JP5480110B2 - イオンミリング装置及びイオンミリング加工方法 - Google Patents
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Description
イオンミリング装置1は、真空チャンバ10と、試料3にイオンビーム2を照射するイオンビーム源としてのイオンガン20と、試料3が保持される試料台振動ユニット40を保持する試料ステージ30とを有する。
なお、図2中に記した座標軸において、そのZ軸は、図1に示したイオンガン20から照射されるイオンビーム2の光軸方向若しくはこれと平行な方向を表し、Y軸は、イオンビーム2の光軸に垂直又はほぼ垂直な、試料ステージ30における傾斜ステージ部31の傾斜軸方向若しくはこれと平行な方向を表し、X軸は、イオンビーム2の光軸及び傾斜ステージ部31の傾斜軸に直交する方向を表すものとする。
図3は、図2において、試料ステージ駆動機構34の作動によって傾斜ステージ部31が傾斜軸(Y軸)を中心にして揺動している揺動状態における、試料台振動ユニット40の試料3及びマスク45の動きを、傾斜軸方向(Y軸方向)に沿って加工面側から眺めたものである。
図4(a)に示すように、試料3の切削部分にボイド61が生じている場合、試料3をスイングさせながらイオンビーム2を照射して作成した、イオンビーム2の光軸方向(Z軸方向)に沿った試料断面としての目的加工面3a’には、このボイド61の形状に沿って筋状の凹凸63が発生することとなる。同様に、図4(b)に示すように、試料3の切削部分に異種物質62がある場合は、この異種物質62の形状に沿って筋状の凹凸63が発生することとなる。
図5は、試料3のチルト振動状態において、試料3の加工面3aが傾斜軸方向(Y軸方向)に向いた、イオンビーム2の光軸方向(Z軸方向)に沿った面状態に対して、加工面3aの試料台側部分が加工面3aのマスク側部分よりも傾斜軸方向に突出したチルト面状態を示す。
図6に示すように、試料3のチルト状態では、試料台振動ユニット40の試料3を前述のようにスイングさせながらイオンビーム2を照射して作成した加工面3aは、イオンビーム2が低角度照射されるのに対し、加工面3aに発生した筋状の凹凸63の凸部側面63cには、イオンビーム2が加工面3aよりも高角で照射される。これにより、加工面3aのイオンビーム2のスパッタリングによるミリングレートは、筋状の凹凸63の側面63cのイオンビーム2のスパッタリングによるミリングレートよりも大幅に小さくなる。これにより、試料3のチルト状態では、筋状の凹凸63を除去して加工面3aを平滑化する、いわゆるフラットミリングが行える。
図7は、イオンミリング装置1の試料台制御部35が制御するイオンミリング加工方法の制御手順を、時系列的に説明した図である。
11 排気口、 12 真空排気系、 13 真空排気系制御部、
14 試料搬送口、 20 イオンガン(イオンビーム源)、
21 イオンガン制御部、 30 試料ステージ、 31 傾斜ステージ部、
32 蓋体部、 33 ユニット保持部、 34 試料ステージ駆動機構、
35 試料台制御部、 36 ストッパ部、 37 軸着部、 38 凹部、
39 バネ部材、 40 試料台振動ユニット、 41 マスクユニット部、
42 試料台、 43 試料搭載面、 45 マスク、 46 可動部、
45 振動体、 46 稼動部、 47 可動台、 48 搭載面、 49 軸部、
50 振動体(振動モータ)、 61 ボイド、 62 異種物質、
63 筋状の凹凸。
Claims (6)
- イオンビーム源から照射されるイオンビームの光軸に対して垂直又はほぼ垂直な傾斜軸を中心に試料台を揺動させて、該試料台に保持され、マスクによって一部がイオンビームから遮蔽された試料の加工面を、イオンビームの光軸と傾斜軸とにより規定される面に垂直な面に沿って揺動させるスイング機構を備えたイオンミリング装置であって、
前記試料台に保持された試料を、イオンビームの光軸と前記傾斜軸とにより規定される面に垂直な軸を中心に、当該試料の加工面が傾斜軸方向に向いた、イオンビームの光軸方向に沿った面状態と、当該試料の加工面がイオンビームの光軸方向に前記イオンビーム源側に向けて傾斜した、イオンビームの光軸が低角度で交叉する面状態との間で、イオンビームの光軸と傾斜軸とにより規定される面に沿って揺動させるチルト振動機構を備えたことを特徴とするイオンミリング装置。 - 前記チルト振動機構には、イオンビームの光軸に対して前記試料の加工面を交叉させる低角度を変更する設定手段が備えられていることを特徴とする請求項1記載のイオンミリング装置。
- 前記チルト振動機構には、前記試料の加工面の前記マスク側が前記試料台側に対して前記傾斜軸方向に突出するように揺動するのを規制するストッパ部が備えられていることを特徴とする請求項1記載のイオンミリング装置。
- イオンビーム源から照射されるイオンビームの光軸に対して垂直又はほぼ垂直な傾斜軸を中心に試料台を揺動させて、該試料台に保持され、マスクによって一部がイオンビームから遮蔽された試料の加工面を、イオンビームの光軸と傾斜軸とにより規定される面に垂直な面に沿って揺動させながら、前記マスクによって規定された、イオンビームの光軸に沿った試料の加工面を作成する断面作成工程、
前記試料台に保持された試料を、イオンビームの光軸と前記傾斜軸とにより規定される面に垂直な軸を中心に、当該試料の加工面が傾斜軸方向に向いた、イオンビームの光軸方向に沿った面状態と、当該試料の加工面がイオンビームの光軸方向に前記イオンビーム源側に向けて傾斜した、イオンビームの光軸が低角度で交叉する面状態との間で、イオンビームの光軸と傾斜軸とにより規定される面に沿って揺動させ、前記断面作成工程の実行によって当該試料の加工面に生じるスジ状の凹凸を平滑にする平滑化工程、を含むことを特徴とするイオンミリング加工方法。 - イオンビームの光軸に対して前記試料の加工面を交叉させる低角度を、加工対象の前記試料の種別に応じて変更する工程をさらに含むことを特徴とする請求項4記載のイオンミリング加工方法。
- 前記断面作成工程の加工後期に、前記平滑化工程を、前記断面作成工程と一緒に実行することを特徴とする請求項4記載のイオンミリング加工方法。
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