带电粒子束装置制造方法及图纸

本发明专利技术为了提供在使用了遮蔽板的截面加工中能够提高加工位置精度的带电粒子束装置，采用如下带电粒子束装置，其具有：离子源(101)；载置试样(107)的试样台(106)；配置为从离子源(101)观察，试样(107)的一部分露出的遮蔽板(108)；以及使试样(107)及遮蔽板(108)相对于来自离子源(101)的离子束(102)的向试样(107)的照射方向相对性地倾斜的倾斜部(123、124)。

Charged particle beam device

In order to provide a charged particle beam device which can improve the accuracy of processing position in cross section processing using a shielding plate, the following charged particle beam device is adopted: an ion source (101); a sample table (106) containing a sample (107); a shielding plate (108) which is arranged to be observed from an ion source (101); and a part of the sample (107); and a sample (107) and a shielding plate (108) relative to each other. The inclined part (123, 124) of the ion beam (102) from the ion source (101) inclines relative to the irradiation direction of the sample (107).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带电粒子束装置
本专利技术涉及带电粒子束装置。
技术介绍
作为带电粒子束装置之一的离子铣削装置作为扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等试样前处理装置被灵活用作制作广泛领域的试样的截面及平面的装置。这是利用向试样照射进行了加速的氩离子，从试样表面弹飞试样原子的溅射现象来削试样的装置，一般具有平面铣削法和截面铣削法。前者的平面铣削法是从离子源向试样表面直接照射不聚焦的离子束来削试样的方法，如专利文献1所记载那样具有能够削试样表面的大范围的特征。另一方面，后者的截面铣削法中，在离子源与试样之间配置遮蔽板，且将试样设置为从该遮蔽板突出数μm～200μm左右，从而通过对从遮蔽板突出的试样部照射离子束，能够沿着遮蔽板端面平滑地削试样截面。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平3-36285号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题近年来，存在大范围且短时间地加工陶瓷、超硬材料等溅射效率小的材料的需求，需要使用对应于高的铣削速度的离子源。另外，随着试样的微细化，要求微细构造的广域截面制作，一般，作为窄域试样的截面制作法，已知聚焦离子束(FIB)，但难以进行广域加工，且加工需要大量时间，因此，期待使用遮蔽板进行微细构造的截面制作的截面铣削法。因此，专利技术人等对陶瓷、超硬材料等溅射效率小的材料使用高能量(被施加了高加速电压的离子)的离子源进行截面离子铣削。其结果，可知，尽管在试样上的设为目的的位置配置了遮蔽板，但加工面也形成为从遮蔽板端面伸出例如数μm左右的形状，不能得到沿着遮蔽板端面的试样加工面。本专利技术的目的在于，提供一种带电粒子束装置，在使用了遮蔽板的截面加工中能够提高加工位置精度。用于解决课题的方案作为用于达成上述目的的一实施方式，做成一种带电粒子束装置，其特征在于，具有：离子源；试样台，其载置试样；遮蔽板，其配置为，从上述离子源观察，上述试样的一部分露出；以及倾斜部，其使上述试样及上述遮蔽板相对于来自上述离子源的离子束向上述试样的照射方向相对性地倾斜。专利技术效果根据本专利技术，能够提供在使用了遮蔽板的截面加工中能够提高加工位置精度的带电粒子束装置。附图说明图1是实施例1的离子铣削装置的概略图。图2A是表示对照射至试样的高加速离子束在试样内散射的情形进行蒙特卡罗模拟的一例的图像。图2B是表示对照射至试样的低加速离子束在试样内散射的情形进行蒙特卡罗模拟的一例的图像。图3A是用于说明试样的截面离子铣削的主要部分概略鸟瞰示意图。图3B是从侧面观察图3A所示的试样的概略剖视示意图。图3C是从侧面观察使用图1所示的离子铣削装置对倾斜的试样进行离子铣削时的试样的概略剖视示意图。图3D是从侧面观察使用图1所示的离子铣削装置进行倾斜&遮蔽板微动并对试样进行离子铣削时的试样的概略剖视示意图。图4A是用于说明图1所示的离子铣削装置中的倾斜轴的主要部分概略剖视图。图4B是用于说明试样相对于离子束的照射方向的倾斜角度的概略剖视图(局部鸟瞰图)。图5是实施例1的具有遮蔽板和/或试样的加工位置调整功能的离子铣削装置的概略整体剖视图。图6是实施例1的表示遮蔽板的加工位置调整的一例的离子铣削装置的概略主要部分剖视图。图7是实施例1的表示试样的加工位置调整的一例的离子铣削装置的概略主要部分剖视图。图8是实施例1的表示试样的加工位置调整的另一例的离子铣削装置的概略主要部分俯视图。图9是实施例2的具备静电偏转板的离子铣削装置的概略主要部分剖视图。图10是实施例3的具有离子源的倾斜机构的离子铣削装置的概略主要部分剖视图。具体实施方式专利技术人等对该新发现的加工位置精度降低的原因进一步进行了研究。其结果，发现，照射离子束时，离子束在试样内部的散射变大，由于在被遮蔽板遮蔽的区域的非晶层的形成、物理溅射，因此不能形成沿着遮蔽板端面的试样加工面。本专利技术是根据该新的见解而产生的，考虑在遮蔽离子束的遮蔽板端面附近的试样内部散射的离子的照射(入射)角度，追加变更试样的入射角度的单元，由此，能够进行沿着遮蔽板的端面的平坦的加工。另外，通过一边使遮蔽板微动一边照射离子束，可避免掩模下侧被铣削。由此，在使用了遮蔽板的截面离子铣削中，能够避免因在试样内部散射的离子而引起的溅射现象对加工面造成的影响，可得到沿着遮蔽板的端面的平滑的试样截面，由此，提高装置的加工位置精度。以下，使用附图，通过实施例对本专利技术进行说明。此外，使用离子铣削装置作为带电粒子束装置来说明，但也能够应用于使用了离子的其它装置。实施例1图1表示以下离子铣削装置的结构，该离子铣削装置在试样107的上表面设置遮蔽板108，照射进行了加速的离子束102，利用离子的溅射现象加工试样的突出部分的截面。氩的离子源101中的氩离子的电流密度由离子源控制部103控制。通过控制真空排气系统105，将真空腔104的内部设为真空或大气的状态，并能够保持该状态。试样107固定于试样台106上。另外，在将真空腔104的内部大气开放时，能够将试样载物台109抽出至真空腔104外。固定有试样107的试样台106能够固定于试样载物台109上。试样107和遮蔽板108以可移动的方式分别独立地固定，通过照射从离子源101放出的离子束102，从而从离子源观察，能够加工试样107的从遮蔽板108突出的部分。此外，本离子铣削装置具有后述的倾斜轴控制部、遮蔽板微动机构等。图2A及图2B是通过蒙特卡罗模拟表示将氩离子110沿着氩离子入射方向111照射至试样107时试样107的内部的散射离子112的图。图2A表示将高加速离子照射至试样107的情况，图2B表示将低加速离子照射至试样107的情况。在此，可知，照射高加速离子的图2A中的在试样107的内部的离子的散射更大。图3A是用于说明试样的截面离子铣削的主要部分概略鸟瞰示意图，图3B是从侧面观察图3A所示的试样的概略剖视示意图。如图3A所示，就截面铣削而言，在加工前，用户预先设定试样107从遮蔽板108突出的突出量113，向试样107照射离子束102。此外，为了方便，突出量113记载为比遮蔽板108的厚度大。此时，遮蔽板108和试样107以及试样台106一边以摆动轴114为中心向左右保持任意的角度，一边进行摆动115，但离子束102的射束中心116设定于与摆动轴114垂直地相交的位置。因此，试样的铣削面117形成为以射束中心116或摆动轴114为中心沿着遮蔽板的端部118左右对称的高斯分布状。另外，以往进行的这种截面加工中，如图3B所示，离子束102在试样107的内部散射，铣削面117相对于遮蔽板108未形成为垂直。这由于，如图2A及图2B所示地，越照射高加速离子，在试样107的内部的散射离子112的量越增加，进入至遮蔽板的下部，因此铣削面117成为更弯曲的形状。例如，在将试样107从遮蔽板108突出的突出量113设定为约50μm左右，且向试样107照射加速电压6kV的离子束102的情况下，如图3B所示，在相距遮蔽板108与试样107的上部的贴紧面α(400μm左右)的下部，铣削面117形成于比遮蔽板的端部118靠内侧最大β(5μm程度)。若这样以弯曲至比遮蔽板的端部118靠内侧的方式形成铣削面117，则在进行处于试样的上部或内部的微细构造119的中心的截面制作时，存在不能制作准确的中心截本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带电粒子束装置，其特征在于，具有：离子源；试样台，其载置试样；遮蔽板，其配置为，从上述离子源观察，上述试样的一部分露出；以及倾斜部，其使上述试样及上述遮蔽板相对于来自上述离子源的离子束上述试样的照射方向相对性地倾斜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种带电粒子束装置，其特征在于，具有：离子源；试样台，其载置试样；遮蔽板，其配置为，从上述离子源观察，上述试样的一部分露出；以及倾斜部，其使上述试样及上述遮蔽板相对于来自上述离子源的离子束上述试样的照射方向相对性地倾斜。2.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，上述倾斜部包含使相对于上述离子束向上述试样的照射方向的相对性的倾斜角度θ可变的机械机构。3.根据权利要求2所述的带电粒子束装置，其特征在于，上述倾斜角度θ相对于上述离子束向上述试样的照射方向而在上述遮蔽板的一侧在超过0°且10°以下的范围可变。4.根据权利要求2所述的带电粒子束装置，其特征在于，上述机械机构包含使上述离子源倾斜的倾斜机构。5.根据权利要求2所述的带电粒子束装置，其特征在于，上述机械机构包含使设置有上述试样台的试样载物台倾斜的倾斜机构。6.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，上述倾斜部包含使相对于上述离子束向上述试样的照射方向的相对性的倾斜角度θ可变的离子束偏转板。7.根据权利要求6所述的带电粒子束装置，其特征在于，上述倾斜角度θ相对于上述离子束向上述试样的照射方向而在上述遮蔽板的一侧在超过0°且10°以下的范围可变。8.根据权利要求1所述的带电...

【专利技术属性】
技术研发人员：金子朝子，高须久幸，岩谷彻，
申请(专利权)人：株式会社日立高新技术，
类型：发明
国别省市：日本,JP