JP6250331B2 - 複合荷電粒子ビーム装置及び薄片試料加工方法 - Google Patents
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Description
このような手段によれば、ダメージ層の少ない薄片試料を形成することが可能となる。
本発明に係る複合荷電粒子ビーム装置は、薄片試料に第一の荷電粒子ビームを照射する第一の荷電粒子ビーム鏡筒と、薄片試料の第一の荷電粒子ビームの照射位置に第二の荷電粒子ビームを照射する第二の荷電粒子ビーム鏡筒と、薄片試料を載置する試料台と、第一の荷電粒子ビーム鏡筒の照射軸に対し直交し、かつ、第一の荷電粒子ビーム鏡筒の照射軸と第二の荷電粒子ビーム鏡筒の照射軸とがなす面の面内にある試料台の第一の傾斜軸を中心に薄片試料を傾斜させる第一の傾斜手段と、第一の荷電粒子ビーム鏡筒の照射軸と、第一の傾斜軸と、に対し直交する軸を中心に薄片試料を傾斜させる第二の傾斜手段と、を有する。
本発明に係る複合荷電粒子ビーム装置の傾斜試料ホルダは、試料台に着脱可能である。
本発明に係る複合荷電粒子ビーム装置の第二の傾斜手段は、集束イオンビーム鏡筒の照射軸と第一の傾斜軸とに対し直交する軸を中心に薄片試料を傾斜させる傾斜機構である。
さらに本発明に係る複合荷電粒子ビーム装置は、制御条件および前記薄片試料の観察像を表示可能な表示部と、オペレータが前記制御条件に関する情報を入力可能な入力部と、 前記入力部に入力された入力情報に基づき、当該複合荷電粒子ビーム装置を制御する制御部と、をさらに備える。
本発明に係る薄片試料加工方法は、第一の仕上げ加工及び第二の仕上げ加工の実施中に断面をSEM観察する。
ここで、第一の荷電粒子ビームと第二の荷電粒子ビームは、それぞれ、集束イオンビームと気体イオンビーム、または、気体イオンビームと集束イオンビームである。
または、第一の荷電粒子ビームと第二の荷電粒子ビームは、高い加速電圧で加速された集束イオンビームと低い加速電圧で加速された集束イオンビームである。
本実施形態の複合荷電粒子ビーム装置は、図1に示すように、FIBを照射するFIB鏡筒1と、電子ビーム(EB:Electron Beam)を照射するEB鏡筒2と、気体イオンビームを照射するGIB鏡筒3とを備えている。
上述した第二の傾斜機構を備えた複合荷電粒子ビーム装置により薄片試料7を加工する実施例について説明する。
GIB3bの方位角を第二の傾斜軸9aを中心に試料台5を傾斜させることにより変更する加工方法を、図4を用いて説明する。図4(a)は、第二の面22上の各鏡筒と試料台5の配置を示す。図4(b)は、このときの第一の面21上の各鏡筒と試料台5の配置を示す。
上述した第二の傾斜機構の代わりに傾斜試料ホルダ61を備えた複合荷電粒子ビーム装置により薄片試料7を加工する実施例について説明する。
第二の傾斜機構を備えない複合荷電粒子ビーム装置では、第一の傾斜軸8aを中心に薄片試料7を傾斜させるだけでは、薄片試料7の上面7c側から入射させるGIB3bの方位角を変更することはできない。そこで、試料台5の試料設置面5aに対し一定の角度で傾斜した試料固定面61aを有し、着脱可能な傾斜試料ホルダ61を設置し、傾斜試料ホルダ61に薄片試料7を固定した状態で第一の傾斜軸8aを中心に試料台5を傾斜させる。これにより、薄片試料7の上面7c側から異なる二以上の方向からGIB3bを断面7aに照射し仕上げ加工することができる。
また、FIB鏡筒1とEB鏡筒2とを入れ替えて配置しても良い。この場合では、GIB3bによるエッチング加工中の断面7aをSEM観察することができる。
実施例2と同様に、傾斜試料ホルダ61を備えた複合荷電粒子ビーム装置により薄片試料7を加工する別の実施例について説明する。本実施例においては、実施例2と同様に傾斜試料ホルダ61が使用されるが、試料台駆動部10(図1)により、加工中に薄片試料7を平面内で回転させる回転操作(ローテーション操作)が追加される。
本例では、オペレータによる上述した入射角、方位角、各方位角でのビームの照射時間(照射量)、SEMモニタリングの有無等の設定入力に基づき、複合荷電粒子ビーム装置を設定どおりに駆動する自動加工プログラム(自動シーケンスレシピ)について説明する。上述したように、オペレータは予め設定されたメニューや、表示部18に表示されたSEM像やSIM像などの観察像に基づいて、FIBやGIBの照射領域を設定する。オペレータは表示部18に表示された観察像上に照射領域を設定する加工枠を入力部16により入力する。オペレータが装置制御に関する条件を入力部16に入力すると、制御部17が入力された条件を受信し、FIB制御部11又はGIB制御部13に照射領域と加工開始の制御信号が送信され、FIB制御部11からFIBが、又はGIB制御部13からGIBが、薄片試料7の指定された照射領域に照射される。これによりオペレータが入力した照射領域にFIBまたはGIBを照射することができる。
・観察条件(SEM観察位置、加速電圧、視野サイズ、スキャンスピード、加工後のSEM観察の有無など)・・・FIB制御部11、EB制御部12
・GIBの照射条件(照射時間、スキャンの有無など)・・・GIB制御部13
・方位角0度の試料台5の基準位置・・・試料台制御部15
・SEM観察時の検出器の切替え及び組み合わせ(検出器の選択、各検出器の画像の合成の有無及び合成比率の変更)・・・像形成部14
(2)シーケンスの作成
方位角、照射時間、加工後のSEM観察の有無などの条件に基づくシーケンスの作成
(3)シーケンスの変更
方位角、照射時間、加工後のSEM観察の有無などの条件の変更に基づくシーケンスの変更
(4)登録座標の確認および修正
Claims (9)
- 薄片試料に集束イオンビームを照射するFIB鏡筒と、
前記薄片試料の前記集束イオンビームの照射位置に気体イオンビームを照射するGIB鏡筒と、
前記薄片試料の前記集束イオンビームおよび前記気体イオンビームの照射位置に電子ビームを照射するEB鏡筒と、
前記薄片試料を載置する試料台と、
前記FIB鏡筒の照射軸および前記EB鏡筒の照射軸に対し直交し、かつ、前記FIB鏡筒の照射軸と前記GIB鏡筒の照射軸とがなす面の面内にある前記試料台の第一の傾斜軸を中心に前記薄片試料を傾斜させる第一の傾斜手段と、
前記FIB鏡筒の照射軸と、前記第一の傾斜軸と、に対し直交し、かつ、前記FIB鏡筒の照射軸と前記EB鏡筒の照射軸とがなす面の面内にある前記試料台の第二の傾斜軸を中心に前記薄片試料を傾斜させる第二の傾斜手段と、を有する複合荷電粒子ビーム装置。 - 前記第二の傾斜手段は、前記気体イオンビームの照射軸方向に対し前記薄片試料の断面が一定の角度に傾斜するように前記薄片試料を固定する傾斜試料ホルダである請求項1に記載の複合荷電粒子ビーム装置。
- 前記傾斜試料ホルダは、前記試料台に着脱可能である請求項2に記載の複合荷電粒子ビーム装置。
- 前記第二の傾斜手段は、前記FIB鏡筒の照射軸と前記第一の傾斜軸とに対し直交する軸を中心に前記薄片試料を傾斜させる傾斜機構である請求項1に記載の複合荷電粒子ビーム装置。
- 薄片試料に集束イオンビームを照射するFIB鏡筒と、
前記薄片試料の前記集束イオンビームの照射位置に気体イオンビームを照射するGIB鏡筒と、
前記薄片試料の前記集束イオンビームおよび前記気体イオンビームの照射位置に電子ビームを照射するEB鏡筒と、
前記薄片試料を載置する試料台と、
前記FIB鏡筒の照射軸および前記EB鏡筒の照射軸に対し直交し、かつ、前記EB鏡筒の照射軸と前記GIB鏡筒の照射軸とがなす面の面内にある前記試料台の第一の傾斜軸を中心に前記薄片試料を傾斜させる第一の傾斜手段と、
前記EB鏡筒の照射軸と、前記第一の傾斜軸と、に対し直交し、かつ、前記FIB鏡筒の照射軸と前記EB鏡筒の照射軸とがなす面の面内にある前記試料台の第二の傾斜軸を中心に前記薄片試料を傾斜させる第二の傾斜手段と、を有する複合荷電粒子ビーム装置。 - 前記第二の傾斜手段は、前記気体イオンビームの照射軸方向に対し前記薄片試料の断面が一定の角度に傾斜するように前記薄片試料を固定する傾斜試料ホルダである請求項5に記載の複合荷電粒子ビーム装置。
- 前記傾斜試料ホルダは、前記試料台に着脱可能である請求項6に記載の複合荷電粒子ビーム装置。
- 前記第二の傾斜手段は、前記EB鏡筒の照射軸と前記第一の傾斜軸とに対し直交する軸を中心に前記薄片試料を傾斜させる傾斜機構である請求項5に記載の複合荷電粒子ビーム装置。
- 制御条件および前記薄片試料の観察像を表示可能な表示部と、
オペレータが前記制御条件に関する情報を入力可能な入力部と、
前記入力部に入力された入力情報に基づき、当該複合荷電粒子ビーム装置を制御する制御部と、
をさらに備える請求項1から8のいずれか1項に記載の複合荷電粒子ビーム装置。
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