JP5127148B2 - イオンビーム加工装置 - Google Patents
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Description
本実施例では、イオン源をイオンビームカラムに対して傾けて配置し、かつステンシルマスクを用いてイオンビーム形状を成形した例について説明する。
(実施例2)
実施例1で示した構成の試料作製装置では、第1試料ステージと、イオンビーム加工を用いて摘出した試料片を載せる第2の試料ステージを備える。本実施例では、必ずしも第2の試料ステージを備えないが、第一のステージが傾斜軸周りに回転することによりイオンビームの試料への照射角度を可変できる傾斜機能を持つ装置について説明する。
言い換えると、本装置では、試料上に投射した角型のイオンビームの強度プロファイルの裾の幅について、試料ステージ面上にステージ傾斜軸を投影した方向に垂直方向の強度プロファイル断面の裾幅を、試料ステージ面上にステージ傾斜軸を投影した方向に平行方向の強度プロファイル断面の裾幅に比べて小なるように制御する。
(実施例3)
実施例1および2で示した構成の試料作製装置では、プラズマイオン源で発生した中性粒子やカラム途中で生成された中性粒子は試料に到達しない。しかし、プラズマイオン源で発生した金属などの不純物イオンは試料に到達する。そこで、本実施例では、イオンビームの行路途中に質量分離器を設けて、イオン不純物をトラップする構成の試料作製装置について説明する。なお、本実施例でも、マスク開口の形状を試料上に投影した成型ビームを用いる。
イオンビームを発生させるイオン源と
該試料ステージに保持される試料に対してイオンビームを照射する照射光学系を持ち、該イオンビームにより試料を加工して略垂直断面を形成したり、試料から試料片を摘出したり、透過電子顕微鏡用薄膜試料を作製するイオンビーム加工装置において、
前記試料ステージが傾斜軸周りに回転することによりイオンビームの試料への照射角度を可変できる傾斜機能を持ち、
さらに、前記イオン源からイオンビームを引き出す軸と、イオンビームを試料に照射する軸が傾斜関係にある構造であり、
イオンビーム照射軸に垂直な面に、前記イオン源からイオンビームを引き出す軸を投影した線分が、試料ステージの試料載置面に略平行関係であることを特徴とするイオンビーム加工装置。
イオンビームを発生させるイオン源と
該試料ステージに保持される試料に対してイオンビームを照射する照射光学系を持ち、該イオンビームによって加工した断面を観察する荷電ビーム照射光学系を備え、
前記試料ステージが傾斜軸周りに回転することによりイオンビームの試料への照射角度を可変できる傾斜機能を持ち、
さらに、前記イオン源からイオンビームを引き出す軸と、イオンビームを試料に照射する軸が傾斜関係にある構造であり、
イオンビーム照射軸に垂直な面に、前記イオン源からイオンビームを引き出す軸を投影した線分が、前記試料ステージの試料載置面に略平行関係であることを特徴とするイオンビーム加工装置。
イオンビームを発生させるイオン源と
該試料ステージに保持される試料に対してイオンビームを照射する照射光学系を持ち、さらに、試料に対して電子ビームを照射する電子ビーム照射光学系を備え、
前記イオン源からイオンビームを引き出す軸と、イオンビームを試料に照射する軸が傾斜関係にある構造であり、
試料からイオンビーム加工を用いて摘出した試料片を搬送するためのプローブと、試料片を載せる第2の試料ステージを備え、前記第2の試料ステージが傾斜軸周りに回転することによりイオンビームの試料への照射角度を可変できる傾斜機能を持ち、
イオンビーム照射軸に垂直な面に、前記イオン源からイオンビームを引き出す軸を投影した線分が、試料ステージの試料載置面に略平行関係であることを特徴とするイオンビーム加工装置。
イオンビームを発生させるイオン源と
該試料ステージに保持される試料に対してイオンビームを照射する照射光学系を持ち、該イオンビームによって加工した断面を観察する荷電ビーム照射光学系を備え、
前記試料ステージが傾斜軸周りに回転することによりイオンビームの試料への照射角度を可変できる傾斜機能を持ち、
さらに、前記イオン源から引き出したイオンビームを質量分離する機構を備え、該質量分離の質量分散方向をイオン照射軸に垂直な面に投影した線分が、前記試料ステージの試料載置面に略平行関係であることを特徴とするイオンビーム加工装置。
イオンビームを発生させるイオン源と
該試料ステージに保持される試料に対してイオンビームを照射する照射光学系を持ち、さらに試料に対して電子ビームを照射する電子ビーム照射光学系を備え、
試料からイオンビーム加工を用いて摘出した試料片を搬送するためのプローブと、試料片を載せる第2の試料ステージを備え、前記第2の試料ステージが傾斜軸周りに回転することによりイオンビームの試料片への照射角度を可変できる傾斜機能を持ち、
さらに、前記イオン源から引き出したイオンビームを質量分離する機構を備え、該質量分離の質量分散方向をイオン照射軸に垂直な面に投影した線分が、前記第1の試料ステージの試料載置面に平行関係であることを特徴とするイオンビーム加工装置。
イオンビームを発生させるイオン源と、
該試料ステージに保持される試料に対してイオンビームを照射する照射光学系を持ち、
前記イオンビーム照射系がイオンビームを所望の形状の開口を有するマスクを通して試料に照射する投射イオンビーム照射系であり、少なくとも2つ以上のイオンビームレンズと開口が可変なマスク駆動機構あるいはアパーチャ駆動機構を少なくとも2つ以上を備えたことを特徴とするイオンビーム加工装置。
第1のイオンビームを発生させるイオン源と、
該試料ステージに保持される試料に対して第一のイオンビームを照射する照射光学系を持ち、
さらに、第2のイオンビームを発生させる電解電離イオン源と、
試料に対して第2のイオンビームを照射するイオンビーム照射光学系を備え、
試料から第1のイオンビーム加工を用いて摘出した試料片を搬送するためのプローブと、試料片を載せる第2の試料ステージを備え、前記第2の試料ステージが傾斜軸周りに回転することによりイオンビームの試料片への照射角度を可変できる傾斜機能を持ち、
前記第1のイオンビームの照射軸および第2のイオンビーム照射軸とも第1の試料ステージに対して傾斜しており、かつ前記第1のイオンビーム照射軸および第2のイオンビーム照射軸が同一平面内に存在して、両軸が略垂直に交差することを特徴とするイオンビーム加工装置。
ガスイオンビームを発生させる電解電離イオン源と、
該試料ステージに保持される試料に対してガスイオンビームを照射する照射光学系を持ち、
さらに、試料から放出される二次電子あるいは反射電子を検出可能な二次電子検出器を備えるイオンビーム加工装置において
二次電子検出器の信号増幅器を含む制御装置を少なくとも2つ備え、一つは検出信号を直流増幅し、他方は信号パルスを計数することにより信号強度を計測することを特徴とするイオンビーム加工装置。
ガスイオンビームを発生させる電解電離イオン源と、
該試料ステージに保持される試料に対してガスイオンビームを照射する照射光学系を持ち、
さらに、試料から放出される二次電子あるいは反射電子を検出可能な二次電子検出器を備えるイオンビーム加工装置において
二次電子検出器の信号増幅器を含む制御装置を少なくとも2つ備え、試料に照射する電流を計測して、電流値に対応して2つの二次電子検出器制御装置を切り替えることを特徴とするイオンビーム加工装置。
ガスイオンビームを発生させるイオン源と
該試料ステージに保持される試料に対してイオンビームを照射する照射光学系を持ち、
前記ガスイオンビーム照射系がイオンビームを所望の形状の開口を有するマスクを通して、レンズによりマスク穴を試料上に投影する条件で試料に照射する投射イオンビーム照射系であり、
第1の加速電圧のガスイオンビームにより試料を加工して、透過電子顕微鏡用薄膜試料を作製するイオンビーム加工装置において、
同一真空試料室内において、前記ガスイオンビームを少なくとも第1の加速電圧よりも低い加速電圧に設定して透過電子顕微鏡用薄膜試料の加工面に照射することを特徴とするイオンビーム加工方法。
イオンビームを発生させるイオン源と
該試料ステージに保持される試料に対してイオンビームを照射する照射光学系を持ち、該イオンビームにより試料を加工して概垂直断面を形成したり、試料から試料片を摘出したり、透過電子顕微鏡用薄膜試料を作製するイオンビーム加工装置において、
前記イオン源からイオンビームを引き出す軸と、イオンビームを試料に照射する軸が傾斜関係にある構造であり、
イオン源もしくは途中の真空室で発生した中性粒子が衝突する部材をシリコンにしたことを特徴とするイオンビーム加工装置。
Claims (13)
- 試料を保持する試料ステージと、
イオンビームを発生させるイオン源と、
前記試料ステージに保持される前記試料に対して前記イオンビームを照射するイオンビーム照射光学系とを有し、
前記試料ステージが、傾斜軸周りに回転することにより前記イオンビームの前記試料への照射角度を可変できる傾斜機能を持ち、
さらに、前記イオン源からイオンビームを引き出す軸と、イオンビームを試料に照射するイオンビーム照射軸とが傾斜関係にある構造であり、
前記イオンビーム照射軸に垂直な面に前記イオン源から前記イオンビームを引き出す軸を投影した線分が、前記試料ステージの傾斜軸を前記イオンビーム照射軸に垂直な面に投影した線分と少なくとも略平行関係とすることが可能な構造であることを特徴とするイオンビーム加工装置。 - 試料を保持する試料ステージと、
イオンビームを発生させるイオン源と、
前記試料ステージに保持される前記試料に対して前記イオンビームを照射するイオンビーム照射光学系と、
前記イオンビームによって加工した断面を観察する荷電ビーム照射光学系とを有し、
前記試料ステージが、傾斜軸周りに回転することにより前記イオンビームの前記試料への照射角度を可変できる傾斜機能を持ち、
さらに、前記イオン源から前記イオンビームを引き出す軸と、前記イオンビームを前記試料に照射するイオンビーム照射軸とが傾斜関係にある構造であり、
前記イオンビーム照射軸に垂直な面に前記イオン源から前記イオンビームを引き出す軸を投影した線分が、前記試料ステージの傾斜軸を前記イオンビーム照射軸に垂直な面に投影した線分と少なくとも略平行関係とすることが可能な構造であることを特徴とするイオンビーム加工装置。 - 試料を保持する第1の試料ステージと、
イオンビームを発生させるイオン源と、
前記第1の試料ステージに保持される前記試料に対して前記イオンビームを照射するイオンビーム照射光学系と、
前記試料に対して電子ビームを照射する電子ビーム照射光学系とを有し、
前記イオン源から前記イオンビームを引き出す軸と、前記イオンビームを前記試料に照射するイオンビーム照射軸とが傾斜関係にある構造であり、
さらに、前記試料からイオンビーム加工により摘出した試料片を搬送するためのプローブ手段と、前記試料片を載置する第2の試料ステージとを備え、
前記第2の試料ステージが、傾斜軸周りに回転することにより前記イオンビームの前記試料への照射角度を可変できる傾斜機能を持ち、
前記イオンビーム照射軸に垂直な面に前記イオン源からイオンビームを引き出す軸を投影した線分が、前記第2の試料ステージの傾斜軸を前記イオンビーム照射軸に垂直な面に投影した線分と少なくとも略平行関係とすることが可能な構造であることを特徴とするイオンビーム加工装置。 - 試料を保持する試料ステージと、
イオンビームを発生させるイオン源と、
前記試料ステージに保持される前記試料に対して前記イオンビームを照射するイオンビーム照射光学系と、
前記イオンビームによって加工した断面を観察する荷電ビーム照射光学系とを有し、
前記試料ステージが、傾斜軸周りに回転することにより前記イオンビームの前記試料への照射角度を可変できる傾斜機能を持ち、
さらに、前記イオン源から引き出したイオンビームを質量分離する機構を備え、
前記質量分離の質量分散方向を前記イオンビームを前記試料に照射するイオンビーム照射軸に垂直な面に投影した線分が、前記試料ステージの傾斜軸を前記イオンビーム照射軸に垂直な面に投影した線分と少なくとも略平行関係とすることが可能な構造であることを特徴とするイオンビーム加工装置。 - 試料を保持する第1の試料ステージと、
イオンビームを発生させるイオン源と、
前記試料ステージに保持される前記試料に対して前記イオンビームを照射するイオンビーム照射光学系と、
前記試料に対して電子ビームを照射する電子ビーム照射光学系とを有し、
前記試料からイオンビーム加工を用いて摘出した試料片を搬送するためのプローブ手段と、前記試料片を載せる第2の試料ステージとを備え、
前記第2の試料ステージが、傾斜軸周りに回転することによりイオンビームの試料片への照射角度を可変できる傾斜機能を持ち、
さらに、前記イオン源から引き出したイオンビームを質量分離する機構を備え、
前記質量分離の質量分散方向を前記イオンビームを前記試料に照射するイオビーム照射軸に垂直な面に投影した線分が、前記第2の試料ステージの傾斜軸を前記イオンビーム照射軸に垂直な面に投影した線分と少なくとも略平行関係とすることが可能な構造であることを特徴とするイオンビーム加工装置。 - 請求項4に記載のイオンビーム加工装置において、前記観察のための荷電粒子ビーム照射光学系のビーム照射軸が装置設置面に対して垂直であり、前記イオンビーム照射軸が装置設置面に対して傾斜していることを特徴とするイオンビーム加工装置。
- 請求項5に記載のイオンビーム加工装置において、前記電子ビーム照射光学系の電子ビーム照射軸が装置設置面に対して垂直であり、前記イオンビーム照射軸が装置設置面に対して傾斜していることを特徴とするイオンビーム加工装置。
- 請求項7に記載のイオンビーム加工装置において、前記電子ビーム照射軸と前記イオンビーム照射軸が概ね試料上で交差する構造であることを特徴とするイオンビーム加工装置。
- 試料を保持する試料ステージと、
イオンビームを発生させるイオン源と、
前記試料ステージに保持される前記試料に対して前記イオンビームを照射するイオンビーム照射光学系と、
前記イオンビームによって加工した断面を観察する荷電ビーム照射光学系とを有し、
前記試料ステージが、傾斜軸周りに回転することにより前記イオンビームの前記試料への照射角度を可変できる傾斜機能を持ち、
前記イオンビーム照射光学系が、前記イオンビームを所望の角型形状の開口を有するマスクを通して前記試料に照射する照射光学系であり、
前記試料上に投射した角型のイオンビームの強度プロファイルの裾幅について、前記試料ステージ面上に前記試料ステージの傾斜軸を投影した方向に垂直な方向の強度プロファイル断面の裾幅を、前記試料ステージ面上に前記試料ステージの傾斜軸を投影した方向に平行な方向の強度プロファイル断面の裾幅に比べて小なるように制御する制御手段を備えたことを特徴とするイオンビーム加工装置。 - 試料を保持する第1の試料ステージと、
イオンビームを発生させるイオン源と、
前記試料ステージに保持される前記試料に対して前記イオンビームを照射するイオンビーム照射光学系と、
前記試料に対して電子ビームを照射する電子ビーム照射光学系とを有し、
前記試料からイオンビーム加工を用いて摘出した試料片を搬送するためのプローブ手段と、前記試料片を載置する第2の試料ステージとを備え、
前記第2の試料ステージが、傾斜軸周りに回転することにより前記イオンビームの前記試料への照射角度を可変できる傾斜機能を持ち、
前記イオンビーム照射光学系が、前記イオンビームを所望の角型形状の開口を有するマスクを通して前記試料に照射する照射光学系であり、
前記試料上に投射した角型のイオンビームの強度プロファイルの裾幅について、前記第2の試料ステージ面上に前記第2の試料ステージの傾斜軸を投影した方向に垂直な方向の強度プロファイル断面の裾幅を、前記第2の試料ステージ面上に前記第2の試料ステージの傾斜軸を投影した方向に平行な方向の強度プロファイル断面の裾幅に比べて小なるように制御する制御手段を備えたことを特徴とするイオンビーム加工装置。 - 試料を保持する試料ステージと、
イオンビームを発生させるイオン源と、
前記イオン源からイオンを引き出す制限アパーチャと、
前記試料ステージに保持される前記試料に対して前記イオンビームを照射するイオンビーム照射光学系とを有し、
前記イオンビーム照射光学系が、前記イオンビームを所望の形状の開口穴を有するマスクを通して前記試料に照射する照射光学系であり、
前記マスク穴径を前記試料上にレンズにより投影したビーム径が、前記イオン源のイオン放出穴径もしくは前記制限アパーチャの穴径を前記試料上に前記レンズにより投影したときのビーム径に比べて小さくなるように、少なくとも多角形の一辺もしくは円の径が小なるマスク穴を備えたことを特徴とするイオンビーム加工装置。 - 試料を保持する第1の試料ステージと、
イオンビームを発生させるイオン源と、
前記試料ステージに保持される前記試料に対して前記イオンビームを照射するイオンビーム照射光学系と、
前記試料に対して電子ビームを照射する電子ビーム照射光学系とを有し、
前記試料からイオンビーム加工を用いて摘出した試料片を搬送するためのプローブ手段と、前記試料片を載置する第2の試料ステージとを備え、
前記第2の試料ステージが、傾斜軸周りに回転することにより前記イオンビームの前記試料片への照射角度を可変できる傾斜機能を持ち、
前記電子ビームを前記試料に照射する電子ビーム照射軸および前記イオンビームを前記試料に照射するイオンビーム照射軸は共に、前記第1の試料ステージに対して傾斜しており、かつ前記電子ビーム照射軸および前記イオンビーム照射軸が、試料表面に略垂直な同一平面内に存在して、両軸が略垂直に交差することを特徴とするイオンビーム加工装置。 - 請求項12に記載のイオンビーム加工装置において、前記電子ビーム照射軸および前記イオンビーム照射軸は共に、前記第1の試料ステージに対する傾斜角度が略45度であることを特徴とするイオンビーム加工装置。
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