JP2000100360A - Working position correcting device for focused ion beam working device - Google Patents

Working position correcting device for focused ion beam working device

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JP2000100360A
JP2000100360A JP10270945A JP27094598A JP2000100360A JP 2000100360 A JP2000100360 A JP 2000100360A JP 10270945 A JP10270945 A JP 10270945A JP 27094598 A JP27094598 A JP 27094598A JP 2000100360 A JP2000100360 A JP 2000100360A
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JP
Japan
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mark
processing
ion beam
marks
focused ion
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JP10270945A
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Japanese (ja)
Inventor
Megumi Kawakami
恵 川上
Hideki Maruyama
英樹 丸山
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Hitachi Instruments Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Instruments Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce contamination of surfaces of a sample and the frequency of handling in the course of working, and perform work over a long time with reduced displacement of the working position, by providing a function for registering a specific number of marks for detecting displacement of the irradiating position of a focused ion beam and positional displacement of a stage, that may arise while the sample is worked. SOLUTION: A plurality of marks (1, 2, 3,..., n) are prepared for working position correction, and positions of these marks are stored. In the working, these marks are changed over from one to another at regular time intervals, while the position of each mark is detected, displacement of working position is calculated, the displacement of working position is reflected on the control of ion beam irradiation, and thereby the working position is corrected. The registration of the plurality of marks for working position correction and the changeover of marks used for position correction are enabled by a mark registering/control part 13 and by a mark changeover control part 14, respectively, each connected to a computer part 7. Contamination of a sample due to ion sputtering phenomenon and the frequency of handling by an operator can be thereby reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、FIBを利用した
微細デバイスや、新機能材料などの断面加工、それらの
透過電子顕微鏡(TEM)用の試料作製,微細機械部品
などのマイクロマシニングなどに有効なFIB加工にお
いて特に長時間のFIB加工装置での加工方法に関す
る。
The present invention is effective for microdevices utilizing FIB, cross-section processing of new functional materials, etc., preparation of samples for transmission electron microscopy (TEM), micromachining of micromechanical parts, etc. In particular, the present invention relates to a processing method using a FIB processing apparatus for a long time.

【0002】[0002]

【従来の技術】FIB加工位置補正方法の従来技術は、
特開平9−274879 号公報に記載されている。
2. Description of the Related Art The prior art of the FIB processing position correction method is as follows.
It is described in JP-A-9-274879.

【0003】上記特許には、従来のFIB加工装置が示
されておりその基本構成を図5に示す。イオンを放出す
るイオン源部1,イオン源部1から放出されるイオンビ
ームを加速,集束,偏向するイオンビーム制御系2,試
料を装着,移動する試料室部3,二次電子や二次イオン
を検出する二次粒子検出器6,走査型イオン顕微鏡(Sca
nning Ion Microscope:略してSIM)画像を表示する
CRT8,画像メモリ,画像処理部からなる画像制御部
9,キーボードやマウスなどの入力操作部10からな
る。
The above patent discloses a conventional FIB processing apparatus, and its basic configuration is shown in FIG. An ion source unit 1 for emitting ions, an ion beam control system 2 for accelerating, focusing, and deflecting an ion beam emitted from the ion source unit 1, a sample chamber unit for mounting and moving a sample 3, secondary electrons and secondary ions Detector for secondary particles 6, Scanning ion microscope (Sca
nning Ion Microscope (abbreviated as SIM) The CRT 8 displays an image, an image memory, an image control unit 9 including an image processing unit, and an input operation unit 10 such as a keyboard and a mouse.

【0004】イオン源部1およびイオンビーム制御系2
には、それぞれそれらを制御するイオン源制御部4およ
びイオンビーム制御部5が接続されている。イオン源制
御部4およびイオンビーム制御部5には、統括して制御
するコンピュータ部7が接続されている。さらに、加工
の加工位置ズレを補正するために加工位置補正用マーク
の検出を行うマーク検出部12,マーク検出部で検出さ
れたマーク位置から加工位置ズレを算出し、イオンビー
ム制御部へ渡す情報を算出する加工位置補正部11がコ
ンピュータ部7に接続されている。構成要素1,2,
3,6を含む破線はFIB加工装置の真空筐体ブロック
に相当する。
An ion source 1 and an ion beam control system 2
Are connected to an ion source control unit 4 and an ion beam control unit 5 for controlling them, respectively. The ion source control unit 4 and the ion beam control unit 5 are connected to a computer unit 7 that performs overall control. Further, a mark detection unit 12 for detecting a processing position correction mark for correcting a processing position deviation in processing, a processing position deviation is calculated from a mark position detected by the mark detection unit, and information to be passed to an ion beam control unit. Is connected to the computer unit 7. Components 1, 2,
The broken lines including 3 and 6 correspond to the vacuum housing block of the FIB processing apparatus.

【0005】このFIB加工装置では加工位置ズレ補正
を以下の手段によって解決している。まず加工位置ズレ
補正用として登録したマークの位置を加工実行前に検出
し、そのマーク位置を基準マーク位置として記憶してお
く。次に、加工途中のある一定時間あるいは設定時間毎
にこの登録マークの位置検出を行い、この検出位置を基
準マーク位置と比較して加工位置の位置ズレを算出し、
ビーム照射位置を補正制御する。
In this FIB processing apparatus, the processing position deviation correction is solved by the following means. First, the position of a mark registered for processing position deviation correction is detected before processing is performed, and the mark position is stored as a reference mark position. Next, the position of the registration mark is detected at a certain fixed time or at a set time during the processing, and the detected position is compared with the reference mark position to calculate a position shift of the processing position.
The beam irradiation position is corrected and controlled.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記従来方法では、加
工途中に何度も登録マークのSIM像を取り、そのマー
ク位置を検出するが、登録マークがイオンスパッタリン
グ現象などにより受ける損傷が少なく、マークの変形が
無視できることが前提となっている。しかし、実際の長
時間加工の下では、マーク検出回数も多く、イオンスパ
ッタリング現象によるマークの変形は著しい。加工途中
にマークを認識できず、加工が中断されてしまう。この
ことは、長時間加工を行う上で大きな問題となる。
In the above-mentioned conventional method, a SIM image of a registration mark is taken many times during processing and the position of the mark is detected. It is assumed that the deformation of can be ignored. However, under actual long-time processing, the number of times of mark detection is large, and the mark deformation due to the ion sputtering phenomenon is remarkable. A mark cannot be recognized during processing, and processing is interrupted. This is a serious problem in performing long-time machining.

【0007】また、加工を再開するには、オペレータが
位置補正用のマークの作製と、位置補正用マークとして
の登録を行い、加工の開始する操作を行う。このこと
も、試料表面がイオンスパッタリング現象などにより汚
染されることや、オペレータの操作を必要とするなど、
長時間加工を行う上で大きな問題となる。
In order to resume processing, an operator prepares a mark for position correction, registers the mark as a position correction mark, and performs an operation to start processing. This also implies that the sample surface is contaminated by the ion sputtering phenomenon and requires the operation of an operator.
This is a major problem when working for a long time.

【0008】本発明が解決しようとしている課題は、加
工途中での試料表面の汚染,加工途中の操作(加工状態
の監視)を少なく、長時間加工位置ズレの少ない加工を
実行できるFIB加工装置の補正方法を提供することに
ある。
The problem to be solved by the present invention is to provide a FIB processing apparatus capable of performing processing with less displacement of the processing position for a long time with less contamination of the sample surface during processing and operation during processing (monitoring of processing state). It is to provide a correction method.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、本発明ではn個(ただし、n=1,2,3,・・・)の
位置補正用マークを作製,登録し、これらの位置補正用
のマークを定時間間隔で位置補正に用いるマークに切り
替える機能を設けた。
In order to solve the above-mentioned object, according to the present invention, n (where n = 1, 2, 3,...) Position correcting marks are produced and registered, and these marks are formed. A function is provided to switch the mark for position correction to a mark used for position correction at regular time intervals.

【0010】即ち、加工位置補正用のマークをn個作製
し、この位置補正マーク位置を記憶する。加工中にこれ
らマークを定時間間隔で切り替えながら、マーク位置検
出を行い、加工位置ズレ量を算出し、この加工位置ズレ
量をイオンビーム照射の制御に反映させることにより、
加工位置補正を行い、加工位置ズレの少ない長時間加工
を行うことができる。
That is, n marks for processing position correction are prepared, and the position correction mark positions are stored. By performing mark position detection while switching these marks at regular time intervals during processing, calculating the processing position deviation amount, and reflecting this processing position deviation amount in the control of ion beam irradiation,
Processing position correction can be performed to perform long-time processing with a small processing position deviation.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図1,図2を用
いて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0012】図1は、実施例で用いたFIB加工装置の
構成図である。本発明の実施例では、図5の従来装置と
比較すると、検出用マークをn個登録する検出用マーク
登録制御部13,n個登録されたマークを位置補正用マ
ークに切り替えるためのマーク切替部14をコンピュー
タ部7へ接続する点が異なる。この2つの制御部より、
複数の加工位置補正用マークの登録と、位置補正に使用
するマークの切り替えが可能となる。これにより、所望
の加工位置近傍のイオンスパッタリング現象による試料
の汚染オペレータの操作を少なく、長時間にわたる加工
を行う。
FIG. 1 is a configuration diagram of the FIB processing apparatus used in the embodiment. In the embodiment of the present invention, as compared with the conventional apparatus of FIG. 5, a detection mark registration control unit 13 for registering n detection marks, a mark switching unit for switching the n registered marks to position correction marks. 14 is connected to the computer unit 7. From these two control units,
It is possible to register a plurality of processing position correction marks and switch marks used for position correction. Thereby, the operation of the sample contamination operator due to the ion sputtering phenomenon near the desired processing position is reduced, and the processing is performed for a long time.

【0013】本実施例では、検出用登録マーク102,
103,104,105(5μm×5μmの十字マー
ク)を加工を実行する以前に加工領域101を含まない
位置に加工し、検出用のマークとして検出用マーク登録
部13に登録する。加工実行前に、この登録マークの加
工設定可能領域100内での正確な位置をマーク検出部
12に画像制御部9からマーク位置近傍のSIM画像情
報を供給することにより検出し、登録マーク位置とし記
録する。検出用登録マーク103,104,105の正確
な位置は、検出用登録マーク102との位置関係から決
定することができる。
In this embodiment, the registration marks for detection 102,
103, 104, and 105 (5 μm × 5 μm cross marks) are processed to positions that do not include the processing area 101 before processing is performed, and are registered in the detection mark registration unit 13 as detection marks. Before executing the processing, the exact position of the registration mark in the processing setting possible area 100 is detected by supplying SIM image information near the mark position from the image control unit 9 to the mark detection unit 12, and the registration mark position is determined. Record. The exact positions of the detection registration marks 103, 104, and 105 can be determined from the positional relationship with the detection registration marks 102.

【0014】加工を開始する。この加工開始時に加工位
置補正の開始を制御するために、ある一定時間または、
設定された時間で加工位置補正制御が開始されるための
タイマーを設定する。同時に、位置検出用マーク切替え
制御を開始するためのタイマーを設定する。位置補正用
マーク切替え制御用のタイマーへ設定する時間は、位置
補正用の制御開始タイマーより長い一定時間または、設
定された時間とする。この位置検出用マーク切替えタイ
マーにより位置補正用マーク切替え処理が起動され、コ
ンピュータ部7へ経由してマーク検出制御部12へ登録
されている位置補正用マークの情報を検出用登録マーク
102から、検出用登録マーク103へ変更するように
処理を行い、位置補正用マークとする。このとき、位置
検出用マーク切替えタイマーを起動する。これ以降、一
定時間または、設定時間毎に起動される位置検出用マー
ク切替え制御で登録されている位置補正用マークを順に
位置補正用マークに切り替え、加工を実行する。この位
置補正用マークの切替え処理時に加工を中断する必要は
ない。
Processing is started. In order to control the start of the processing position correction at the start of this processing, a certain fixed time or
A timer for starting the processing position correction control at the set time is set. At the same time, a timer for starting the position detection mark switching control is set. The time set in the position correction mark switching control timer is a fixed time longer than the position correction control start timer or a set time. The position detection mark switching process is started by the position detection mark switching timer, and information of the position correction mark registered in the mark detection control unit 12 via the computer unit 7 is detected from the detection registration mark 102. The processing is performed so as to change to the registration mark 103 for use as a position correction mark. At this time, a position detection mark switching timer is started. Thereafter, the position correction marks registered by the position detection mark switching control activated at regular time intervals or set time intervals are sequentially switched to position correction marks, and processing is performed. It is not necessary to interrupt the processing at the time of the position correction mark switching process.

【0015】位置検出用マークを切り替えるための手段
は、タイマーによる時間軸での切り替えばかりでなく、
位置補正用マークでの検出回数や、検出のために取得し
たSIM像などからの情報から判断して、位置検出用マ
ークの切替え制御を実行することも考えられる。
Means for switching the position detection mark is not only switching on the time axis by the timer, but also
It is also conceivable to execute the switching control of the position detection mark by judging from the number of times of detection with the position correction mark and information from the SIM image acquired for the detection.

【0016】加工位置の補正用マークも、本実施例では
FIB加工装置で実際に加工し、位置補正用マークを作
製しているが、図3で示すように加工位置近傍にある特
徴的な画像情報を登録し画像処理を用いて位置補正を行
うことも考えられる。
In this embodiment, the correction mark for the processing position is also actually processed by the FIB processing apparatus to produce the position correction mark. As shown in FIG. 3, a characteristic image near the processing position is formed. It is also conceivable to register information and perform position correction using image processing.

【0017】[0017]

【発明の効果】本発明によれば、長時間のFIBの加工
位置ズレに対し、加工位置ズレを検出するために用いる
登録マークがイオンスパッタリング現象などにより、損
傷を受け、その形状が初期のものと異なってきてもオペ
レータの介在を必要とせずに可能となり、FIB加工装
置の加工位置補正の高精度化,FIB加工の半自動化に
効果がある。
According to the present invention, a registration mark used for detecting a processing position shift for a long time FIB processing is damaged due to an ion sputtering phenomenon or the like, and the shape of the registration mark in the initial state is changed. Even if it is different from the above, it becomes possible without requiring the intervention of an operator, and this is effective in improving the precision of the processing position correction of the FIB processing apparatus and semi-automatic FIB processing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例で用いたFIB加工装置の構成
図。
FIG. 1 is a configuration diagram of an FIB processing apparatus used in an embodiment of the present invention.

【図2】実施例1の加工領域設定可能領域を説明する平
面図。
FIG. 2 is a plan view illustrating a processing area setting area according to the first embodiment.

【図3】実施例1の加工領域設定可能領域を説明する平
面図。
FIG. 3 is a plan view illustrating a processing area setting area according to the first embodiment.

【図4】本発明の加工位置を補正する順を示すフローチ
ャート。
FIG. 4 is a flowchart showing an order of correcting a processing position according to the present invention.

【図5】従来技術のFIB加工装置の構成図。FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional FIB processing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…イオン源部、2…イオンビーム制御系、3…試料室
部、4…イオン源制御部、5…イオンビーム制御部、6
…二次粒子検出器、7…コンピュータ部、8…CRT、
9…画像制御部、10…入力部、11…加工位置補正
部、12…マーク検出部、13…マーク登録制御部、1
4…マーク切替制御部、100…加工領域設定可能領
域、101…加工指定領域、102…検出用登録マーク
1、103…検出用登録マーク2、104…検出用登録
マーク3、105…検出用登録マーク4、202…検出
用登録画像1、203…検出用登録画像2。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ion source part, 2 ... Ion beam control system, 3 ... Sample chamber part, 4 ... Ion source control part, 5 ... Ion beam control part, 6
... Secondary particle detector, 7 ... Computer part, 8 ... CRT,
9 image control unit, 10 input unit, 11 processing position correction unit, 12 mark detection unit, 13 mark registration control unit, 1
Reference numeral 4: mark switching control unit, 100: processing area settable area, 101: processing designation area, 102: detection registration mark 1, 103 ... detection registration mark 2, 104 ... detection registration mark 3, 105 ... detection registration Marks 4, 202: registered image for detection 1, 203: registered image 2 for detection.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸山 英樹 茨城県ひたちなか市堀口字長久保832番地 2 日立計測エンジニアリング株式会社内 Fターム(参考) 5C030 AA08 AB05 5C034 DD06 DD09  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Hideki Maruyama 832 Nagakubo, Horiguchi, Hitachinaka-shi, Ibaraki 2 F-term in Hitachi Measurement Engineering Co., Ltd. (reference) 5C030 AA08 AB05 5C034 DD06 DD09

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】イオンビームを集束して試料上を走査し、
試料から放出される二次電子や、二次イオンなどの二次
粒子の強度を走査と同期して検出することにより顕微鏡
像を得、その顕微鏡像より加工位置を設定する集束イオ
ンビーム加工装置において、試料の加工中に起こる集束
イオンビーム(Focused Ion Beam:略してFIB)の照
射位置のズレ,ステージの位置ズレを検出し、補正する
集束イオンビーム加工装置の位置ズレを検出するための
マークをn個(ただし、n=1,2,3,・・・)登録する
機能を有する集束イオンビーム加工装置の加工位置補正
装置。
An ion beam is focused and scanned on a sample,
Focused ion beam processing equipment that obtains a microscope image by detecting the intensity of secondary particles such as secondary electrons and secondary ions emitted from the sample in synchronization with scanning, and sets the processing position from the microscope image A mark for detecting a displacement of the irradiation position of the focused ion beam (FIB for short) and a stage displacement of the stage which occur during the processing of the sample, and for detecting the position displacement of the focused ion beam processing apparatus for correcting. A processing position correction device of a focused ion beam processing device having a function of registering n pieces (where n = 1, 2, 3,...).
【請求項2】集束イオンビーム加工装置において、登録
するマークを加工する機能を有する請求項1記載の集束
イオンビーム加工装置の加工位置補正装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein said focused ion beam processing apparatus has a function of processing a mark to be registered.
【請求項3】集束イオンビーム加工装置において、登録
したn個(ただし、n=2,3,・・・)の位置ズレを検出す
るマークを定時間間隔で、n番目の位置補正用マークに
切り替える機能を有する請求項1または2記載の集束イ
オンビーム加工装置の加工位置補正装置。
In the focused ion beam processing apparatus, n registered marks (where n = 2, 3,...) For detecting positional deviation are added at regular time intervals to the n-th position correcting mark. 3. The processing position correction device for a focused ion beam processing device according to claim 1, further comprising a switching function.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009139132A (en) * 2007-12-04 2009-06-25 Sii Nanotechnology Inc Sample processing method and apparatus
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