TWI719564B - 離子研磨裝置 - Google Patents

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Abstract

提供可提高離子分佈的再現性的離子研磨裝置。離子研磨裝置具有離子源(1)、載置由於照射來自離子源(1)的非集束的離子束使得被加工的樣品(4)的樣品載台(2)、和配置於離子源(1)與樣品載台(2)之間且使延伸於第1方向的線狀的離子束測定構材(7)移動於與第1方向正交的第2方向的驅動單元(8)，從離子源(1)以第1照射條件輸出離子束的狀態下，透過驅動單元(8)使離子束測定構材(7)在離子束的照射範圍移動，測定因離子束照射於離子束測定構材(7)而流於離子束測定構材(7)的離子束電流。

Description

離子研磨裝置
本發明涉及離子研磨裝置。
於專利文獻1已揭露一種離子研磨裝置，其為於離子源生成電漿而將離子抽出，照射引出的離子而對基板等實施加工處理者。已揭露：此離子研磨裝置為例如對4寸(Φ100)基板進行加工者，為了獲得均勻或期望的分佈的大口徑的離子束，電性控制離子源內的電漿分佈從而控制引出離子束的分佈。控制方法的一例方面已揭露：利用法拉第杯而測定離子束的分佈狀態，根據測定結果調整施加於電漿控制電極的電壓。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2002－216653號公報
[發明所欲解決之問題]
離子研磨裝置是用於以下的裝置：對樣品(例如，金屬、半導體、玻璃、陶瓷等)照射非集束的離子束，透過濺鍍現象以無應力將樣品表面的原子彈飛，從而將其表面或剖面研磨。於離子研磨裝置，存在用作是為了透過掃描電子顯微鏡(SEM：Scanning Electron Microscope)、透射電子顯微鏡(TEM：Transmission Electron Microscope)觀察樣品的表面或剖面用的前處理裝置者。於如此的前處理裝置用的離子產生源，為了將構造小型化而採用有效的潘寧方式的情況多。
來自潘寧型離子源的離子束在不予以聚焦下照射於樣品，故在樣品的離子束照射點附近的離子分佈在中心部的離子密度最高，具有從中心朝外側離子密度變低的特性。另一方面，尤其在透過電子顯微鏡的表面觀察，為了正確觀察構造組成，需要將樣品表面研磨為平滑。為此，一面使樣品旋轉一面將離子束以低入射角度照射。據此，就包含觀察的部位的周邊範圍，可獲得廣泛且平滑的加工面。離子密度直接相關於樣品的加工速度(切削率)，故離子分佈的特性極為受到樣品加工面的加工形狀影響。
已知潘寧方式離子源由於其構造，予以產生而射出的離子使內部的構材受到磨耗。另外，將樣品加工的結果，從加工面產生的漂浮的微小粒子，附著於離子產生源的尤其離子射出口，成為汙染的原因。由於此等因素等，持續使用離子研磨裝置時，致使有時離子束的特性會變化，進而樣品加工面的加工形狀的再現性降低。透過電子顯微鏡的觀察在量產程序管理目的下進行時，尋求對多數個樣品實施相同的加工，故離子研磨裝置的加工形狀的再現性的降低恐導致缺陷檢測精度的降低。
本發明鑒於如此的課題，提供一種離子束調整法及離子研磨裝置，該離子束調整法適於進行就樣品的表面或剖面進行觀察的前處理加工的離子研磨裝置，該離子研磨裝置可調整離子束的照射條件。 [解決問題之技術手段]
是本發明的一實施方式的離子研磨裝置具有離子源、載置由於照射來自離子源的非集束的離子束使得被加工的樣品的樣品載台、配置於離子源與樣品載台之間且使延伸於第1方向的線狀的離子束測定構材移動於與第1方向正交的第2方向的驅動單元、和控制部，控制部在從離子源以第1照射條件輸出離子束的狀態下，透過驅動單元使離子束測定構材在離子束的照射範圍移動，測定因離子束照射於離子束測定構材而流於離子束測定構材的離子束電流。
另外，是本發明的其他一實施方式的離子研磨裝置具有樣品室、設置於樣品室的離子源位置調整機構、透過離子源位置調整機構而安裝於樣品室的離子源、載置由於照射來自離子源的非集束的離子束使得被加工的樣品的樣品載台、和控制部，控制部根據從離子源以第1照射條件對樣品照射離子束時的離子分佈，求出第1照射條件的調整值，離子源是潘寧型離子源，作為求出第1調整條件的調整值的參數，包含離子源的放電電壓、離子源的氣體流量及離子源與樣品的距離中的至少一者。 [對照先前技術之功效]
可提高離子研磨裝置的離子分佈的再現性。
其他課題與新穎的特徵將由本說明書的記述及圖式而明朗化。
以下，根據圖式說明本發明的實施例。
圖1為從上方顯示是本發明的實施方式的離子研磨裝置的主要部分(使鉛直方向為Y方向)的圖(示意圖)。在可保持真空狀態的樣品室6設置：離子源1、設置作為加工對象的樣品4的樣品載台2、以旋轉中心R0 為軸而使樣品載台2旋轉於R方向的樣品台旋轉驅動源3、接近樣品載台2的樣品載置面而配置的離子束測定構材7、將離子束測定構材7往返驅動於X方向的驅動單元8、設置於離子束測定構材7與樣品載台2的樣品載置面之間的樣品保護遮蔽器9。
來自離子源1的離子束在以離子束中心B0 為中心放射狀地擴散的狀態下，照射在載置於樣品載台2的樣品載置面的樣品4。樣品4的加工之際，需要將旋轉中心R0 與離子束中心B0 調整為一致。為了使如此的調整變容易，離子源1是將其位置經由將位置於X方向、Y方向、及Z方向上調整的離子源位置調整機構5安裝於樣品室6。據此，可調整離子源1的離子束中心B0 的位置、具體而言XY面(包含X方向及Y方向的面)上的位置及動作距離(Z方向的位置，具體而言指從離子源1的離子束放出位置至樣品載台2的距離)。
樣品載台2具有延伸於Z方向的旋轉中心R0 、和延伸於X方向且在樣品載台2的樣品載置面與旋轉中心R0 相交的傾斜軸T0 ，能以傾斜軸T0 為中心而使樣品載台2傾斜。圖是樣品載台2的樣品載置面與離子源1正對的狀態，此狀態下離子束測定構材7及驅動單元8從離子源視看時設置在緊接著樣品載台2的樣品載置面之前。離子束測定構材7及驅動單元8雖配置於離子源1與樣品載台2之間即可，惟配置於盡可能接近樣品4的位置的情況，由於較正確地推定作用於樣品4的離子束的狀態，故為優選。
離子束測定構材7方面雖細節後述，惟為導電性構材，將因來自離子源1的離子束照射於離子束測定構材7而流動的離子束電流透過離子束電流檢測配線37導出至樣品室6外部的控制部，檢測從離子源1放出的離子分佈為電流量。
另外，圖中顯示驅動單元8及樣品保護遮蔽器9分別與樣品載台2為個別機構，惟亦可將雙方或任一方安裝為樣品載台2的機構。
圖2中示出使用於離子研磨裝置的離子源1的構成例。此處，使用潘寧型離子源作為離子源1。潘寧型離子源配置於離子源內，具備被施加放電電壓的陽極12、和在陽極12之間予以產生電位差的第1陰極10及第2陰極11，透過陽極－陰極間的電位差予以產生電子。產生的電子受到永久磁鐵13所致的磁場的作用而漂浮於離子源1的內部而停留。另一方面，在離子源1，設置從外部導入惰性氣體的氣體導入孔14，惰性氣體方面，例如導入氬氣。對在內部產生電子的離子源導入氬氣時，氬原子與電子衝撞從而生成氬離子。氬離子為被施加加速用電壓的加速電極15誘導，從離子源內部通過離子射出口16，朝加工對象射出。
透過潘寧型離子源實施樣品的加工時，離子源內部的構材磨耗，從樣品飛散的微小粒子附著於離子射出口16，使得離子源放出的離子分佈發生變動。雖可透過實施定期的構材的交換及清掃等從而消解離子源內部的構材的磨耗、汙染，惟無法保證離子源照射的離子束的離子分佈與保養前成為相同的狀態。透過離子研磨裝置的樣品的加工形狀方面要求高精度的再現性之情況下，在交換作業、清掃作業後就離子束的離子分佈，確認期望的離子分佈是否再現，需要根據確認結果調整離子源1的照射條件。
所以，在本實施例的離子研磨裝置，在樣品載台2或其附近設置離子束測定構材7，一面透過驅動單元8使離子束測定構材7驅動於X方向一面測定離子束電流，從而推定從離子源1朝樣品照射的非集束離子束的離子分佈。
於圖3示出將離子束測定構材7驅動的驅動單元8的構成例。在圖中，示出驅動單元8的俯視圖、和將離子束測定構材7固定於驅動單元8的基底35的狀態下的剖面圖。離子束測定構材7透過基底35的固定構材36被固定於驅動單元8。固定構材36為絕緣體，離子束測定構材7及離子束電流檢測配線37透過固定構材36被與其他構件絕緣。基底35透過驅動機構可往返移動於X方向。本例的驅動機構具有馬達30、傘齒輪31、齒輪32、軌道構材33。透過設於馬達30的驅動軸的傘齒輪31及齒輪32，對沿著基底35的移動方向(X方向)而設的軌道構材33傳達驅動，從而可使基底35往返移動於X方向。另外，不需要馬達30專門為驅動單元8設置，亦可兼用為使樣品載台2旋轉的樣品台旋轉驅動源3。
離子束測定構材7在離子束電流的測定中被照射來自離子源1的離子束，從而成為被加工的狀態。如此般為每次測定即消耗的構材，故適合不易因離子而被加工的低濺鍍收率的構材。另外，使用線狀構材作為離子束測定構材7，離子束測定構材7在非聚焦離子束照射範圍進行移動，從而掌握離子分佈。此情形表示決定可測定離子束測定構材7的徑長的離子分佈的空間分辨度。為此，離子束測定構材7的徑長是優選上作成比加工之際的離子束的半值寬小的徑長。例如，可使用具有0.2mm以上、0.5mm以下的徑長的石墨碳的線狀材。抑制離子衝撞離子束測定構材7所致的離子的不規則的舉動，故優選上使離子束測定構材7的剖面形狀為圓形。除石墨碳的線狀材以外，亦可使用鎢的線狀材等。離子束測定構材7是作成可相對於驅動單元8卸除，離子束測定構材7因離子束而消耗的情況下，交換為新的離子束測定構材。
圖4為就本實施例的離子研磨裝置方面的離子束電流測定的樣子進行繪示的示意圖(俯視圖)。示出離子源1、予以正對於離子源1的樣品載台2及離子束測定構材7。從離子源1的照射的離子束為非集束，故一面在以虛線表示的區域41放射狀地擴散一面行進。離子束測定構材7沿著樣品載台2的樣品載置面40，一面測定離子束電流，一面在離子束照射範圍全區朝X方向，例如從座標X0朝座標X5移動。在本實施例，離子束測定構材7雖示出朝X方向移動之例，惟從離子源1照射的離子束是以離子束中心B0 為中心，朝X方向及Y方向擴散，故亦能以使離子束測定構材7的長邊方向為X方向，沿著樣品載台2的樣品載置面40，一面測定離子束電流，一面在離子束照射範圍全區朝Y方向移動的方式構成驅動單元，進行離子束電流測定。
在圖5A示出：於本實施例的離子研磨裝置，對於座標X0～X5(圖4參照)，利用離子束測定構材7測定離子束電流的結果。示於圖中的射束測定位置與離子束電流量的關係(此處稱為「離子束電流分佈」)視為從離子源1照射於樣品4的離子分佈。(A)為離子源與樣品的距離D1下、(B)為離子源與樣品的距離D2(D2＞D1)下的離子束電流量測定結果。再者，(A)(B)中的複數個離子束電流分佈是使離子源1的放電電壓變化而測定的測定結果(放電電壓是使(A)(B)一起予以同樣地變化而測定)。另外，縱軸為離子束電流量，(A)(B)皆顯示為以共通的基準而正規化的值。
如此般，使從離子源1至樣品的距離變化致使離子分佈發生變化。另外，即使離子源1至樣品的距離相同，仍透過使放電電壓變化而使離子分佈發生變化。
示於圖5B的圖形是使顯示為圖5A的兩個圖形重疊而顯示的圖形，區域50是被兩個圖形所含的全分佈的最大值與最小值夾住的區域。亦即，區域50可謂為透過調整離子源與樣品的距離D及放電電壓的兩個參數從而可調整離子分佈的區域。在本實施例，將從離子源1照射於樣品4的離子分佈，透過利用離子束測定構材7而測定的離子束電流分佈進行掌握，以使離子束電流分佈的形狀接近期望的狀態的方式調整離子源1的照射條件，從而提高離子研磨裝置所致的樣品的加工形狀的再現性。具體而言，離子源1的照射條件之中，調整離子源至樣品的距離、放電電壓、氣流量。
於圖6，示出涉及離子束的離子分佈調整的方塊圖。離子源1方面，使用示於圖2的潘寧型離子源。透過配管17將氬氣導入離子源1，使氬離子產生而進行加工。
施加於離子源1的放電電壓Vd 及加速電壓Va 是透過電源部60生成。另外，電源部60具有電流計，電流計61就放電電流進行計測，電流計62就由於來自離子源1的離子衝撞於離子束測定構材7因而流動的離子束電流進行計測。放電電壓Vd 及加速電壓Va 的值由控制部63設定。
另外，離子源1固定於離子源位置調整機構5，設為離子源1的位置可朝X方向、Y方向、Z方向獨立移動。
樣品保護遮蔽器9配置於驅動單元8與樣品4之間，透過控制部63的控制，成為可上下動於Y方向。樣品保護遮蔽器9的驅動源方面，可利用馬達、螺線管，此外為了實施移動控制，具有就遮蔽器之上下移動位置進行檢測的感測器為優選。樣品保護遮蔽器9是為了在將樣品4載置於樣品載台2的狀態下進行離子束電流分佈的取得時，不將非必要的離子束照射於樣品4而設。
電源部60、離子源位置調整機構5、驅動單元8、樣品保護遮蔽器9、樣品載台2及樣品台旋轉驅動源3連接於控制部63，從控制部63執行離子束電流分佈的取得、離子束照射條件的調整、樣品的加工。再者，控制部63連接於顯示部64，作用為來自對於控制部63的操作員的使用者介面，同時亦進行就控制部63所收集的離子研磨裝置的動作狀態進行顯示的感測資料的顯示等。例如，顯示於顯示部64的感測資料方面，包含來自電源部60的放電電壓值Vd 、放電電流值、加速電壓值Va 、離子束電流值等。
示於圖6的離子研磨裝置方面，就控制部63實施的離子束電流分佈的取得及離子束照射條件的調整方法，利用圖7進行說明。
步驟S701：控制部63控制驅動單元8，使離子束測定構材7移動至X方向的原點位置。此處，為了說明的簡單化，X方向的原點位置定為與離子束照射範圍的最外側的位置一致。原點位置的取得方式不限於此。
步驟S702：控制部63實施樣品保護遮蔽器9的移動控制，使樣品保護遮蔽器9移動至射束遮蔽位置。
步驟S703：控制部63控制電源部60等，依作為當前的設定而保存的離子束照射條件，從離子源1輸出離子束。當前的設定指作為樣品4的加工條件而定的離子束照射條件。一般而言，已設定將樣品4加工之際的離子源1的加速電壓、放電電壓、氣流量。
步驟S704：離子束的輸出開始後，控制部63控制驅動單元8，開始使離子束測定構材7朝X方向的移動。移動方向是如以圖4說明，從離子束照射範圍的最外側的位置(X方向的原點位置)，朝向另一個照射範圍的端部的方向。控制部63進行予以移動的離子束測定構材7的X方向上的當前位置的管理。
步驟S705：電流計62依來自離子源1的離子束被照射於離子束測定構材7，從而開始離子束測定構材7及流於離子束電流檢測配線37的離子束電流的測定。控制部63取得透過電流計62數值化的離子束電流檢測值，進行記憶。
步驟S706：控制部63將取得的離子束電流值作為電流檢測結果而顯示於顯示部64。顯示形式優選上為示為圖5A的射束測定位置－離子束電流量圖(離子束電流分佈)。另外，亦能以未圖示的LAN、串行線等將電流檢測結果顯示於連接在離子研磨裝置的主分子PC。
步驟S707：控制部63確認透過驅動單元8予以移動的離子束測定構材7的X方向上的當前位置，未了的情況下將從步驟S704至步驟S706，重複執行直到離子束測定構材7將離子束照射範圍全區移動完成。
步驟S708：於步驟S707，確認離子束測定構材7將離子束照射範圍全區的移動完成的情況下，控制部63結束離子束測定構材7的移動。
步驟S709：控制部63從離子束電流測定結果進行調整量的算出。調整量的比較對象在決定適用於樣品4的加工的加工條件時進行同樣的測定而使用記憶於控制部63的離子束電流測定結果、或前次測定的離子束電流測定結果。使用何種比較對象是操作員可預先設定。只要可將離子束照射條件調整為作為比較對象的基準離子束電流分佈(基準離子分佈)與作為本次測定的離子束電流測定結果而得的離子束電流分佈(離子分佈)理想上相等或近似，即可提高透過離子研磨裝置之樣品的加工形狀的再現性。近似的程度是依存於要求的樣品加工形狀的再現性的程度而定即可。
然而，本實施例中由於透過離子束電流觀察離子分佈，故可調整的離子源1的參數之中，加速電壓Va 方面不變更。原因在於，改變加速電壓Va 時即使為相同的離子束電流，樣品的加工速度(切削率)恐仍大幅改變。亦即，於本實施例的調整，以不使樣品的加工時間為調整對象作為前提。
於圖8示出離子束電流分佈的示意圖。匹配離子束電流分佈的形狀的簡單的方法方面，作為離子束電流分佈的形狀的代表值，就以該峰值P與半值寬HW(離子束電流量成為峰值P的一半的離子束電流分佈的擴散)成為相同的方式調整的方法進行說明。原因在於，此兩個值一致時，可評價為離子束電流分佈的形狀成為大致上同等者。調整的離子束照射條件的參數是離子源1的放電電壓、氣體流量及離子源1與樣品4(或樣品載台2的樣品載置面，大致相同故以樣品4予以代表)的距離D。
使離子源1與樣品4的距離變化，從而如示於圖5A般，可主要調整峰值P的值。另外，提高放電電壓Vd ，從而可抑制產生於離子源1內部的氬離子束的擴散，此結果可調整半值寬HW的大小。同樣地，增加氣流量時，可抑制產生於離子源1內部的氬離子束的擴散，此結果，可調整半值寬HW的大小。如此般，調整離子源1與樣品4的距離和至少放電電壓Vd 及氣流量中的任一者的值，從而可使離子束電流分佈接近期望的形狀。如示於圖5B，可得知，僅調整離子源1與樣品4的距離及放電電壓Vd ，即獲得寬的調整區域。
此處，雖說明有關使用離子束電流分佈的峰值P與半值寬HW而求出調整量之例，惟亦可抽出更多的分佈形狀的特徵量而進行調整。例如，亦可將與分佈形狀的對稱性相關的特徵量抽出而調整。
步驟S710：根據步驟S709中算出的調整量，調整離子束的照射條件。具體而言，控制部63是透過離子源位置調整機構5的控制之離子源1與樣品4的距離的調整、透過電源部60的控制之離子源1的放電電壓Vd 的控制、及透過氣體供應機構(未圖示)的控制之供應給離子源1的氣流量的控制之中，根據步驟S709的算出結果，執行一或複數個控制。
步驟S711：透過步驟S710之調整後，再測定離子束電流分佈的情況下從步驟S701再執行，不進行再測定的情況下，完成調整。
步驟S712：控制部63使樣品保護遮蔽器9移動至射束非遮蔽位置，使調整結束。
另外，圖7的流程圖為一例，可進行各種變形。例如，步驟S706中，亦可與離子束電流測定結果一起將作為調整量的比較對象的基準離子束電流分佈重疊而顯示。再者，亦可設置透過重疊顯示使得操作員判斷為無需調整的情況下，中止離子束的調整的步驟。另外，步驟S710中，雖為控制部63實施離子源1與樣品4的距離的控制，惟例如亦可將控制量顯示於顯示部64，操作員以手動透過離子源位置調整機構5使離子源1的位置移動從而進行調整。
以上，雖根據實施方式具體說明由本發明人創作的發明，惟本發明非限定於記述的實施方式者，在不脫離其要旨之範圍下可進行各種變更。例如，在圖1的構成，在離子束電流分佈的取得時雖設置防止往樣品的離子束的照射的樣品保護遮蔽器，惟可無視該期間的離子束的往樣品的照射的情況下，亦可無樣品保護遮蔽器9。另外，實施方式中雖以進行平面切削加工的離子研磨裝置為例而說明，惟進行剖面切削加工的離子研磨裝置方面亦可為適用本發明者。剖面切削加工的情況下，雖有配置為樣品載台2的旋轉軸(擺動軸)延伸於Y方向如此的差異，惟透過同樣的構造使得可調整離子束的照射條件。
1:離子源 2:樣品載台 3:樣品台旋轉驅動源 4:樣品 5:離子源位置調整機構 6:樣品室 7:離子束測定構材 8:驅動單元 9:樣品保護遮蔽器 10，11:陰極 12:陽極 13:永久磁鐵 14:氣體導入孔 15:加速電極 16:離子射出口 17:配管 30:馬達 31:傘齒輪 32:齒輪 33:軌道構材 35:基底 36:固定構材 37:離子束電流檢測配線 40:樣品載置面 60:電源部 61，62:電流計 63:控制部 64:顯示部
[圖1] 離子研磨裝置的構成例(示意圖)。 [圖2] 就潘寧型離子源的構成進行繪示的圖。 [圖3] 驅動單元的構成例。 [圖4] 就離子束電流測定的樣子進行繪示的示意圖(俯視圖)。 [圖5A] 利用離子束測定構材測定離子束電流的結果。 [圖5B] 就離子束可調整區域進行繪示的圖。 [圖6] 與離子束的離子分佈調整相關的方塊圖。 [圖7] 離子束電流分佈的取得、及離子束照射條件的調整的流程圖。 [圖8] 離子束電流分佈的示意圖。
1:離子源
2:樣品載台
3:樣品台旋轉驅動源
4:樣品
5:離子源位置調整機構
6:樣品室
7:離子束測定構材
8:驅動單元
9:樣品保護遮蔽器
37:離子束電流檢測配線

Claims (14)

  1. 一種離子研磨裝置，具有：離子源；樣品載台，其載置由於照射來自前述離子源的非集束的離子束使得被加工的樣品；驅動單元，其配置於前述離子源與前述樣品載台之間，使延伸於第1方向的線狀的離子束測定構材移動於與前述第1方向正交的第2方向；和控制部；前述控制部在從前述離子源以第1照射條件輸出前述離子束的狀態下，透過前述驅動單元使前述離子束測定構材在前述離子束的照射範圍移動，就前述離子束照射於前述離子束測定構材因而流於前述離子束測定構材的離子束電流進行測定，記憶一離子束電流分佈，前述離子束電流分佈顯示前述離子束電流與該離子束電流被測定時的前述離子束測定構材的位置的關係。
  2. 如申請專利範圍第1項之離子研磨裝置，其中，前述控制部根據前述離子束電流分佈，求出前述第1照射條件的調整值。
  3. 如申請專利範圍第2項之離子研磨裝置，其中，前述控制部比較前述離子束電流分佈與預先設定的基準離子束 電流分佈，求出前述第1照射條件的調整值。
  4. 如申請專利範圍第3項之離子研磨裝置，其中，前述控制部以前述離子束電流分佈的峰值及半值寬與前述基準離子束電流分佈的峰值及半值寬成為相等或近似的方式，求出前述第1照射條件的調整值。
  5. 如申請專利範圍第2~4項中任一項的離子研磨裝置，其具有：樣品室；和離子源位置調整機構，其設置於前述樣品室；前述離子源透過前述離子源位置調整機構安裝於前述樣品室，前述離子源是潘寧型離子源，前述控制部是作為求出前述第1照射條件的調整值的參數，包含前述離子源的放電電壓、前述離子源的氣體流量及前述離子源與前述樣品的距離中至少一者。
  6. 如申請專利範圍第3項之離子研磨裝置，其具有重疊顯示前述離子束電流分佈與前述基準離子束電流分佈的顯示部。
  7. 如申請專利範圍第1項之離子研磨裝置，其中，來自前述離子源的前述離子束的離子束中心相對於由前述第1 方向與前述第2方向形成的平面而正交。
  8. 如申請專利範圍第1項之離子研磨裝置，其中，前述離子束測定構材是剖面為圓柱狀，徑長為前述離子束的半值寬以下的石墨碳的線狀材。
  9. 如申請專利範圍第1項之離子研磨裝置，其中，在前述樣品載台與前述驅動單元之間，具有將前述樣品從來自前述離子源的前述離子束進行遮蔽的樣品保護遮蔽器。
  10. 一種離子研磨裝置，具有：樣品室；離子源位置調整機構，其設置於前述樣品室；離子源，其透過前述離子源位置調整機構安裝於前述樣品室；樣品載台，其載置由於照射來自前述離子源的離子束使得被加工的樣品，前述離子束為非集束，且具有在中心部的離子密度最高而離子密度隨著朝向外側變低的離子分佈；和控制部；前述控制部以從前述離子源以第1照射條件對前述樣品照射離子束時的離子分佈相等或近似於預先設定的基準離子分佈的方式求出前述第1照射條件的調整值，前述離子源是潘寧型離子源， 作為求出前述第1照射條件的調整值的參數，包含前述離子源的放電電壓、前述離子源的氣體流量及前述離子源與前述樣品的距離中至少一者。
  11. 如申請專利範圍第10項之離子研磨裝置，其中，前述控制部比較從前述離子源以前述第1照射條件對前述樣品照射離子束時的離子分佈與預先設定的基準離子分佈，求出前述第1照射條件的調整值。
  12. 如申請專利範圍第11項之離子研磨裝置，其中，前述控制部以從前述離子源以前述第1照射條件對前述樣品照射離子束時的離子分佈的峰值及半值寬與前述基準離子分佈的峰值及半值寬成為相等或近似的方式，求出前述第1照射條件的調整值。
  13. 如申請專利範圍第10項之離子研磨裝置，其具有驅動單元，前述驅動單元配置於前述離子源與前述樣品載台之間，使延伸於第1方向的線狀的離子束測定構材移動於與前述第1方向正交的第2方向，前述控制部在從前述離子源以前述第1照射條件輸出離子束的狀態下，透過前述驅動單元使前述離子束測定構材在前述離子束的照射範圍移動，測定因前述離子束照射於前述離子束測定構材而流於前述離子束測定構材的離子束電流， 將前述離子束電流視為在該離子束電流被測定時的前述離子束測定構材的位置上的前述離子分佈。
  14. 如申請專利範圍第13項之離子研磨裝置，其中，來自前述離子源的前述離子束的離子束中心相對於由前述第1方向與前述第2方向形成的平面而正交。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102464623B1 (ko) * 2018-02-28 2022-11-09 주식회사 히타치하이테크 이온 밀링 장치 및 이온 밀링 장치의 이온원 조정 방법
US11715622B2 (en) * 2020-08-05 2023-08-01 Kla Corporation Material recovery systems for optical components

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200614312A (en) * 2004-09-02 2006-05-01 Nissin Ion Equipment Co Ltd Ion beam irradiation device and ion beam irradiation method
JP2008047459A (ja) * 2006-08-18 2008-02-28 Nissin Ion Equipment Co Ltd イオン注入装置におけるビーム進行角補正方法
TW201511062A (zh) * 2013-06-04 2015-03-16 Hitachi High Tech Corp 離子源及離子硏磨裝置
US20170221677A1 (en) * 2014-07-30 2017-08-03 Hitachi High-Technologies Corporation Ion milling device and ion milling method
CN107223282A (zh) * 2014-10-15 2017-09-29 约翰·安德鲁·亨特 测定、使用和指示离子束工作性能的方法和装置
WO2018011946A1 (ja) * 2016-07-14 2018-01-18 株式会社日立ハイテクノロジーズ イオンミリング装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10241588A (ja) * 1997-02-21 1998-09-11 Hitachi Ltd 集束イオンビーム加工方法およびその装置
JP2002216653A (ja) 2001-01-23 2002-08-02 Hitachi Ltd イオンビーム分布制御方法およびイオンビーム処理装置
US8835869B2 (en) * 2003-02-04 2014-09-16 Veeco Instruments, Inc. Ion sources and methods for generating an ion beam with controllable ion current density distribution
US7109499B2 (en) * 2004-11-05 2006-09-19 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Apparatus and methods for two-dimensional ion beam profiling
JP4882456B2 (ja) 2006-03-31 2012-02-22 株式会社Ｉｈｉ イオン注入装置
US7550748B2 (en) * 2007-03-30 2009-06-23 Tel Epion, Inc. Apparatus and methods for systematic non-uniformity correction using a gas cluster ion beam
JP5204421B2 (ja) 2007-04-10 2013-06-05 株式会社Ｓｅｎ イオン注入装置
DE112014002250T5 (de) * 2013-06-10 2016-02-18 Hitachi High-Technologies Corporation lonenbearbeitungsvorrichtung
WO2015170400A1 (ja) * 2014-05-09 2015-11-12 株式会社日立ハイテクノロジーズ イオンミリング装置、及び試料加工方法
US9738968B2 (en) * 2015-04-23 2017-08-22 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Apparatus and method for controlling implant process
JP6638479B2 (ja) * 2015-08-05 2020-01-29 日新電機株式会社 イオンビーム照射方法およびイオンビーム照射装置
US10395889B2 (en) * 2016-09-07 2019-08-27 Axcelis Technologies, Inc. In situ beam current monitoring and control in scanned ion implantation systems

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200614312A (en) * 2004-09-02 2006-05-01 Nissin Ion Equipment Co Ltd Ion beam irradiation device and ion beam irradiation method
JP2008047459A (ja) * 2006-08-18 2008-02-28 Nissin Ion Equipment Co Ltd イオン注入装置におけるビーム進行角補正方法
TW201511062A (zh) * 2013-06-04 2015-03-16 Hitachi High Tech Corp 離子源及離子硏磨裝置
US20170221677A1 (en) * 2014-07-30 2017-08-03 Hitachi High-Technologies Corporation Ion milling device and ion milling method
CN107223282A (zh) * 2014-10-15 2017-09-29 约翰·安德鲁·亨特 测定、使用和指示离子束工作性能的方法和装置
WO2018011946A1 (ja) * 2016-07-14 2018-01-18 株式会社日立ハイテクノロジーズ イオンミリング装置

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