと、積層膜１４４が加工されてホール１４６が下側に延伸するにつれて、マスク１４５の側面に堆積物１４５αが蓄積する。なお、以下の説明におけるホール１４６は、積層膜１４４におけるホールだけでなく、マスクにおけるホールも含む。

【0091】

堆積物１４５αがマスク１４５の側面に堆積すると、ホール１４６の形状が影響を受ける可能性がある。例えば、ホール１４６の底に対するエッチング量が低下し、ホール１４６が深くなるにつれて先細りとなる可能性がある。

【0092】

ホール１４６の径が深さ方向においてどのように変化しているのか、異なる地点でのホール１４６の形状を正確に検査する必要がある。ホール１４６の直径が深さ方向において均等になっているか検査するときに、本件の治具１３０を用いることで、試料１４０をＦＩＢカラム１１０からのイオンビーム１１１によって削り、ＳＥＭカラム１２０によって観察することができる。

【0093】

図１５Ａは、第４実施形態におけるイオンビーム１１１照射時の試料１４０の断面図の一例を示した図である。図１５Ｂは、第４実施形態におけるイオンビーム１１１照射後の試料１４０の断面図の一例を示した図である。図１５Cは、第４実施形態におけるイオンビーム１１１照射後の試料１４０の上面図の一例を示した図であり、イオンビーム１１１照射によって加工された後の試料１４０におけるホール１４６の上面図である。

【0094】

図１５ＡのようにＦＩＢカラム１１０から照射されるイオンビーム１１１は、例えば、その中心軸１１１ｃが治具１３０に載置された試料１４０の表面に対して略平行となるように照射されてもよい。図１５Ａにおいて、中心軸１１１ｃが治具１３０に載置された試料１４０の表面に対して略平行となるように、イオンビーム１１１が照射されるとする。ＦＩＢカラム１１０は、一点に向かってイオンビーム１１１を集束させる。違う言い方をすると、イオンビーム１１１は、焦点を頂点とした円錐状となり、焦点以外の箇所においては、ビーム幅、つまり未集束部分を有する。そのため、試料１４０においてＦＩＢカラム１１０から遠い箇所がイオンビーム１１１の焦点として設定されると、集束途中のイオンビーム１１１の形状に沿って(ビーム幅に沿って)試料１４０が加工される。

【0095】

図１５Ｂは、図１５Ａに示した試料１４０の表面に対するイオンビーム１１１の照射が終了したときの図である。先述したように、集束途中のイオンビーム１１１の形状に沿って、試料１４０の底面から試料１４０の上面までの高さが異なっている。

【0096】

ここで、図１５Ｂ、および図１５Cの状態を、ＳＥＭカラム１２０によって試料１４０の表面を観察することで計測する場合、試料１４０の表面におけるホール１４６の直径の大きさＤ１～Ｄ５を比較する。その結果、一度のイオンビーム１１２の照射によって、深さ方向において異なる箇所でのホール１４６の直径Ｄ１～Ｄ５をそれぞれ計測できる。

【0097】

ホール１４６において、深さ方向における直径の変化を検査したい場合には、図１４のように試料１４０を断面が見えるように削ることで計測することも考えられる。しかし、試料１４０における断面の観察では、ホール１４６の直径は非常に小さく、その断面をホール１４６の直径と一致させることが難しい。

【0098】

図１６は、第４実施形態における直径Ｄ１をもつホール１４６の一例を示す上面図である。ホール１４６において、計測したい直径はＤ１であるが、試料１４０を断面が見えるように削ったときに、断面におけるホール１４６の直径がＤ´１である可能性がある。

【0099】

本件では、試料１４０の表面を削り、削れた後の試料１４０の加工表面をＳＥＭによって観察するため、ホール１４６の直径を加工表面から容易に特定できる。よって、試料１４０の深さ方向におけるパターン形状の変化を、正確に検査することができる。

【0100】

また、本実施形態で用いる治具１３０は、試料固定部１３２とストッパー１３３によって試料１４０の傾斜角度を設定できる。例えば、試料の傾斜角度を操作者が手作業で調節し、試料１４０と同じ種類である複数の試料を繰り返し載置した場合、それぞれの試料の傾斜角度が大きく異なる可能性がある。この場合、試料の表面に対して照射されるイオンビームの向きも試料を載置する度に異なる。よって、試料表面に対してイオンビーム１１１が斜めに入射してくる場合、試料を交換する度にパターン（例えば、複数のホール１４６）の間隔に差が出る可能性がある。さらに、同じ試料で同じ場所に配置されたパターン（例えば、複数のホール１４６）においても、試料の加工後の表面に露出しているパターンの深さ方向に対する位置が異なる可能性がある。

【0101】

これに対し、本実施形態の治具１３０を用いることで、試料固定部１３２とストッパー１３３によって試料の傾斜角度を制御できる。よって、試料表面に対してイオンビーム１１１が斜めに入射してくる場合でも、この入射してくる角度を揃えることができる。すなわち、試料を交換してもパターン（例えば、複数のホール１４６）の間隔が揃い、同じ試料で同じ場所に配置されたパターン（例えば、複数のホール１４６）においても、試料の加工後の表面に露出しているパターンの深さ方向に対する位置も揃えることができる。複数の同一の試料を用いて何度もパターン形成に関する検査を行う場合でも、前回、またはそれ以後の検査結果との比較を正確に行うことが可能となる。

【0102】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0103】

１００ ＦＩＢ―ＳＥＭ装置
１１０ ＦＩＢカラム
１２０ ＳＥＭカラム
１３０ 治具
１３１ 支持部
１３１ａ 床部分
１３１ｂ 壁部分
１３１ｃ 支持軸
１３２ｄ 固着部
１３２ 試料固定部
１３２ａ 試料保持面
１３２ｂ 試料保持部
１３２ｃ ステップ
１３２ｄ 回動軸
１３２ｅ 円弧部
１３２ｆ 屋根部
１３２ｇ 肩部
１３２ｈ 試料載置部分
１３３ ストッパー
１３３ａ 基部
１３３ｂ 先端部（凸部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15A】

【図15B】

【図15C】

【図16】