JPH10199466A - イオンビーム加工観察装置 - Google Patents
イオンビーム加工観察装置Info
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- JPH10199466A JPH10199466A JP9003600A JP360097A JPH10199466A JP H10199466 A JPH10199466 A JP H10199466A JP 9003600 A JP9003600 A JP 9003600A JP 360097 A JP360097 A JP 360097A JP H10199466 A JPH10199466 A JP H10199466A
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- Japan
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Links
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 4
- -1 Gallium ions Chemical class 0.000 abstract description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Abstract
(57)【要約】
【課題】ＴＥＭ−ＦＩＢ共用ホルダを用いる加工とウエ
ハ加工では従来試料微動装置を交換していたが交換作業
に時間がかかり、重量物の運搬を伴うので危険が伴い、
交換に伴い設定位置の再設定が必要であった。 【解決手段】対応するステージをイオンビーム軸と同軸
に配置し、両ステージの間に集束レンズ４を配置した。
下側のステージ上の試料１３を処理する場合はサイドエ
ントリーステージ１９のホルダを引き抜き更にレンズ条
件を変える。
ハ加工では従来試料微動装置を交換していたが交換作業
に時間がかかり、重量物の運搬を伴うので危険が伴い、
交換に伴い設定位置の再設定が必要であった。 【解決手段】対応するステージをイオンビーム軸と同軸
に配置し、両ステージの間に集束レンズ４を配置した。
下側のステージ上の試料１３を処理する場合はサイドエ
ントリーステージ１９のホルダを引き抜き更にレンズ条
件を変える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はイオンビーム加工観
察装置に関する。
察装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の例えばＦＩＢ装置の応用は大きく
二つに分類される。すなわち、ウエハを加工観察する場
合と透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）試料の加工をする場合
である。ウエハは６インチ，８インチ，１２インチと大
きいのに対してＴＥＭ試料は数mmと小さい。ＴＥＭ試料
を加工する場合、例えば、特願平4−247601 号明細書に
開示されているように、サイドエントリー共用ホルダを
用いると非常に便利である。この様な試料を加工する場
合、従来は試料ステージを交換して用いていた。
二つに分類される。すなわち、ウエハを加工観察する場
合と透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）試料の加工をする場合
である。ウエハは６インチ，８インチ，１２インチと大
きいのに対してＴＥＭ試料は数mmと小さい。ＴＥＭ試料
を加工する場合、例えば、特願平4−247601 号明細書に
開示されているように、サイドエントリー共用ホルダを
用いると非常に便利である。この様な試料を加工する場
合、従来は試料ステージを交換して用いていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように交換して使
用する場合、下記の問題点があった。
用する場合、下記の問題点があった。
【０００４】（１）交換作業に時間がかかる。
【０００５】（２）交換作業は重量物の運搬を伴うので
危険が伴う。
危険が伴う。
【０００６】（３）試料微動は精密機構であるため交換
に伴い設定位置の再設定が必要である。
に伴い設定位置の再設定が必要である。
【０００７】（４）４インチウエハ程度までは交換でき
るが８，１２インチになると交換は不可能となる。
るが８，１２インチになると交換は不可能となる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明は対応するステージをイオンビーム軸と同
軸に配置し、上側にサイドエントリーステージ，下側に
ウエハ用ユーセントリックステージを、両ステージの間
に交換集束レンズを配置した。下側のステージ上の試料
を処理する場合はサイドエントリーステージのホルダを
引き抜き、更にレンズ条件を変える。
めに、本発明は対応するステージをイオンビーム軸と同
軸に配置し、上側にサイドエントリーステージ，下側に
ウエハ用ユーセントリックステージを、両ステージの間
に交換集束レンズを配置した。下側のステージ上の試料
を処理する場合はサイドエントリーステージのホルダを
引き抜き、更にレンズ条件を変える。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１を用いて本発明の実施例を説
明する。図１はイオン源１，制御電極２，引出電極３，
集束レンズ４，ビーム制限絞り５，走査電極６，対物レ
ンズ７，試料室８，検出器１…１０，第１試料微動装置
１０，第２試料微動装置１１，試料１…１２，試料２…
１３，検出器２…１４，制御部１５，対物レンズ２…１
６，アライナ／デフ電極１７などから構成されている。
ここで、従来と異なる点は対物レンズが２式あること、
試料微動装置が２式あることである。
明する。図１はイオン源１，制御電極２，引出電極３，
集束レンズ４，ビーム制限絞り５，走査電極６，対物レ
ンズ７，試料室８，検出器１…１０，第１試料微動装置
１０，第２試料微動装置１１，試料１…１２，試料２…
１３，検出器２…１４，制御部１５，対物レンズ２…１
６，アライナ／デフ電極１７などから構成されている。
ここで、従来と異なる点は対物レンズが２式あること、
試料微動装置が２式あることである。
【００１０】まず最初にＴＥＭ試料作成の場合について
説明する。イオン源１から出射したガリウムイオンは引
出電極３により３０ｋＶに加速され、集束レンズ４，対
物レンズ７で試料１２上に集束される。この場合のビー
ム電流の制限はビーム制限絞り５によって行う。このビ
ームは走査電極７の電圧によって走査され、よく知られ
ている方法で、加工やＳＩＭ像観察を行う。この場合の
検出器は検出器１…９を用いる。第１試料微動装置１０
は、特願平4−247601 号明細書に示されているような、
ＴＥＭ−ＦＩＢ共用サイドエントリーステージを用いて
いる。このステージは本体１９とホルダ１８から構成さ
れており、ホルダを抜き挿しすると同時に真空エアロッ
クバルブも開閉する構造になっている（図示なし）。試
料の大きさと加工および観察方向を図３に示す。加工前
の試料の形状を図３（ａ）に示す。試料の大きさは２mm
×５００μｍ程度と非常に小さい。この形状に切り出す
方法は加工したい部分が図３（ａ）の２０μｍの範囲に
残るように機械的に加工する。次にホルダ１８の先端に
この試料を固定する（図３(ｃ)）。このホルダをサイド
エントリーステージ本体１９に挿入してＦＩＢ加工を行
う。ＦＩＢ加工の範囲は図３（ｂ）に示したように１０
μｍ程度の幅で厚さ０.１μｍ 程度の厚みが残るように
加工する。加工後試料１２をホルダ１８から取り外すこ
となく透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）に挿入し観察および
分析する。ＴＥＭにも同じ試料ステージ本体１９が装着
されているので、観察はきわめて容易に行うことができ
る。観察後、試料の厚みが厚すぎたり、観察結果から更
に加工が必要になった場合も同様の方法で加工観察装置
に戻すことができる。これらの操作については特願平4
− 247601 号明細書に記されている。
説明する。イオン源１から出射したガリウムイオンは引
出電極３により３０ｋＶに加速され、集束レンズ４，対
物レンズ７で試料１２上に集束される。この場合のビー
ム電流の制限はビーム制限絞り５によって行う。このビ
ームは走査電極７の電圧によって走査され、よく知られ
ている方法で、加工やＳＩＭ像観察を行う。この場合の
検出器は検出器１…９を用いる。第１試料微動装置１０
は、特願平4−247601 号明細書に示されているような、
ＴＥＭ−ＦＩＢ共用サイドエントリーステージを用いて
いる。このステージは本体１９とホルダ１８から構成さ
れており、ホルダを抜き挿しすると同時に真空エアロッ
クバルブも開閉する構造になっている（図示なし）。試
料の大きさと加工および観察方向を図３に示す。加工前
の試料の形状を図３（ａ）に示す。試料の大きさは２mm
×５００μｍ程度と非常に小さい。この形状に切り出す
方法は加工したい部分が図３（ａ）の２０μｍの範囲に
残るように機械的に加工する。次にホルダ１８の先端に
この試料を固定する（図３(ｃ)）。このホルダをサイド
エントリーステージ本体１９に挿入してＦＩＢ加工を行
う。ＦＩＢ加工の範囲は図３（ｂ）に示したように１０
μｍ程度の幅で厚さ０.１μｍ 程度の厚みが残るように
加工する。加工後試料１２をホルダ１８から取り外すこ
となく透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）に挿入し観察および
分析する。ＴＥＭにも同じ試料ステージ本体１９が装着
されているので、観察はきわめて容易に行うことができ
る。観察後、試料の厚みが厚すぎたり、観察結果から更
に加工が必要になった場合も同様の方法で加工観察装置
に戻すことができる。これらの操作については特願平4
− 247601 号明細書に記されている。
【００１１】次に本装置でウエハなどの大きな試料を加
工観察する場合について説明する。第一にホルダ１８を
引き抜く。次に対物レンズ１の作用を停止させ、対物レ
ンズ２を動作状態とする。次に検出器１の動作を停止さ
せ検出器２を動作させる。
工観察する場合について説明する。第一にホルダ１８を
引き抜く。次に対物レンズ１の作用を停止させ、対物レ
ンズ２を動作状態とする。次に検出器１の動作を停止さ
せ検出器２を動作させる。
【００１２】この場合のレンズ条件，ビーム制限絞り５
の径，アライナ電圧，検出器の選択等は制御部１５内の
記憶装置に書き込まれている（ファイル）。ファイルの
内容は調整時にその適正値を自動的に記憶する方式を採
用している。従って使用する場合は制御部のモニタ上
で、例えば、アッパーサンプル−ビームＡのように指定
するだけでビーム条件を実現できるようになっている。
この場合のビーム切り替え説明を図２（ａ）に示した。
図２（ａ）はＴＥＭ試料加工モードでＦＩＢビームは試
料１２上に集束されている。
の径，アライナ電圧，検出器の選択等は制御部１５内の
記憶装置に書き込まれている（ファイル）。ファイルの
内容は調整時にその適正値を自動的に記憶する方式を採
用している。従って使用する場合は制御部のモニタ上
で、例えば、アッパーサンプル−ビームＡのように指定
するだけでビーム条件を実現できるようになっている。
この場合のビーム切り替え説明を図２（ａ）に示した。
図２（ａ）はＴＥＭ試料加工モードでＦＩＢビームは試
料１２上に集束されている。
【００１３】制御部のモニタ上でローアサンプル−ビー
ムＡのように指定すると、ビームは図２（ｂ）に示した
ように、試料２…１３の上に集束する。この状態で通常
の集束イオンビーム装置と同様の加工観察が実行可能で
ある。
ムＡのように指定すると、ビームは図２（ｂ）に示した
ように、試料２…１３の上に集束する。この状態で通常
の集束イオンビーム装置と同様の加工観察が実行可能で
ある。
【００１４】この場合の典型的な試料１３はウエハであ
り、図４にその概略を示した。試料の径は現状３００mm
程度が最大である。この場合の加工は５×１０μｍ程度
のボックス加工であり、観察はボックス加工の壁面を斜
めからイオンビームで観察する。このため第２試料微動
装置１１は６０度程度傾斜するようになっている。
り、図４にその概略を示した。試料の径は現状３００mm
程度が最大である。この場合の加工は５×１０μｍ程度
のボックス加工であり、観察はボックス加工の壁面を斜
めからイオンビームで観察する。このため第２試料微動
装置１１は６０度程度傾斜するようになっている。
【００１５】このように本発明の装置では微妙な加工ノ
ウハウを必要とするＴＥＭ試料加工とウエハの加工観察
を試料ステージの付け替えをしないで可能となり、装置
の付加価値が向上した。試料ステージを交換可能の場
合、従来、交換に約１時間，調整に約１時間を要してい
たがこの時間を節約できた。このため、従来は作業がま
とまってから交換作業をして、まとめて加工していた
が、本発明により加工の要求にしたがって作業すること
ができるようになった。
ウハウを必要とするＴＥＭ試料加工とウエハの加工観察
を試料ステージの付け替えをしないで可能となり、装置
の付加価値が向上した。試料ステージを交換可能の場
合、従来、交換に約１時間，調整に約１時間を要してい
たがこの時間を節約できた。このため、従来は作業がま
とまってから交換作業をして、まとめて加工していた
が、本発明により加工の要求にしたがって作業すること
ができるようになった。
【００１６】本実施例では対物レンズを２式用意し切り
替える方式としたが、ビームの要求性能によってはレン
ズ１個の電圧を変えるだけで上下試料に対応することも
可能である。また試料２の加工の際対物レンズ１および
２を同時に作用させる条件も考えられ、これらのすべて
はビーム条件ファイルを書き換えるのみで対応できる。
替える方式としたが、ビームの要求性能によってはレン
ズ１個の電圧を変えるだけで上下試料に対応することも
可能である。また試料２の加工の際対物レンズ１および
２を同時に作用させる条件も考えられ、これらのすべて
はビーム条件ファイルを書き換えるのみで対応できる。
【００１７】対物レンズは通常同時に使用しないのでこ
れの電源は１個の電源と切り替え装置２０とビーム条件
ファイルからの電圧指定のみで対応可能とした。検出器
の制御も通常は切り替えのみで対応するため電源は１つ
で対応可能とした。
れの電源は１個の電源と切り替え装置２０とビーム条件
ファイルからの電圧指定のみで対応可能とした。検出器
の制御も通常は切り替えのみで対応するため電源は１つ
で対応可能とした。
【００１８】
（１）ＴＥＭ−ＦＩＢ共用ホルダを用いたＴＥＭ試料加
工と大型試料加工が試料微動装置の交換作業なしに可能
となった。
工と大型試料加工が試料微動装置の交換作業なしに可能
となった。
【００１９】（２）交換作業なしで上記が可能となった
ため重量物運搬に伴う危険，位置の再設定が不要となり
作業効率が大幅に向上した。
ため重量物運搬に伴う危険，位置の再設定が不要となり
作業効率が大幅に向上した。
【００２０】（３）８，１２インチなどの大型試料の加
工観察とＴＥＭ−ＦＩＢ共用ホルダを用いたＴＥＭ試料
加工が可能となった。
工観察とＴＥＭ−ＦＩＢ共用ホルダを用いたＴＥＭ試料
加工が可能となった。
【図１】本発明の実施例を示す説明図。
【図２】レンズモード切り替えの説明図。
【図３】本発明の第二実施例の説明図。
【図４】本発明の第三実施例の説明図。
１…イオン源、２…制御電極、３…引出電極、４…集束
レンズ、５…ビーム制限絞り、６…走査電極、７…対物
レンズ１、８…試料室、９…検出器１、１０…第１試料
微動装置、１１…第２試料微動装置、１２…試料１、１
３…試料２、１４…検出器２、１５…制御部、１６…対
物レンズ２、１７…アライナ／デフ電極、１８…ホル
ダ、１９…サイドエントリステージ本体、２０…切り替
え装置。
レンズ、５…ビーム制限絞り、６…走査電極、７…対物
レンズ１、８…試料室、９…検出器１、１０…第１試料
微動装置、１１…第２試料微動装置、１２…試料１、１
３…試料２、１４…検出器２、１５…制御部、１６…対
物レンズ２、１７…アライナ／デフ電極、１８…ホル
ダ、１９…サイドエントリステージ本体、２０…切り替
え装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石谷 亨 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器事業部内
Claims (6)
- 【請求項１】荷電ビーム軸上に第１の試料微動装置と第
２の試料微動装置を備え荷電ビームのレンズ条件を変え
ることにより第１及び第２の試料微動装置上の試料の加
工又は観察が可能であることを特徴とするイオンビーム
加工観察装置。 - 【請求項２】前記第１の試料微動装置はサイドエントリ
ー方式の微動装置である請求項１のイオンビーム加工観
察装置。 - 【請求項３】前記第２の試料微動装置はユーセントリッ
ク方式の微動装置である請求項１のイオンビーム加工観
察装置。 - 【請求項４】前記第１の試料微動装置と前記第２の試料
微動装置の間に変換集束レンズを配置した請求項１のイ
オンビーム加工観察装置。 - 【請求項５】前記第１の試料微動装置と前記第２の試料
微動装置に対応するビーム条件ファイルを有する請求項
１のイオンビーム加工観察装置。 - 【請求項６】前記第１と前記第２の試料微動上の試料の
加工又は観察に切り替える場合共用できる制御系は共用
する請求項１のイオンビーム加工観察装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9003600A JPH10199466A (ja) | 1997-01-13 | 1997-01-13 | イオンビーム加工観察装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9003600A JPH10199466A (ja) | 1997-01-13 | 1997-01-13 | イオンビーム加工観察装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10199466A true JPH10199466A (ja) | 1998-07-31 |
Family
ID=11561988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9003600A Pending JPH10199466A (ja) | 1997-01-13 | 1997-01-13 | イオンビーム加工観察装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10199466A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7351983B2 (en) | 2004-10-19 | 2008-04-01 | Jeol Ltd. | Focused ion beam system |
| JP2009027197A (ja) * | 2008-10-31 | 2009-02-05 | Hitachi Ltd | イオンビーム装置 |
| WO2015011967A1 (ja) * | 2013-07-24 | 2015-01-29 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置 |
-
1997
- 1997-01-13 JP JP9003600A patent/JPH10199466A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7351983B2 (en) | 2004-10-19 | 2008-04-01 | Jeol Ltd. | Focused ion beam system |
| JP2009027197A (ja) * | 2008-10-31 | 2009-02-05 | Hitachi Ltd | イオンビーム装置 |
| WO2015011967A1 (ja) * | 2013-07-24 | 2015-01-29 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置 |
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