JP2004294396A

JP2004294396A - Processing method and microfabrication method of observed object

Info

Publication number: JP2004294396A
Application number: JP2003090743A
Authority: JP
Inventors: Michi Tanaka; 美知田中
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-10-21

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a processing method and a microfabrication method of an observed object which accurately recognize a location of an observed region, when the observed object is removed from a periphery of the observed region. <P>SOLUTION: The observed region 117, including a minute foreign substance D, is assumed on an air bearing face 109 of a slider 107 so as to observe the foreign substance D attaching to the air-bearing face 109. After a tentative marker 119 for indicating the location of the observation region 117 is formed in the vicinity of the observation region, a deposition film 121 is formed and covers the observation region 117. A protrusion marker 123, for indicating the location of the observed region 117, is formed in a part for covering the observation region 117 in the deposition film 121, based on the tentative marker 119. While the location of the observed region 117 is recognized, based on the protrusion marker 123, the observed object is removed from the periphery of the observation region 117. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、観察対象物の加工方法及び微細加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
観察対象物の内部状態や表面状態などを観察・解析する方法としては、観察対象物の微小部分をサンプルとして切り出し、このサンプルを透過型電子顕微鏡（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＥｌｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、以下ＴＥＭという）などを用いて観察・解析する方法がある。この方法は、例えば非特許文献１に開示されている。この方法では、まず観察対象物において観察したい部分を確認し、観察領域を想定する。そして、観察領域の位置を示す目印を観察領域の近傍に形成する。目印としては、例えば、収束イオンビーム（ＦｏｃｕｓｅｄＩｏｎＢｅａｍ、以下ＦＩＢという）加工により観察対象物の主面に溝を形成する。そして、観察対象物の観察領域を保護する保護膜を前記目印を覆わないように形成した後、先に形成した目印をもとに観察領域を認識しながら観察領域周辺をＦＩＢ加工により除去する。必要であれば、観察領域をＦＩＢ加工によりサンプルとして切り出す。最後に、観察領域の断面をＴＥＭなどを用いて観察し、解析する。
【０００３】
【非特許文献１】
平坂雅男・朝倉健太郎共編「ＦＩＢ・イオンミリング技法Ｑ＆Ａ」アグネ承風社ｐ３２、ｐ４４、及びｐ７３
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、観察領域周辺をＦＩＢ加工などにより除去する際には、除去屑が発生する。上記した方法では目印が溝状に形成されているので、この除去屑が目印を埋めてしまう。また、ＦＩＢにはフレアと呼ばれるビームの回り込みが存在する。このＦＩＢのフレアによって、溝状の目印が崩れてしまう。すなわち、上記した方法では、作業の途中に目印を認識できなくなるという問題点がある。また、作業途中に目印を形成し直す方法もあるが、溝状の目印を同一の箇所に何度も形成しようとした場合、加工精度上もとの目印から少し位置がずれてしまい、目印を形成し直すたびに目印の位置がずれていく。すなわち、観察領域の位置を認識する精度が低下する。以上のように、観察領域周辺をＦＩＢ加工などにより除去する際には、観察領域の位置を正確に認識することが難しいという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するために、観察対象物の観察領域周辺を除去する際に、観察領域の位置を正確に認識できる観察対象物の加工方法及び微細加工方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による観察対象物の加工方法は、観察対象物の主面上に想定された観察領域を保護膜で覆う工程と、観察領域の外形に応じた形状寸法を有する凸状の目印を形成する工程と、凸状の目印に基づいて観察対象物の観察領域周辺を除去する工程とを備えることを特徴とする。この観察対象物の加工方法によれば、目印を凸状に形成するのでＦＩＢ加工などにより観察領域周辺を除去する際に目印がなくならない。従って、観察領域周辺を除去する際に観察領域の位置を正確に認識することができる。また、凸状の目印は、観察領域の外形に応じた形状寸法を有するので、観察領域周辺を除去する際に観察領域の外形を正確に認識することができる。
【０００７】
また、本発明による観察対象物の加工方法は、観察対象物の主面上に想定された観察領域を保護膜で覆う工程と、凸状の目印を観察領域上に形成する工程と、凸状の目印に基づいて観察対象物の観察領域周辺を除去する工程とを備えることを特徴とする。この観察対象物の加工方法によれば、目印を凸状に形成するのでＦＩＢ加工などにより観察領域周辺を除去する際に目印がなくならない。従って、観察領域周辺を除去する際に、観察領域の位置を正確に認識することができる。また、凸状の目印が観察領域上に形成されるので、観察領域を含むサンプルを観察対象物から切り出した後にサンプルを観察領域の幅まで薄膜化する際に、観察領域の位置を正確に認識することができる。
【０００８】
また、本発明による観察対象物の加工方法は、観察対象物の主面上に想定された観察領域の位置を示す仮の目印を主面上の観察領域近傍に形成する工程と、仮の目印が露出するように観察領域を覆う保護膜を主面上に形成する工程と、仮の目印に基づいて凸状の目印を形成する工程と、凸状の目印に基づいて観察対象物の観察領域周辺を除去する工程とを備えることを特徴とする。この観察対象物の加工方法によれば、ＦＩＢ加工などにより観察領域周辺を除去する際に凸状の目印がなくならない。従って、観察領域周辺を除去する際に、観察領域の位置を正確に認識することができる。また、観察領域近傍に形成した仮の目印に基づいて凸状の目印を形成するので、凸状の目印を正確な位置に形成することができる。
【０００９】
また、観察対象物の加工方法は、光記録媒体を観察対象物とするとともに光記録媒体の主面上に形成されたランド及びグルーブのうち少なくとも一方を観察領域とし、該観察領域を保護膜で覆う工程と、ランドまたはグルーブの幅に応じた形状寸法を有する凸状の目印を当該ランドまたはグルーブの位置にあわせて保護膜上に形成する工程と、凸状の目印に基づいて光記録媒体の観察領域周辺を除去する工程とを備えることを特徴としてもよい。この観察対象物の加工方法によれば、目印を凸状に形成するのでＦＩＢ加工などにより観察領域周辺を除去する際に目印がなくならない。従って、観察領域周辺を除去する際に観察領域の位置を正確に認識することができる。また、目印がランドまたはグルーブの幅に応じた形状寸法を有するので、観察領域すなわちランドまたはグルーブの周辺部分を除去する際にランド及びグルーブの位置及び幅を正確に認識することができる。
【００１０】
また、観察対象物の加工方法は、凸状の目印を、保護膜上に形成することを特徴としてもよい。これによって、観察領域周辺を除去する際に観察領域の位置をより正確に認識することができる。
【００１１】
また、観察対象物の加工方法は、凸状の目印が、炭素を含む材料からなることを特徴としてもよい。観察対象物に炭素を堆積させる場合、比較的小さなビーム径により堆積させることができるので、本方法によれば、目印の角を鋭く形成することができ、観察領域の位置をより正確に認識することができる。
【００１２】
また、本発明による微細加工方法は、加工対象物の主面上に想定された所定領域を保護膜で覆う工程と、所定領域の外形に応じた形状寸法を有する凸状の目印を形成する工程と、凸状の目印に基づいて加工対象物の所定領域周辺を除去する工程とを備えることを特徴とする。この微細加工方法によれば、目印を凸状に形成するのでＦＩＢ加工などにより所定領域周辺を除去する際に目印がなくならない。従って、所定領域周辺を除去する際に所定領域の位置を正確に認識することができる。また、凸状の目印は、所定領域の外形に応じた形状寸法を有するので、所定領域周辺を除去する際に所定領域の外形を正確に認識することができる。
【００１３】
また、本発明による微細加工方法は、加工対象物の主面上に想定された所定領域を保護膜で覆う工程と、凸状の目印を所定領域上に形成する工程と、凸状の目印に基づいて加工対象物の所定領域周辺を除去する工程とを備えることを特徴とする。この微細加工方法によれば、目印を凸状に形成するのでＦＩＢ加工などにより所定領域周辺を除去する際に目印がなくならない。従って、所定領域周辺を除去する際に、所定領域の位置を正確に認識することができる。また、凸状の目印が所定領域上に形成されるので、所定領域を含むサンプルを加工対象物から切り出した後にサンプルを所定領域の幅まで薄膜化する際に、所定領域の位置を正確に認識することができる。
【００１４】
また、本発明による微細加工方法は、加工対象物の主面上に想定された所定領域の位置を示す仮の目印を主面上の所定領域近傍に形成する工程と、仮の目印が露出するように所定領域を覆う保護膜を主面上に形成する工程と、仮の目印に基づいて凸状の目印を形成する工程と、凸状の目印に基づいて加工対象物の所定領域周辺を除去する工程とを備えることを特徴とする。この微細加工方法によれば、ＦＩＢ加工などにより所定領域周辺を除去する際に凸状の目印がなくならない。従って、所定領域周辺を除去する際に、所定領域の位置を正確に認識することができる。また、所定領域近傍に形成した仮の目印に基づいて凸状の目印を形成するので、凸状の目印を正確な位置に形成することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面とともに本発明による観察対象物の加工方法及び微細加工方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【００１６】
（第１の実施の形態）
本発明による観察対象物の加工方法及び微細加工方法を説明する前に、観察対象物の加工方法及び微細加工方法において用いられるＦＩＢ装置について説明する。図１は、本発明による観察対象物の加工方法及び微細加工方法の第１実施形態に用いられるＦＩＢ装置１を示す図である。
【００１７】
ＦＩＢ装置１は、加工対象である観察対象物２から微小サンプルを切り出して観察・解析するための装置である。図１を参照すると、ＦＩＢ装置１は、試料室３、イオン光学系５、イオン源７、ステージ９、真空排気系１１、ノズル１３、検出器１５、及びプローブ１２９を備えている。また、ＦＩＢ装置１は、イオン源７、ノズル１３、及び検出器１５を制御するための制御装置１７、及び制御装置１７に接続された表示装置１９をさらに備えている。
【００１８】
試料室３は、観察対象物２の周囲を真空状態とするための容器である。試料室３の内部は密閉されており、真空排気系１１によって内部の空気が排出されて真空状態となる。また、試料室３には観察対象物２を載置するステージ９と、微小サンプルを移動するためのプローブ１２９が設けられている。
【００１９】
試料室３の上方には、観察対象物２にイオンビームＩを照射するためのイオン光学系５が設けられている。イオンビームＩは、微小サンプルを保護するデポジション膜の形成、並びに微小サンプルの切り出し（スパッタエッチング）及び観察に用いられる。図２は、イオン光学系５を示す図である。図２を参照すると、イオン光学系５は、イオン源７、サプレッサー２３、引出し電極２５、第１のレンズ２７、絞り２９、非点補正電極３１、第２のレンズ３３、及び偏向電極３５を備えている。
【００２０】
イオン源７は、イオンを発生するための装置である。イオンとしては、例えばＧａイオンが用いられる。イオン源７には、電源３７の正電極が接続されており、電気的ポテンシャルを付与されている。なお、電源３７の負電極は接地されている。また、サプレッサー２３には電源４１の正電極が接続され、引出し電極２５には電源３９の負電極が接続されている。電源４１の負電極及び電源３９の正電極は、電源３７の正電極に接続されている。こうしてサプレッサー２３及び引出し電極２５に印加された電圧によって、イオン源７からイオンが引き出される。
【００２１】
イオン源７から引き出されたイオンは、第１のレンズ２７、絞り２９、非点補正電極３１、及び第２のレンズ３３によってビーム状に収束され、イオンビームＩとなる。イオンビームＩは、偏向電極３５によって向きを変えられて、試料室３にセットされた観察対象物２の主面２ａに照射される。
【００２２】
再び図１を参照すると、ノズル１３がその出射口を観察対象物２へ向けて設けられている。ノズル１３は、観察対象物２の観察領域をイオンビームＩから保護するためのデポジション膜を観察対象物２の観察領域上に形成するための装置である。ノズル１３は、出射口からデポジションガスＧを噴射する。
【００２３】
ここで、図３は、デポジション膜を形成する過程を示す図である。なお、以下に説明するデポジション膜の形成方法は、イオンビームアシステッド法、あるいはＦＩＢ−ＣＶＤ法と呼ばれる。図３を参照すると、観察対象物２の主面２ａに、ノズル１３からデポジションガスＧが噴射されている。そこへ、イオン光学系５によりイオンビームＩを照射する。すると、主面２ａ上においてイオンビームＩによりデポジションガスＧが分解され、主面２ａ上に分解された成分が到達する。ここで、イオンビームＩは、イオン光学系５の偏向電極３５（図２を参照）により徐々に偏向され、観察対象物２の主面２ａ上を走査（スキャン）する。こうして、デポジション膜４３が形成される。なお、デポジション膜４３としては様々な材料を用いることが可能である。一例としては、Ｗ、Ｃ、Ｐｔ、Ａｕなどが挙げられる。また、例えばＣからなるデポジション膜４３を形成する場合には、デポジションガスＧとしてピレン等が用いられる。
【００２４】
再び図１を参照すると、検出器１５がその入射口を観察対象物２に向けて設けられている。検出器１５は、観察対象物２の主面２ａにイオンビームＩを照射することにより発生する２次電子を検出するための装置である。ＦＩＢ装置１では、観察対象物２の表面をイオンビームＩにより走査し、発生した２次電子を検出器１５により検出することによって観察対象物２の主面２ａの表面形状を観察することができる（ＳｃａｎｎｉｎｇＩｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＳＩＭと呼ばれる）。検出器１５により検出された２次電子は制御装置１７によって解析されて、観察対象物２の主面２ａの表面形状が求められ、表示装置１９に表示される。
【００２５】
次に、本実施形態における観察対象物について説明する。本実施形態では、情報処理装置などに用いられるハードディスク装置が有するスライダを観察対象物とし、このスライダに付着した微小な異物を含む領域を所定の観察領域とする。図４は、ハードディスク装置の構成を示す斜視図である。ハードディスク装置１００は、ヘッドジンバルアセンブリ１０３を作動させて、高速回転するハードディスク１０１の記録面１０１ａに、薄膜磁気ヘッド１０５によって磁気情報（磁気信号）を記録及び再生するものである。ヘッドジンバルアセンブリ１０３は、薄膜磁気ヘッド１０５が形成されたスライダ（磁気ヘッドスライダ）１０７を搭載したジンバル１１１と、これが接続されたサスペンションアーム１１３とを備え、支軸１１５まわりに回転可能となっている。ヘッドジンバルアセンブリ１０３を回転させると、スライダ１０７は、ハードディスク１０１の半径方向を横切る方向に移動する。
【００２６】
図５は、スライダ１０７の斜視拡大図である。スライダ１０７は、略直方体形状をなし、基台１０７ａの先端面上に薄膜磁気ヘッド１０５が形成されている。薄膜磁気ヘッド１０５は、図示しないオーバーコート層によって保護されている。図５における手前側の面は、ハードディスク１０１の記録面１０１ａに対向する面であり、エアベアリング面（ＡＢＳ：ＡｉｒＢｅａｒｉｎｇＳｕｒｆａｃｅ）１０９と称されるものである。ハードディスク１０１が回転する際、この回転に伴う空気流によってスライダ１０７が浮上し、エアベアリング面１０９はハードディスク１０１の記録面１０１ａから隔離する。このとき、エアベアリング面１０９とハードディスク１０１の記録面１０１ａとの間隔はわずかであり、微小な異物、例えば最大径が０．５μｍ以下の異物がエアベアリング面１０９に付着すると上記した動作に支障をきたす。従って、このような微小な異物をＴＥＭ、ＦＩＢ、ＳＥＭなどによって観察・解析することが必要となる。本実施形態では、このようにスライダ１０７のエアベアリング面１０９に付着した微小な異物を含む領域を所定の観察領域として想定する。
【００２７】
図６〜図１０は、上記したＦＩＢ装置１を用いて、スライダ１０７から微小な異物が付着した部分を微小サンプルとして切り出して観察・解析する方法を説明するための図である。
【００２８】
図６（ａ）は、スライダ１０７のエアベアリング面１０９の一部を拡大した図である。また、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示されたスライダ１０７のＩ−Ｉ断面を示す断面図である。ＦＩＢ装置１にスライダ１０７をセットした後、検出器１５によりエアベアリング面１０９を観察しながら異物Ｄを探し当てる。以下において、異物Ｄを含む領域を所定の観察領域１１７として説明する。なお、異物Ｄの断面を観察したいときは、図６（ａ）に示されるように観察領域１１７の幅を異物Ｄの径より細く想定するとよい。観察領域１１７をこのように想定し、観察領域１１７の幅に基づいて観察対象物を薄膜化することによって、異物Ｄの断面を観察することができる。
【００２９】
次に、図６（ｃ）及び（ｄ）に示されるように、観察領域１１７の位置を示すための仮の目印１１９を観察領域１１７の近傍に形成する。仮の目印１１９の形成方法としては、例えばＦＩＢ装置１のイオン光学系５からイオンビームＩ（図１参照）を照射して、観察領域１１７近傍の所望の位置に溝状の仮の目印１１９を形成するとよい。あるいは、デポジションガスＧを噴射しながらイオンビームＩを観察領域１１７近傍の所望の位置に照射してデポジション膜を形成し、このデポジション膜を仮の目印１１９としてもよい。また、仮の目印１１９を複数、例えば観察領域１１７近傍であって観察領域１１７を挟む位置に形成してもよい。
【００３０】
続いて、図６（ｅ）及び（ｆ）に示されるように、スライダ１０７のエアベアリング面１０９における観察領域１１７を覆う領域に、デポジションガスＧを噴射するとともにイオンビームＩを照射してデポジション膜１２１を形成する。このデポジション膜１２１は、微小サンプルを切り出す際に、イオンビームＩによって微小サンプルが損傷しないように微小サンプルを保護するための保護膜となる。また、このとき、仮の目印１１９が露出するようにデポジション膜１２１を形成する。仮の目印１１９は、その全部が露出していても良いし、その一部が露出していてもよい。デポジション膜１２１の寸法は、観察領域１１７を覆うのに充分な寸法とするとよい。例えば、デポジション膜１２１を長さ１０〜２０μｍ、幅２〜４μｍに形成する。また、デポジション膜１２１の厚さは、イオンビームＩによって微小サンプルを切り出す作業時間やイオンビームＩの強度に応じて所望の厚さとすることができる。例えば、デポジション膜１２１を厚さ０．５〜１μｍに形成する。
【００３１】
続いて、図７（ａ）及び（ｂ）に示されるように、デポジション膜１２１上に凸状の目印１２３を形成する。すなわち、デポジション膜１２１のうち観察領域１１７を覆う部分を仮の目印１１９に基づいて認識し、観察領域１１７を覆う部分の表面上にデポジションガスＧを噴射するとともにイオンビームＩを照射して、デポジション膜からなる目印１２３を形成する。このとき、観察領域１１７の外形に応じた形状寸法となるように目印１２３を形成する。例えば、本実施形態では目印１２３を観察領域１１７の長手方向に延びた方形とし、長手方向と交差する方向の幅が観察領域１１７の幅と略一致するように観察領域１１７上に目印１２３を形成する。或いは、目印１２３の幅は観察領域１１７の幅よりも所定寸法だけ小さいか、または大きくても良い。また、目印１２３を炭素Ｃを含む材料からなるように形成すれば、目印１２３の側面同士の角や上面と側面との間の角を鋭く形成することができる。また、目印１２３をデポジション膜１２１と同じ材料で形成すれば、デポジション膜１２１を形成した後に続けて目印１２３を形成できるので作業が容易である。なお、目印１２３の外形寸法としては、ＳＩＭなどにおける視認性を考慮して、例えば幅０．３μｍ、厚さ０．５〜１μｍ程度がよい。目印１２３を必要以上に大きく形成すると、視認性は向上するが、形成に時間がかかり非効率的となる。目印１２３の形成時間は、１分程度を目安にするとよい。
【００３２】
続いて、図７（ｃ）及び（ｄ）に示されるように、観察領域１１７の長手方向と交差する方向の遠方から観察領域１１７に近づくに従って階段状に深くなるようにスライダ１０７のエアベアリング面１０９をイオンビームＩにより除去して、階段状の溝１２５ａを形成する。こうして、微小サンプルの前面が形成される。
【００３３】
続いて、図７（ｅ）及び（ｆ）に示されるように、観察領域１１７の周囲をイオンビームＩにより除去して、溝１２５ｂを形成する。こうして、微小サンプル１２７の背面及び両側面が形成される。なお、このとき、微小サンプル１２７の周囲の一部を連結部分１２８として除去せずに残す。この工程では、スライダ１０７においてイオンビームＩにより除去される部分の体積が大きいので、多量の除去屑が発生する。
【００３４】
続いて、図８（ａ）及び（ｂ）に示されるように、微小サンプル１２７の底部をイオンビームＩにより斜め方向から除去する。こうして、微小サンプル１２７の底面が形成される。
【００３５】
続いて、図８（ｃ）及び（ｄ）に示されるように、微小サンプル１２７を取り出すためのプローブ１２９を微小サンプル１２７に取り付ける。すなわち、プローブ１２９の先端をデポジション膜１２１の上面に当て、デポジション膜１３１をプローブ１２９の先端とデポジション膜１２１上の一部とを覆うように形成する。このデポジション膜１３１によって、プローブ１２９と微小サンプル１２７とが互いに固定される。
【００３６】
続いて、図８（ｅ）〜（ｇ）に示されるように、図８（ｃ）及び（ｄ）に示された連結部分１２８をイオンビームＩにより除去して、微小サンプル１２７を取り出す。このとき、微小サンプル１２７に固定されたプローブ１２９を操作することにより、微小サンプル１２７を移動させる。
【００３７】
続いて、図９（ａ）及び（ｂ）に示されるように、微小サンプル１２７を支持台２１上に固定する。なお、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示された微小サンプル１２７のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す断面図である。このとき、微小サンプル１２７が支持台２１に接するように微小サンプル１２７を移動し、デポジション膜１３５を微小サンプル１２７の一側面上から支持台２１上にわたって形成する。加えて、デポジション膜１３３を微小サンプル１２７の背面上から支持台２１上にわたって形成する。このデポジション膜１３３及び１３５により、微小サンプル１２７が支持台２１上に固定される。そして、プローブ１２９をイオンビームＩにより切断する。
【００３８】
続いて、図９（ｃ）及び（ｄ）に示されるように、微小サンプル１２７の前面及び背面の近傍部分をイオンビームＩにより除去して、微小サンプル１２７を観察領域１１７の幅まで薄膜化する。このとき、観察領域１１７の幅を、目印１２３の寸法形状に基づいて認識する。すなわち、目印１２３は、長手方向と交差する方向の幅が観察領域１１７の幅と略一致するように観察領域１１７上に形成されているので、目印１２３の幅に基づいて観察領域１１７の幅を認識できる。こうして、スライダ１０７及び異物Ｄの断面をＴＥＭにより観察するための薄膜部分１２７ａが形成される。なお、この薄膜化は、微小サンプル１２７の前面及び背面のいずれか一方の近傍部分を除去することにより行ってもよい。
【００３９】
図１０は、微小サンプル１２７の薄膜部分１２７ａを観察するためのＴＥＭ５０を示す図である。ＴＥＭ５０は、電子発生装置５１、及び検出装置５３を備えている。微小サンプル１２７の薄膜部分１２７ａは、電子発生装置５１と検出装置５３との間にセットされる。電子発生装置５１は電子銃及び集束レンズなどから構成されており、薄膜部分１２７ａに電子ビームＥ１を照射する。そして、電子ビームＥ１のうち薄膜部分１２７ａを透過することができた電子が、電子ビームＥ２として検出装置５３に入射する。検出装置５３は、対物レンズ、投影レンズ、及び蛍光スクリーンなどから構成されており、電子ビームＥ２に基づいて蛍光スクリーン上に像を形成する。こうして、薄膜部分１２７ａの像が得られ、例えば異物Ｄの組成などを観察・解析することができる。
【００４０】
以上に説明した、本実施形態による観察対象物の加工方法及び微細加工方法は、以下の効果を有する。すなわち、本実施形態による観察対象物の加工方法及び微細加工方法では、所定の観察領域１１７を認識するための目印１２３を凸状に形成するので、観察領域１１７の周辺をＦＩＢ等により除去する際に除去屑などにより目印１２３が認識できなくなることはない。従って、観察領域１１７周辺を除去する際に観察領域１１７の位置を正確に認識することができる。また、観察領域１１７上に目印を形成する場合に、溝状の目印だと微小サンプル１２７を傷つけることとなるが、目印１２３のように目印を凸状に形成することによって、微小サンプル１１７を傷つけずに済む。
【００４１】
また、本実施形態による観察対象物の加工方法及び微細加工方法では、観察領域１１７の外形に応じた形状寸法を有する目印１２３を形成する。これによって、観察領域１１７周辺を除去する際に観察領域１１７の外形を正確に認識することができる。なお、本実施形態では観察領域１１７の長手方向と交差する方向の目印１２３の幅が観察領域１１７の幅と略一致するように形成されているが、目印１２３を凸状に形成する際の若干の外形の拡がりを考慮して、観察領域１１７の幅よりも少し（例えば０．０１〜０．０５μｍ）狭い幅に形成すればより好適である。
【００４２】
また、本実施形態による観察対象物の加工方法及び微細加工方法では、目印１２３がデポジション膜１２１における観察領域１１７を覆う部分に形成されるので、微小サンプル１２７を切り出した時に目印１２３も微小サンプル１２７に含まれる。従って、微小サンプル１２７を切り出した後に観察領域１１７の幅まで微小サンプル１２７を薄膜化する際に、観察領域１１７の位置を正確に認識することができる。
【００４３】
また、本実施形態による観察対象物の加工方法及び微細加工方法では、観察領域１１７の近傍に形成した仮の目印１１９に基づいて凸状の目印１２３を形成する。本実施形態のように観察領域１１７（異物Ｄ）がデポジション膜１２１により隠れるような場合には、デポジション膜１２１を形成する前に予め仮の目印１１９を形成しておくことによって、凸状の目印１２３を正確な位置に形成することができる。
【００４４】
また、本実施形態による観察対象物の加工方法では、凸状の目印１２３を、デポジション膜１２１上に形成している。これによって、観察領域１１７周辺を除去する際に観察領域１１７の位置をより正確に認識することができる。
【００４５】
また、本実施形態による観察対象物の加工方法では、凸状の目印１２３が、炭素Ｃを含む材料からなる。目印１２３を様々な材料を用いて形成することができるが、中でも炭素Ｃを用いると、比較的小さなビーム径により堆積させることができるので、より鋭い角をもつ形状に形成できることを発明者は見い出した。すなわち、目印１２３の角を鋭く形成すれば、観察領域１１７の位置をより正確に認識することができる。また、炭素によって目印１２３を高硬度に形成できるので、観察領域１１７の周囲を除去する際に、目印１２３がイオンビームＩの回り込みを受けても削られにくくすることができる。
【００４６】
図１１（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態による観察対象物の加工方法及び微細加工方法の変形例を示す図である。図１１（ａ）を参照すると、観察領域１１７の長手方向の両端に凸状の目印１２３ａ及び１２３ｂが方形に形成されている。凸状の目印１２３ａ及び１２３ｂをこのように形成してもよく、これにより、２つの目印１２３ａ及び１２３ｂの間に存在する観察領域１１７の位置をより正確に認識することができる。また、図１１（ｂ）を参照すると、観察領域１１７の長手方向の両端に凸状の目印１２３ａ及び１２３ｂが円形に形成されている。このように、凸状の目印１２３を方形以外の様々な形状に形成してもよい。
【００４７】
（第２の実施の形態）
以下に、本発明による観察対象物の加工方法及び微細加工方法の第２実施形態を説明する。本実施形態では、光記録媒体を観察対象物とする。すなわち、光記録媒体において解析用データが記録された部分をサンプルとして切り出し、ＴＥＭにより観察する。なお、本実施形態において用いるＦＩＢ装置の構成は第１実施形態におけるＦＩＢ装置１の構成と同様なので、ＦＩＢ装置に関する詳細な説明を省略する。
【００４８】
本実施形態による観察対象物の加工方法及び微細加工方法を説明する前に、本実施形態において用いられる光記録媒体について説明する。図１２（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態において用いられる光記録媒体の例を示す図である。なお、本実施形態においては、光記録媒体として「光散乱型スーパーレンズ（Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳ／Ｓｕｐｅｒ−ＲｅｓｏｌｕｓｉｏｎＮｅａｒ−ｆｉｅｌｄＳｔｒｕｃｔｕｒｅ（超解像近接場構造）の略称）」と呼ばれるものを用いている。図１２（ａ）は、光記録媒体２００の全体を示す斜視図である。図１２（ｂ）は、光記録媒体２００の主面２０３の一部を拡大した平面図である。図１２（ｃ）は、図１２（ｂ）に示された光記録媒体２００のＩＶ−ＩＶ断面を示す断面図である。図１２（ｄ）は、図１２（ｂ）に示された光記録媒体２００のＶ−Ｖ断面を示す断面図である。
【００４９】
図１２（ａ）を参照すると、光記録媒体２００は円盤状を呈しており、主面２０３を有している。また、光記録媒体２００の中心部分には、記録装置及び再生装置において回転軸が挿通される孔２０４が形成されている。
【００５０】
また、図１２（ｂ）及び（ｃ）を参照すると、光記録媒体２００の主面２０３には、グルーブ２０５及びランド２０７が交互に形成されている。本実施形態では、グルーブ２０５はデータが記録される領域であり、ランド２０７はグルーブ２０５を分断する領域である。グルーブ２０５及びランド２０７は、図１２（ａ）に示された孔２０４を中心とする同心円状にそれぞれ形成されており、図１（ｂ）ではグルーブ２０５及びランド２０７の長手方向と光記録媒体２００の円周方向とが一致する。また、グルーブ２０５はランド２０７に対して凹状に形成されている。グルーブ２０５の幅は例えば０．５μｍに形成され、ランド２０７の幅は例えば０．７μｍに形成されている。
【００５１】
また、図１２（ｃ）及び（ｄ）を参照すると、光記録媒体２００は、基板２０９を有している。そして、基板２０９の上に、第１の保護層２１１、記録層２１３、第２の保護層２１５、熱発生層２１７、及び第３の保護層２１９が順に積層されている。
【００５２】
熱発生層２１７は、ＡｇＳｂＴｅまたはＧｅＳｂＴｅを含んでおり、記録層２１３に熱を供給するための層である。熱発生層２１７は、レーザ光を照射されると該レーザ光を吸収して熱を発生する。発生した熱は、第２の保護層２１５を介して記録層２１３に供給される。
【００５３】
記録層２１３は、光記録媒体２００に記録されるデータを保持する層である。記録層２１３は、金属化合物を含んでいる。この金属化合物は、常温で気体である物質を、該金属化合物が加熱されることにより分離することができる。記録層２１３は、加熱により金属化合物から当該物質が分離されることによって体積が増加する。本実施形態では、記録層２１３はこのような金属化合物としてＰｔＯ_Ｘなどの金属酸化物を含んでいる。記録層２１３は、熱発生層２１７から熱を供給されると、金属酸化物に含まれる酸素が分離されて体積が増加する。これにより、記録層２１３の厚さが変化する。すなわち、光記録媒体２００に記録されるデータに応じたレーザ光を熱発生層２１７に照射することにより、記録層２１３は当該データに応じて厚さが変化する。記録層２１３に含まれる金属化合物としては、金属酸化物以外にも例えば金属窒化物などが用いられる。この場合、記録層２１３は、熱発生層２１７から熱を供給されると、金属窒化物に含まれる窒素が分離されて体積が増加する。
【００５４】
第１の保護層２１１及び第２の保護層２１５は、記録層２１３を保護するとともに、記録層２１３の厚さの変化分を吸収するための層である。また、第２の保護層２１５は、記録層２１３と熱発生層２１７とを分離するための層でもある。第３の保護層２１９は、光記録媒体２００を使用または保存する際に、記録層２１３及び熱発生層２１７が損傷を受けないようにするための層である。
【００５５】
ここで、光記録媒体２００に解析用データを記録する方法を説明する。図１３（ａ）は、光記録媒体２００に解析用データを記録するための記録装置の構成を示す図である。図１３（ａ）を参照すると、光記録媒体２００は記録装置６１にセットされている。記録装置６１は、レーザ光源６５、制御装置６７、及び入力装置６９を備えている。レーザ光源６５は、光記録媒体２００へデータを記録するためのレーザ光Ｌを照射するための装置である。また、制御装置６７は、レーザ光源６５から照射されるレーザ光Ｌのパルスパターン及び照射エネルギーを制御するための装置である。光記録媒体２００へ照射されるレーザ光Ｌに関する指示は、入力装置６９から制御装置６７へ入力される。制御装置６７は、入力装置６９から入力された指示に基づいて、レーザ光Ｌのパルスパターン及び照射エネルギーを制御する。
【００５６】
この記録装置６１を用いて、光記録媒体２００のグルーブ２０５に解析用データを記録する。解析用データとは、光記録媒体２００において観察・解析したい内部状態を実現するためのデータである。光記録媒体２００の様々な内部状態を観察・解析するために、この解析用データを、様々な条件下で記録する。例えば、記録の上書きを多数回繰り返した後の内部状態を観察したいのであれば、解析用データを複数回、同一のグルーブ２０５に記録するとよい。あるいは、レーザ光Ｌの強度と記録層２１３の厚さとの関係を解析したいのであれば、様々な強度のレーザ光Ｌを異なるグルーブ２０５にそれぞれ照射し、データを記録するとよい。
【００５７】
図１３（ｂ）は、解析用データが記録された光記録媒体２００の主面２０３を示す拡大図である。また、図１３（ｃ）は、図１３（ｂ）のＶＩ−ＶＩ断面（グルーブ２０５断面）を示す断面図である。光記録媒体２００のグルーブ２０５に解析用データを記録すると、図１３（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、グルーブ２０５の記録層２１３には複数のデータ記録部分２２３が記録方向に沿って並んで形成される。すなわち、データ記録部分２２３は、解析用データに応じたレーザ光Ｌをグルーブ２０５の熱発生層２１７に照射することにより記録層２１３の厚さを変化させて形成される。
【００５８】
以上のように解析用データが記録された光記録媒体２００を観察・解析するための、本実施形態による観察対象物の加工方法及び微細加工方法を説明する。図１４〜図１７は、上記したＦＩＢ装置１を用いて、光記録媒体２００から解析用データが記録されているグルーブ２０５の一部を微小サンプルとして切り出して観察・解析する方法を説明するための図である。
【００５９】
図１４（ａ）には、光記録媒体２００の主面２０３の一部が示されている。また、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）に示された光記録媒体２００のＶＩＩ−ＶＩＩ断面を示す断面図である。ＦＩＢ装置１に光記録媒体２００をセットした後、データ記録部分２２３が形成されているグルーブ５の一部の領域を所定の観察領域２２１として想定する。次に、図１４（ｃ）及び（ｄ）に示されるように、デポジションガスＧを噴射するとともにイオンビームＩを照射して観察領域２２１を覆うデポジション膜２２５を形成する。
【００６０】
続いて、図１４（ｅ）及び（ｆ）に示されるように、グルーブ５の幅に応じた形状寸法、例えば本実施形態ではグルーブ５と略等しい幅を有する凸状の目印２２７をグルーブ５の位置にあわせてデポジション膜２２５上に形成する。或いは、凸状の目印２２７を、グルーブ５の幅よりも所定寸法だけ小さな幅を有するように、または、所定寸法だけ大きな幅を有するように形成してもよい。このとき、観察領域２２１を挟むように観察領域２２１の両端に目印２２７を形成してもよい。目印２２７の長さ及び厚さについては、第１実施形態の目印１２３と同様である。
【００６１】
続いて、図１５（ａ）及び（ｂ）に示されるように、観察領域２２１の長手方向と交差する方向の遠方から観察領域２２１に近づくに従って階段状に深くなるように光記録媒体２００の主面２０３をイオンビームＩにより除去して、階段状の溝２２９ａを形成することにより微小サンプルの前面を形成する。続いて、図１５（ｃ）及び（ｄ）に示されるように、観察領域２２１の周囲をイオンビームＩにより除去して、溝２２９ｂを形成することにより微小サンプル２３３の背面及び両側面を形成する。このとき、目印２２７に基づいて観察領域２２１の位置を認識する。なお、微小サンプル２３３の周囲の一部を連結部分２３１として除去せずに残す。続いて、図１５（ｅ）及び（ｆ）に示されるように、微小サンプル２３３の底部をイオンビームＩにより斜め方向から除去することにより、微小サンプル２３３の底面を形成する。
【００６２】
続いて、図１６（ａ）及び（ｂ）に示されるように、微小サンプル２３３を取り出すためのプローブ２３５を微小サンプル２３３に取り付ける。すなわち、プローブ２３５の先端をデポジション膜２２５の上面に当て、デポジション膜２３７をプローブ２３５の先端とデポジション膜２２５上の一部とを覆うように形成する。このデポジション膜２３７によって、プローブ２３５と微小サンプル２３３とが互いに固定される。続いて、図１６（ｃ）〜（ｅ）に示されるように、図１６（ａ）及び（ｂ）に示された連結部分２３１をイオンビームＩにより除去して、微小サンプル２３３を取り出す。このとき、微小サンプル２３３に固定されたプローブ２３５を操作することにより、微小サンプル２３３を移動させる。
【００６３】
続いて、図１６（ｆ）及び（ｇ）に示されるように、微小サンプル２３３を支持台２１上に固定する。なお、図１６（ｇ）は、図１６（ｆ）に示された微小サンプル２３３のＩＸ−ＩＸ断面を示す断面図である。このとき、第１実施形態と同様にデポジション膜２３９及び２４１によって微小サンプル２３３を支持台２１に固定する。続いて、図１７（ａ）及び（ｂ）に示されるように、微小サンプル２３３の前面及び背面の近傍部分をイオンビームＩにより除去して、微小サンプル２３３を薄膜化する。こうして、解析用データが記録されたグルーブ５の断面をＴＥＭにより観察するための薄膜部分２３３ａが形成される。なお、この薄膜部分２３３ａを観察するＴＥＭは第１実施形態と同様なので説明を省略する。
【００６４】
本実施形態による観察対象物の加工方法及び微細加工方法では、所定の観察領域２２１を認識するための目印２２７を凸状に形成するので、観察領域２２１の周辺をＦＩＢ等により除去する際に除去屑などにより目印２２７が認識できなくなることはない。従って、観察領域２２１周辺を除去する際に観察領域２２１の位置を正確に認識することができる。
【００６５】
また、本実施形態による観察対象物の加工方法及び微細加工方法では、グルーブ２０５を観察領域としている。そして、グルーブ２０５の幅に応じた幅を有する凸状の目印２２７をグルーブ２０５の位置にあわせてデポジション膜２２５上に形成する。これによって、観察領域２２１すなわちグルーブ２０５の周辺部分を除去する際、特に微小サンプル２３３を薄膜化する際にグルーブ２０５の位置及び幅を正確に認識することができる。なお、本実施形態ではグルーブ２０５に解析用データを記録してこのグルーブ２０５を観察領域２２１としているが、ランド２０７を観察領域としてもよいことは勿論である。その場合、凸状の目印２２７をランド２０７の幅に応じた幅に形成するとよい。
【００６６】
本発明による観察対象物の加工方法及び微細加工方法は、上記した実施形態に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記した実施形態では、本発明による観察対象物の加工方法及び微細加工方法をＴＥＭによる観察・解析において用いているが、この他にも走査型電子顕微鏡（ＳｃａｎｎｉｎｇＥｍｉｓｓｉｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＳＥＭ）や、オージェ電子分光法（ＡｕｇｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ、ＡＥＳ）、原子間力顕微鏡（ＡｔｏｍｉｃＦｏｒｃｅＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＡＦＭ）などを用いた観察・解析においても、観察対象物の観察領域周辺を除去する際に、本発明により観察領域の位置を容易に認識することができる。
【００６７】
また、上記した実施形態では、本発明による観察対象物の加工方法及び微細加工方法をＦＩＢ加工により微小サンプルを切り取る際に用いているが、この他にも例えばアルゴンエッチング法などにより観察領域を加工する際においても該観察領域の位置を容易に認識することができる。
【００６８】
また、上記した実施形態では、ハードディスク装置のスライダ及び光記録媒体を観察対象物としている。本発明による観察対象物の加工方法及び微細加工方法では、これら以外にも様々な物を観察対象物及び加工対象物とすることができる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明による観察対象物の加工方法及び微細加工方法によれば、観察対象物の観察領域周辺を除去する際に、観察領域の位置を正確に認識できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による観察対象物の加工方法及び微細加工方法の第１実施形態に用いられるＦＩＢ装置を示す図である。
【図２】図２は、イオン光学系を示す図である。
【図３】図３は、デポジション膜を形成する過程を示す図である。
【図４】図４は、ハードディスク装置の構成を示す斜視図である。
【図５】図５は、スライダの斜視拡大図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｆ）は、ＦＩＢ装置を用いて、スライダから微小な異物が付着した部分を微小サンプルとして切り出して観察・解析する方法を説明するための図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｆ）は、ＦＩＢ装置を用いて、スライダから微小な異物が付着した部分を微小サンプルとして切り出して観察・解析する方法を説明するための図である。
【図８】図８（ａ）〜（ｇ）は、ＦＩＢ装置を用いて、スライダから微小な異物が付着した部分を微小サンプルとして切り出して観察・解析する方法を説明するための図である。
【図９】図９（ａ）〜（ｄ）は、ＦＩＢ装置を用いて、スライダから微小な異物が付着した部分を微小サンプルとして切り出して観察・解析する方法を説明するための図である。
【図１０】図１０は、微小サンプルを観察するためのＴＥＭを示す図である。
【図１１】図１１（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態による観察対象物の加工方法及び微細加工方法の変形例を示す図である。
【図１２】図１２（ａ）は、光記録媒体の全体を示す斜視図である。図１２（ｂ）は、光記録媒体の主面の一部を拡大した平面図である。図１２（ｃ）は、図１２（ｂ）に示された光記録媒体のＩＶ−ＩＶ断面を示す断面図である。図１２（ｄ）は、図１２（ｂ）に示された光記録媒体のＶ−Ｖ断面を示す断面図である。
【図１３】図１３（ａ）は、光記録媒体に解析用データを記録するための記録装置の構成を示す図である。図１３（ｂ）は、解析用データが記録された光記録媒体の主面を示す拡大図である。また、図１３（ｃ）は、図１３（ｂ）のＶＩ−ＶＩ断面（グルーブ断面）を示す断面図である。
【図１４】図１４（ａ）〜（ｆ）は、ＦＩＢ装置を用いて、光記録媒体から解析用データが記録されているグルーブの一部を微小サンプルとして切り出して観察・解析する方法を説明するための図である。
【図１５】図１５（ａ）〜（ｆ）は、ＦＩＢ装置を用いて、光記録媒体から解析用データが記録されているグルーブの一部を微小サンプルとして切り出して観察・解析する方法を説明するための図である。
【図１６】図１６（ａ）〜（ｇ）は、ＦＩＢ装置を用いて、光記録媒体から解析用データが記録されているグルーブの一部を微小サンプルとして切り出して観察・解析する方法を説明するための図である。
【図１７】図１７（ａ）及び（ｂ）は、ＦＩＢ装置を用いて、光記録媒体から解析用データが記録されているグルーブの一部を微小サンプルとして切り出して観察・解析する方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１…ＦＩＢ装置、２…観察対象物、２ａ…主面、３…試料室、５…イオン光学系、５…グルーブ、７…イオン源、９…ステージ、１１…真空排気系、１３…ノズル、１５…検出器、１７…制御装置、１９…表示装置、２１…支持台、２３…サプレッサー、２５…電極、２７…レンズ、３１…非点補正電極、３３…レンズ、３５…偏向電極、３７、３９、４１…電源、４３…デポジション膜、５１…電子発生装置、５３…検出装置、６１…記録装置、６５…レーザ光源、６７…制御装置、６９…入力装置、１００…ハードディスク装置、１０１…ハードディスク、１０１ａ…記録面、１０３…ヘッドジンバルアセンブリ、１０５…薄膜磁気ヘッド、１０７…スライダ、１０７ａ…基台、１０９…エアベアリング面、１１１…ジンバル、１１３…サスペンションアーム、１１５…支軸、１１７…観察領域、１１９…仮の目印、１２１、１３１、１３３、１３５…デポジション膜、１２３、１２３ａ、１２３ｂ…目印、１２５ａ、１２５ｂ…溝、１２７…微小サンプル、１２７ａ…薄膜部分、１２８…連結部分、１２９…プローブ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a processing method and a fine processing method for an observation target.
[0002]
[Prior art]
As a method for observing and analyzing the internal state and surface state of the observation target, a minute portion of the observation target is cut out as a sample, and this sample is transmitted using a transmission electron microscope (hereinafter, referred to as a TEM) or the like. There are methods for observation and analysis. This method is disclosed in, for example, Non-Patent Document 1. In this method, first, a portion to be observed in an observation target is confirmed, and an observation region is assumed. Then, a mark indicating the position of the observation area is formed near the observation area. As a mark, for example, a groove is formed on the main surface of the observation target by focused ion beam (FIB) processing. Then, after forming a protective film for protecting the observation area of the observation object so as not to cover the mark, the periphery of the observation area is removed by FIB processing while recognizing the observation area based on the mark formed earlier. If necessary, the observation region is cut out as a sample by FIB processing. Finally, the cross section of the observation region is observed and analyzed using a TEM or the like.
[0003]
[Non-patent document 1]
"FIB / Ion Milling Technique Q &A" co-edited by Masao Hirasaka and Kentaro Asakura, Agne Shofusha p32, p44, and p73
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the periphery of the observation area is removed by FIB processing or the like, removal dust is generated. In the above-described method, since the mark is formed in a groove shape, the removal dust fills the mark. The FIB has a beam wraparound called a flare. The flare of the FIB collapses the groove-like mark. In other words, the above-described method has a problem that the landmark cannot be recognized during the operation. There is also a method of re-forming the mark during the work.However, if the groove-shaped mark is to be formed in the same place many times, the position will be slightly deviated from the original mark due to the processing accuracy. Each time the mark is re-formed, the position of the mark shifts. That is, the accuracy of recognizing the position of the observation region decreases. As described above, when the periphery of the observation region is removed by FIB processing or the like, there is a problem that it is difficult to accurately recognize the position of the observation region.
[0005]
The present invention provides a processing method and a fine processing method of an observation target that can accurately recognize the position of the observation region when removing the periphery of the observation region of the observation target in order to solve such a problem. The purpose is to:
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the method for processing an observation target according to the present invention, a step of covering an observation region assumed on a main surface of the observation target with a protective film, and forming a convex mark having a shape and a size corresponding to the outer shape of the observation region. And a step of removing the periphery of the observation area of the observation target based on the convex mark. According to this processing method of the observation target, the mark is formed in a convex shape, so that the mark does not disappear when the periphery of the observation area is removed by FIB processing or the like. Therefore, when removing the periphery of the observation area, the position of the observation area can be accurately recognized. In addition, since the convex mark has a shape and size corresponding to the outer shape of the observation region, the outer shape of the observation region can be accurately recognized when removing the periphery of the observation region.
[0007]
Further, the processing method of the observation target according to the present invention includes a step of covering an observation area assumed on a main surface of the observation target with a protective film, a step of forming a convex mark on the observation area, and a step of forming a convex mark on the observation area. And removing the periphery of the observation area of the observation target based on the mark. According to this processing method of the observation target, the mark is formed in a convex shape, so that the mark does not disappear when the periphery of the observation area is removed by FIB processing or the like. Therefore, when removing the periphery of the observation region, the position of the observation region can be accurately recognized. In addition, since a convex mark is formed on the observation area, the position of the observation area is accurately recognized when the sample including the observation area is cut out from the observation target and then the sample is thinned to the width of the observation area. can do.
[0008]
Further, the method of processing an observation target according to the present invention includes a step of forming a temporary mark indicating a position of an assumed observation area on the main surface of the observation object in the vicinity of the observation area on the main surface; Forming a protective film covering the observation area on the main surface so that the exposed area is exposed, forming a convex mark based on the temporary mark, and observing the observation area of the observation target based on the convex mark. Removing the periphery. According to this processing method of the observation object, the convex mark does not disappear when the periphery of the observation area is removed by FIB processing or the like. Therefore, when removing the periphery of the observation region, the position of the observation region can be accurately recognized. Further, since the convex mark is formed based on the temporary mark formed near the observation region, the convex mark can be formed at an accurate position.
[0009]
Further, the processing method of the observation target object is to use the optical recording medium as the observation target object and at least one of the lands and the grooves formed on the main surface of the optical recording medium as the observation region, and the observation region with the protective film. Covering, forming a convex mark having a shape and size corresponding to the width of the land or groove on the protective film in accordance with the position of the land or groove, and forming the mark on the optical recording medium based on the convex mark. Removing the periphery of the observation area. According to this processing method of the observation target, the mark is formed in a convex shape, so that the mark does not disappear when the periphery of the observation area is removed by FIB processing or the like. Therefore, when removing the periphery of the observation area, the position of the observation area can be accurately recognized. Further, since the mark has a shape and a size corresponding to the width of the land or the groove, the position and the width of the land and the groove can be accurately recognized when the observation region, that is, the peripheral portion of the land or the groove is removed.
[0010]
Further, the processing method of the observation target object may be characterized in that a convex mark is formed on the protective film. This makes it possible to more accurately recognize the position of the observation region when removing the periphery of the observation region.
[0011]
The method of processing the observation target object may be characterized in that the convex mark is made of a material containing carbon. When depositing carbon on the observation target, carbon can be deposited with a relatively small beam diameter. According to this method, the corner of the mark can be formed sharply, and the position of the observation region can be more accurately recognized. be able to.
[0012]
Further, in the fine processing method according to the present invention, a step of covering a predetermined area assumed on the main surface of the processing object with a protective film, and a step of forming a convex mark having a shape and a size corresponding to the outer shape of the predetermined area And a step of removing a periphery of a predetermined region of the processing target based on the convex mark. According to this microfabrication method, since the mark is formed in a convex shape, the mark does not disappear when removing the periphery of a predetermined region by FIB processing or the like. Therefore, when removing the periphery of the predetermined area, the position of the predetermined area can be accurately recognized. In addition, since the convex mark has a shape and size corresponding to the outer shape of the predetermined area, the outer shape of the predetermined area can be accurately recognized when removing the periphery of the predetermined area.
[0013]
Further, the micromachining method according to the present invention includes a step of covering a predetermined area assumed on the main surface of the processing target with a protective film, a step of forming a convex mark on the predetermined area, and a step of forming the convex mark on the convex mark. And removing a periphery of a predetermined area of the object to be processed based on the information. According to this microfabrication method, since the mark is formed in a convex shape, the mark does not disappear when removing the periphery of a predetermined region by FIB processing or the like. Therefore, when removing the periphery of the predetermined area, the position of the predetermined area can be accurately recognized. In addition, since the convex mark is formed on the predetermined area, the position of the predetermined area is accurately recognized when the sample including the predetermined area is cut out from the object to be processed and thinned to the width of the predetermined area. can do.
[0014]
Further, in the micromachining method according to the present invention, a step of forming a temporary mark indicating a position of a predetermined area assumed on the main surface of the processing object in the vicinity of the predetermined area on the main surface, and the temporary mark is exposed. Forming a protective film covering the predetermined area on the main surface, forming a convex mark based on the temporary mark, and removing a periphery of the predetermined area of the processing target based on the convex mark And a step of performing According to this microfabrication method, a convex mark does not disappear when the periphery of a predetermined region is removed by FIB processing or the like. Therefore, when removing the periphery of the predetermined area, the position of the predetermined area can be accurately recognized. Further, since the convex mark is formed based on the temporary mark formed near the predetermined area, the convex mark can be formed at an accurate position.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a method for processing an observation target and a fine processing method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description. Also, the dimensional ratios in the drawings do not always match those described.
[0016]
(First Embodiment)
Before describing the processing method and the fine processing method of the observation target according to the present invention, the FIB apparatus used in the processing method of the observation target and the fine processing method will be described. FIG. 1 is a diagram showing an FIB apparatus 1 used in a first embodiment of a processing method and a fine processing method of an observation target according to the present invention.
[0017]
The FIB device 1 is a device for cutting out a small sample from an observation target 2 which is a processing target to observe and analyze. Referring to FIG. 1, the FIB apparatus 1 includes a sample chamber 3, an ion optical system 5, an ion source 7, a stage 9, a vacuum exhaust system 11, a nozzle 13, a detector 15, and a probe 129. The FIB device 1 further includes a control device 17 for controlling the ion source 7, the nozzle 13, and the detector 15, and a display device 19 connected to the control device 17.
[0018]
The sample chamber 3 is a container for keeping the surroundings of the observation target 2 in a vacuum state. The inside of the sample chamber 3 is sealed, and the inside air is exhausted by the evacuation system 11 to be in a vacuum state. The sample chamber 3 is provided with a stage 9 on which the observation target 2 is placed and a probe 129 for moving a micro sample.
[0019]
Above the sample chamber 3, an ion optical system 5 for irradiating the observation object 2 with the ion beam I is provided. The ion beam I is used for forming a deposition film for protecting a minute sample, and for cutting out (sputter etching) and observing the minute sample. FIG. 2 is a diagram illustrating the ion optical system 5. Referring to FIG. 2, the ion optical system 5 includes an ion source 7, a suppressor 23, an extraction electrode 25, a first lens 27, a diaphragm 29, an astigmatism correction electrode 31, a second lens 33, and a deflection electrode 35. ing.
[0020]
The ion source 7 is a device for generating ions. As the ions, for example, Ga ions are used. The positive electrode of a power supply 37 is connected to the ion source 7 and has an electric potential. Note that the negative electrode of the power supply 37 is grounded. The suppressor 23 is connected to a positive electrode of a power supply 41, and the extraction electrode 25 is connected to a negative electrode of a power supply 39. The negative electrode of the power supply 41 and the positive electrode of the power supply 39 are connected to the positive electrode of the power supply 37. Thus, ions are extracted from the ion source 7 by the voltage applied to the suppressor 23 and the extraction electrode 25.
[0021]
The ions extracted from the ion source 7 are converged into a beam by the first lens 27, the diaphragm 29, the astigmatism correction electrode 31, and the second lens 33, and become an ion beam I. The direction of the ion beam I is changed by the deflection electrode 35, and the ion beam I is applied to the main surface 2 a of the observation target 2 set in the sample chamber 3.
[0022]
Referring again to FIG. 1, the nozzle 13 is provided with its emission port facing the observation target 2. The nozzle 13 is an apparatus for forming a deposition film for protecting the observation region of the observation target 2 from the ion beam I on the observation region of the observation target 2. The nozzle 13 injects the deposition gas G from the outlet.
[0023]
Here, FIG. 3 is a diagram showing a process of forming a deposition film. The method for forming a deposition film described below is called an ion beam assisted method or a FIB-CVD method. Referring to FIG. 3, a deposition gas G is injected from a nozzle 13 onto a main surface 2 a of the observation target 2. The ion beam I is irradiated to the ion beam I there. Then, the deposition gas G is decomposed by the ion beam I on the main surface 2a, and the decomposed component reaches the main surface 2a. Here, the ion beam I is gradually deflected by the deflection electrode 35 (see FIG. 2) of the ion optical system 5 and scans (scans) on the main surface 2a of the observation object 2. Thus, the deposition film 43 is formed. Note that various materials can be used for the deposition film 43. Examples include W, C, Pt, Au and the like. For example, when the deposition film 43 made of C is formed, pyrene or the like is used as the deposition gas G.
[0024]
Referring again to FIG. 1, the detector 15 is provided with its entrance port facing the observation object 2. The detector 15 is a device for detecting secondary electrons generated by irradiating the main surface 2a of the observation target object 2 with the ion beam I. In the FIB device 1, the surface of the main surface 2 a of the observation target 2 can be observed by scanning the surface of the observation target 2 with the ion beam I and detecting the generated secondary electrons with the detector 15. (Called Scanning Ion Microscope, SIM). The secondary electrons detected by the detector 15 are analyzed by the control device 17, the surface shape of the main surface 2 a of the observation target 2 is obtained, and displayed on the display device 19.
[0025]
Next, the observation target object in the present embodiment will be described. In the present embodiment, a slider included in a hard disk device used in an information processing device or the like is set as an observation target, and an area including minute foreign matters attached to the slider is set as a predetermined observation area. FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the hard disk device. The hard disk device 100 operates the head gimbal assembly 103 to record and reproduce magnetic information (magnetic signal) on the recording surface 101a of the hard disk 101 rotating at high speed by the thin-film magnetic head 105. The head gimbal assembly 103 includes a gimbal 111 on which a slider (magnetic head slider) 107 on which a thin-film magnetic head 105 is formed, and a suspension arm 113 to which the slider is connected, and is rotatable around a support shaft 115. . When the head gimbal assembly 103 is rotated, the slider 107 moves in a direction crossing the radial direction of the hard disk 101.
[0026]
FIG. 5 is an enlarged perspective view of the slider 107. The slider 107 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and a thin-film magnetic head 105 is formed on a front end surface of a base 107a. The thin-film magnetic head 105 is protected by an overcoat layer (not shown). The surface on the near side in FIG. 5 is a surface facing the recording surface 101a of the hard disk 101 and is referred to as an air bearing surface (ABS) 109. When the hard disk 101 rotates, the airflow accompanying the rotation causes the slider 107 to float, thereby isolating the air bearing surface 109 from the recording surface 101a of the hard disk 101. At this time, the distance between the air bearing surface 109 and the recording surface 101a of the hard disk 101 is very small, and if a minute foreign matter, for example, a foreign matter having a maximum diameter of 0.5 μm or less adheres to the air bearing surface 109, the above-described operation is hindered. Come. Therefore, it is necessary to observe and analyze such minute foreign matter by using a TEM, FIB, SEM, or the like. In the present embodiment, an area including the minute foreign matter attached to the air bearing surface 109 of the slider 107 is assumed as a predetermined observation area.
[0027]
6 to 10 are diagrams for explaining a method of using the above-described FIB device 1 to cut out a portion to which a minute foreign matter is attached from the slider 107 as a minute sample and observe and analyze the sample.
[0028]
FIG. 6A is an enlarged view of a part of the air bearing surface 109 of the slider 107. FIG. 6B is a cross-sectional view showing the II cross section of the slider 107 shown in FIG. 6A. After the slider 107 is set in the FIB device 1, the foreign matter D is searched for while observing the air bearing surface 109 with the detector 15. Hereinafter, a region including the foreign matter D will be described as a predetermined observation region 117. When observing the cross section of the foreign matter D, it is preferable to assume that the width of the observation area 117 is smaller than the diameter of the foreign matter D as shown in FIG. By assuming the observation region 117 in this way, and by thinning the observation target based on the width of the observation region 117, the cross section of the foreign matter D can be observed.
[0029]
Next, as shown in FIGS. 6C and 6D, a temporary mark 119 for indicating the position of the observation region 117 is formed in the vicinity of the observation region 117. As a method of forming the temporary mark 119, for example, the ion beam I (see FIG. 1) is irradiated from the ion optical system 5 of the FIB apparatus 1, and the groove-like temporary mark 119 is formed at a desired position near the observation region 117. It is good to form. Alternatively, a deposition film may be formed by irradiating the ion beam I to a desired position near the observation region 117 while ejecting the deposition gas G, and the deposition film may be used as the temporary mark 119. Further, a plurality of temporary marks 119 may be formed, for example, at a position near the observation region 117 and sandwiching the observation region 117.
[0030]
Subsequently, as shown in FIGS. 6E and 6F, a region covering the observation region 117 on the air bearing surface 109 of the slider 107 is sprayed with the deposition gas G and irradiated with the ion beam I. The position film 121 is formed. The deposition film 121 serves as a protective film for protecting the minute sample so that the minute sample is not damaged by the ion beam I when cutting the minute sample. At this time, the deposition film 121 is formed so that the temporary mark 119 is exposed. The temporary mark 119 may be entirely exposed, or may be partially exposed. The dimensions of the deposition film 121 may be sufficient to cover the observation area 117. For example, the deposition film 121 is formed to have a length of 10 to 20 μm and a width of 2 to 4 μm. Further, the thickness of the deposition film 121 can be set to a desired thickness in accordance with the operation time for cutting out a minute sample with the ion beam I and the intensity of the ion beam I. For example, the deposition film 121 is formed to have a thickness of 0.5 to 1 μm.
[0031]
Subsequently, as shown in FIGS. 7A and 7B, a convex mark 123 is formed on the deposition film 121. That is, the portion of the deposition film 121 that covers the observation region 117 is recognized based on the temporary mark 119, and the surface of the portion that covers the observation region 117 is sprayed with the deposition gas G and irradiated with the ion beam I. Then, a mark 123 made of a deposition film is formed. At this time, the mark 123 is formed so as to have a shape and size corresponding to the outer shape of the observation region 117. For example, in the present embodiment, the mark 123 is formed in a rectangular shape extending in the longitudinal direction of the observation area 117, and the mark 123 is formed on the observation area 117 such that the width in the direction intersecting with the longitudinal direction substantially matches the width of the observation area 117. I do. Alternatively, the width of the mark 123 may be smaller or larger by a predetermined dimension than the width of the observation area 117. If the mark 123 is formed of a material containing carbon C, the corner between the side surfaces of the mark 123 and the corner between the upper surface and the side surface can be sharply formed. Further, when the mark 123 is formed of the same material as the deposition film 121, the mark 123 can be formed continuously after the formation of the deposition film 121, so that the work is easy. The external dimensions of the mark 123 are preferably, for example, about 0.3 μm in width and about 0.5 to 1 μm in thickness in consideration of visibility in a SIM or the like. If the mark 123 is formed unnecessarily large, the visibility is improved, but the formation takes time and is inefficient. The time for forming the mark 123 may be about 1 minute.
[0032]
Subsequently, as shown in FIGS. 7C and 7D, the air bearing surface of the slider 107 becomes deeper in a stepwise manner as it approaches the observation region 117 from a distance in a direction intersecting the longitudinal direction of the observation region 117. The step 109 is removed by the ion beam I to form a step-like groove 125a. Thus, the front surface of the micro sample is formed.
[0033]
Subsequently, as shown in FIGS. 7E and 7F, the periphery of the observation region 117 is removed by the ion beam I to form the groove 125b. Thus, the back surface and both side surfaces of the micro sample 127 are formed. At this time, a part of the periphery of the micro sample 127 is left without being removed as the connection part 128. In this step, since the volume of the portion of the slider 107 removed by the ion beam I is large, a large amount of removal dust is generated.
[0034]
Subsequently, as shown in FIGS. 8A and 8B, the bottom of the micro sample 127 is removed obliquely by the ion beam I. Thus, the bottom surface of the micro sample 127 is formed.
[0035]
Subsequently, as shown in FIGS. 8C and 8D, a probe 129 for taking out the micro sample 127 is attached to the micro sample 127. That is, the tip of the probe 129 is applied to the upper surface of the deposition film 121, and the deposition film 131 is formed so as to cover the tip of the probe 129 and a part of the deposition film 121. The probe 129 and the micro sample 127 are fixed to each other by the deposition film 131.
[0036]
Subsequently, as shown in FIGS. 8E to 8G, the connecting portion 128 shown in FIGS. 8C and 8D is removed by the ion beam I, and the minute sample 127 is taken out. At this time, the micro sample 127 is moved by operating the probe 129 fixed to the micro sample 127.
[0037]
Subsequently, as shown in FIGS. 9A and 9B, the micro sample 127 is fixed on the support 21. Note that FIG. 9B is a cross-sectional view illustrating a cross section taken along line III-III of the micro sample 127 illustrated in FIG. At this time, the micro sample 127 is moved so that the micro sample 127 is in contact with the support 21, and the deposition film 135 is formed from one side surface of the micro sample 127 to the support 21. In addition, the deposition film 133 is formed on the support 21 from the back surface of the micro sample 127. The minute samples 127 are fixed on the support 21 by the deposition films 133 and 135. Then, the probe 129 is cut by the ion beam I.
[0038]
Subsequently, as shown in FIGS. 9C and 9D, portions near the front surface and the back surface of the minute sample 127 are removed by the ion beam I, and the minute sample 127 is thinned to the width of the observation region 117. . At this time, the width of the observation area 117 is recognized based on the size and shape of the mark 123. That is, since the mark 123 is formed on the observation region 117 such that the width in the direction intersecting with the longitudinal direction substantially matches the width of the observation region 117, the width of the observation region 117 is determined based on the width of the mark 123. I can recognize. Thus, the thin film portion 127a for observing the cross section of the slider 107 and the foreign matter D by TEM is formed. Note that this thinning may be performed by removing a portion near one of the front surface and the back surface of the micro sample 127.
[0039]
FIG. 10 is a diagram showing a TEM 50 for observing the thin film portion 127a of the micro sample 127. The TEM 50 includes an electron generator 51 and a detector 53. The thin film portion 127 a of the micro sample 127 is set between the electron generator 51 and the detector 53. The electron generating device 51 includes an electron gun and a focusing lens, and irradiates the thin film portion 127a with the electron beam E1. Then, of the electron beam E1, the electrons that have been able to pass through the thin film portion 127a enter the detection device 53 as the electron beam E2. The detection device 53 includes an objective lens, a projection lens, a fluorescent screen, and the like, and forms an image on the fluorescent screen based on the electron beam E2. Thus, an image of the thin film portion 127a is obtained, and for example, the composition of the foreign matter D can be observed and analyzed.
[0040]
The processing method and the fine processing method of the observation target according to the present embodiment described above have the following effects. That is, in the processing method and the fine processing method of the observation target according to the present embodiment, since the mark 123 for recognizing the predetermined observation region 117 is formed in a convex shape, the periphery of the observation region 117 is removed by FIB or the like. There is no possibility that the mark 123 becomes unrecognizable due to removal dust. Therefore, when removing the periphery of the observation region 117, the position of the observation region 117 can be accurately recognized. Further, when a mark is formed on the observation area 117, the groove-shaped mark damages the minute sample 127. However, by forming the mark in a convex shape like the mark 123, the minute sample 117 is damaged. You don't have to.
[0041]
In the processing method and the fine processing method of the observation target according to the present embodiment, the mark 123 having the shape and size corresponding to the outer shape of the observation area 117 is formed. This makes it possible to accurately recognize the outer shape of the observation region 117 when removing the periphery of the observation region 117. In the present embodiment, the width of the mark 123 in the direction intersecting with the longitudinal direction of the observation area 117 is formed so as to substantially match the width of the observation area 117. In consideration of the expansion of the outer shape, it is more preferable that the width is slightly smaller (for example, 0.01 to 0.05 μm) than the width of the observation region 117.
[0042]
In the processing method and the fine processing method of the observation object according to the present embodiment, the mark 123 is formed on the portion of the deposition film 121 that covers the observation region 117. Therefore, when the micro sample 127 is cut out, the mark 123 is also formed. 127. Therefore, when the minute sample 127 is thinned to the width of the observation region 117 after cutting out the minute sample 127, the position of the observation region 117 can be accurately recognized.
[0043]
In the processing method and the fine processing method of the observation target according to the present embodiment, the convex mark 123 is formed based on the temporary mark 119 formed in the vicinity of the observation area 117. In the case where the observation region 117 (foreign matter D) is hidden by the deposition film 121 as in the present embodiment, a temporary mark 119 is formed in advance before the deposition film 121 is formed, so that a convex mark is formed. Mark 123 can be formed at an accurate position.
[0044]
In the method for processing the observation target according to the present embodiment, the convex mark 123 is formed on the deposition film 121. This makes it possible to more accurately recognize the position of the observation region 117 when removing the periphery of the observation region 117.
[0045]
In the method of processing the observation target according to the present embodiment, the convex mark 123 is made of a material containing carbon C. Although the mark 123 can be formed using various materials, the inventor has found that carbon C can be formed into a shape having a sharper angle because carbon C can be deposited with a relatively small beam diameter. Was. That is, if the corners of the mark 123 are formed sharply, the position of the observation region 117 can be more accurately recognized. In addition, since the mark 123 can be formed with high hardness by using carbon, it is possible to make it difficult to remove the mark 123 even when the mark 123 is wrapped around when the periphery of the observation region 117 is removed.
[0046]
FIGS. 11A and 11B are views showing a modification of the processing method and the fine processing method of the observation target according to the present embodiment. Referring to FIG. 11A, convex marks 123a and 123b are formed in a rectangular shape at both ends in the longitudinal direction of the observation area 117. The protruding marks 123a and 123b may be formed in this manner, whereby the position of the observation area 117 existing between the two marks 123a and 123b can be more accurately recognized. Referring to FIG. 11B, convex marks 123a and 123b are formed at both ends in the longitudinal direction of the observation area 117 in a circular shape. Thus, the convex mark 123 may be formed in various shapes other than the square.
[0047]
(Second embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the processing method and the fine processing method of the observation object according to the present invention will be described. In this embodiment, the optical recording medium is an observation target. That is, a portion of the optical recording medium where the data for analysis is recorded is cut out as a sample and observed with a TEM. Note that the configuration of the FIB device used in the present embodiment is the same as the configuration of the FIB device 1 in the first embodiment, and a detailed description of the FIB device will be omitted.
[0048]
Before describing the processing method and the fine processing method of the observation object according to the present embodiment, an optical recording medium used in the present embodiment will be described. FIGS. 12A to 12D are diagrams illustrating examples of an optical recording medium used in the present embodiment. In the present embodiment, what is called a “light scattering superlens (abbreviation for Super-RENS / Super-Resolution Near-field Structure (super-resolution near-field structure)”) is used as the optical recording medium. FIG. 12A is a perspective view showing the entire optical recording medium 200. FIG. 12B is a plan view in which a part of the main surface 203 of the optical recording medium 200 is enlarged. FIG. 12C is a cross-sectional view showing the IV-IV cross section of the optical recording medium 200 shown in FIG. FIG. 12D is a cross-sectional view showing a VV cross section of the optical recording medium 200 shown in FIG.
[0049]
Referring to FIG. 12A, the optical recording medium 200 has a disk shape and has a main surface 203. Further, a hole 204 through which a rotating shaft is inserted in a recording device and a reproducing device is formed in a central portion of the optical recording medium 200.
[0050]
Referring to FIGS. 12B and 12C, grooves 205 and lands 207 are formed alternately on the main surface 203 of the optical recording medium 200. In the present embodiment, the groove 205 is an area where data is recorded, and the land 207 is an area that divides the groove 205. The groove 205 and the land 207 are formed concentrically around the hole 204 shown in FIG. 12A, respectively. In FIG. 1B, the longitudinal direction of the groove 205 and the land 207 and the optical recording medium 200 are shown. In the circumferential direction. Further, the groove 205 is formed in a concave shape with respect to the land 207. The width of the groove 205 is, for example, 0.5 μm, and the width of the land 207 is, for example, 0.7 μm.
[0051]
Referring to FIGS. 12C and 12D, the optical recording medium 200 has a substrate 209. Then, a first protective layer 211, a recording layer 213, a second protective layer 215, a heat generating layer 217, and a third protective layer 219 are sequentially stacked on the substrate 209.
[0052]
The heat generation layer 217 contains AgSbTe or GeSbTe, and is a layer for supplying heat to the recording layer 213. When irradiated with laser light, the heat generating layer 217 absorbs the laser light and generates heat. The generated heat is supplied to the recording layer 213 via the second protective layer 215.
[0053]
The recording layer 213 is a layer that holds data recorded on the optical recording medium 200. The recording layer 213 contains a metal compound. The metal compound can be separated from a substance that is a gas at normal temperature by heating the metal compound. The volume of the recording layer 213 increases as the substance is separated from the metal compound by heating. In this embodiment, the recording layer 213 is made of PtO as such a metal compound. _X And metal oxides. When heat is supplied from the heat generating layer 217, the recording layer 213 is separated from oxygen contained in the metal oxide and increases in volume. Thereby, the thickness of the recording layer 213 changes. That is, by irradiating the heat generating layer 217 with a laser beam corresponding to data recorded on the optical recording medium 200, the thickness of the recording layer 213 changes according to the data. As the metal compound contained in the recording layer 213, for example, a metal nitride or the like is used in addition to the metal oxide. In this case, when the recording layer 213 is supplied with heat from the heat generating layer 217, the nitrogen contained in the metal nitride is separated and the volume increases.
[0054]
The first protective layer 211 and the second protective layer 215 are layers for protecting the recording layer 213 and absorbing a change in the thickness of the recording layer 213. The second protective layer 215 is also a layer for separating the recording layer 213 and the heat generating layer 217. The third protective layer 219 is a layer for preventing the recording layer 213 and the heat generating layer 217 from being damaged when the optical recording medium 200 is used or stored.
[0055]
Here, a method of recording data for analysis on the optical recording medium 200 will be described. FIG. 13A is a diagram showing the configuration of a recording device for recording analysis data on the optical recording medium 200. Referring to FIG. 13A, the optical recording medium 200 is set in the recording device 61. The recording device 61 includes a laser light source 65, a control device 67, and an input device 69. The laser light source 65 is a device for irradiating a laser beam L for recording data on the optical recording medium 200. Further, the control device 67 is a device for controlling the pulse pattern and the irradiation energy of the laser light L emitted from the laser light source 65. The instruction regarding the laser light L to be applied to the optical recording medium 200 is input from the input device 69 to the control device 67. The control device 67 controls the pulse pattern and the irradiation energy of the laser light L based on the instruction input from the input device 69.
[0056]
Using this recording device 61, data for analysis is recorded in the groove 205 of the optical recording medium 200. The analysis data is data for realizing an internal state of the optical recording medium 200 to be observed and analyzed. In order to observe and analyze various internal states of the optical recording medium 200, the analysis data is recorded under various conditions. For example, if it is desired to observe the internal state after the recording overwrite is repeated many times, the analysis data may be recorded in the same groove 205 a plurality of times. Alternatively, if it is desired to analyze the relationship between the intensity of the laser light L and the thickness of the recording layer 213, the data may be recorded by irradiating different grooves 205 with laser light L of various intensities.
[0057]
FIG. 13B is an enlarged view showing the main surface 203 of the optical recording medium 200 on which the analysis data is recorded. FIG. 13C is a cross-sectional view showing a VI-VI cross section (groove 205 cross section) of FIG. 13B. When data for analysis is recorded in the groove 205 of the optical recording medium 200, as shown in FIGS. 13B and 13C, a plurality of data recording portions 223 are formed on the recording layer 213 of the groove 205 along the recording direction. Formed side by side. That is, the data recording portion 223 is formed by irradiating the heat generating layer 217 of the groove 205 with the laser beam L according to the analysis data to change the thickness of the recording layer 213.
[0058]
The processing method and the fine processing method of the observation target according to the present embodiment for observing and analyzing the optical recording medium 200 on which the analysis data is recorded as described above will be described. FIGS. 14 to 17 illustrate a method of using the above-described FIB device 1 to cut out a part of the groove 205 on which the analysis data is recorded from the optical recording medium 200 as a minute sample, and to observe and analyze the sample. FIG.
[0059]
FIG. 14A shows a part of the main surface 203 of the optical recording medium 200. FIG. 14B is a cross-sectional view showing a VII-VII cross section of the optical recording medium 200 shown in FIG. After setting the optical recording medium 200 in the FIB device 1, a part of the groove 5 where the data recording portion 223 is formed is assumed to be a predetermined observation region 221. Next, as shown in FIGS. 14C and 14D, a deposition film 225 covering the observation region 221 is formed by injecting the deposition gas G and irradiating the ion beam I.
[0060]
Subsequently, as shown in FIGS. 14E and 14F, a convex mark 227 having a shape and a size corresponding to the width of the groove 5, for example, a width substantially equal to the groove 5 in the present embodiment, is attached to the groove 5. It is formed on the deposition film 225 according to the position. Alternatively, the convex mark 227 may be formed so as to have a width smaller by a predetermined dimension than the width of the groove 5, or to have a width larger by a predetermined dimension. At this time, marks 227 may be formed at both ends of the observation region 221 so as to sandwich the observation region 221. The length and thickness of the mark 227 are the same as those of the mark 123 of the first embodiment.
[0061]
Subsequently, as shown in FIGS. 15A and 15B, the main part of the optical recording medium 200 is gradually deepened in a stepwise manner as approaching the observation region 221 from a distance in a direction intersecting the longitudinal direction of the observation region 221. The surface 203 is removed by the ion beam I to form a stepped groove 229a to form the front surface of the micro sample. Subsequently, as shown in FIGS. 15C and 15D, the periphery of the observation region 221 is removed by the ion beam I, and the back surface and both side surfaces of the micro sample 233 are formed by forming the groove 229b. . At this time, the position of the observation area 221 is recognized based on the mark 227. Note that a part around the micro sample 233 is left without being removed as the connection part 231. Subsequently, as shown in FIGS. 15E and 15F, the bottom of the minute sample 233 is formed by obliquely removing the bottom of the minute sample 233 with the ion beam I.
[0062]
Subsequently, as shown in FIGS. 16A and 16B, a probe 235 for extracting the micro sample 233 is attached to the micro sample 233. That is, the tip of the probe 235 is applied to the upper surface of the deposition film 225, and the deposition film 237 is formed so as to cover the tip of the probe 235 and a part of the deposition film 225. The probe 235 and the micro sample 233 are fixed to each other by the deposition film 237. Subsequently, as shown in FIGS. 16C to 16E, the connecting portion 231 shown in FIGS. 16A and 16B is removed by the ion beam I, and the micro sample 233 is taken out. At this time, the micro sample 233 is moved by operating the probe 235 fixed to the micro sample 233.
[0063]
Subsequently, the micro sample 233 is fixed on the support 21 as shown in FIGS. FIG. 16G is a cross-sectional view showing the IX-IX cross section of the micro sample 233 shown in FIG. At this time, the minute sample 233 is fixed to the support 21 by the deposition films 239 and 241 as in the first embodiment. Subsequently, as shown in FIGS. 17A and 17B, the vicinity of the front surface and the back surface of the minute sample 233 is removed by the ion beam I, and the minute sample 233 is thinned. Thus, a thin film portion 233a for observing the cross section of the groove 5 on which the analysis data is recorded by TEM is formed. The TEM for observing the thin film portion 233a is the same as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0064]
In the processing method and the fine processing method of the observation target according to the present embodiment, since the mark 227 for recognizing the predetermined observation region 221 is formed in a convex shape, the mark 227 is removed when the periphery of the observation region 221 is removed by FIB or the like. The mark 227 does not become unrecognizable due to dust or the like. Therefore, the position of the observation region 221 can be accurately recognized when the periphery of the observation region 221 is removed.
[0065]
In the processing method and the fine processing method of the observation target according to the present embodiment, the groove 205 is used as an observation area. Then, a convex mark 227 having a width corresponding to the width of the groove 205 is formed on the deposition film 225 in accordance with the position of the groove 205. This makes it possible to accurately recognize the position and width of the groove 205 when removing the observation region 221, that is, the peripheral portion of the groove 205, particularly when thinning the minute sample 233. In the present embodiment, the analysis data is recorded in the groove 205 and the groove 205 is used as the observation area 221. However, the land 207 may be used as the observation area. In this case, the convex mark 227 may be formed to have a width corresponding to the width of the land 207.
[0066]
The processing method and the fine processing method of the observation object according to the present invention are not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. For example, in the above-described embodiment, the processing method and the fine processing method of the observation object according to the present invention are used in the observation and analysis by the TEM. In addition, a scanning electron microscope (SEM), In the observation / analysis using Auger Electron Spectroscopy (AES), Atomic Force Microscope (AFM), etc., the present invention is used to remove the periphery of the observation area of the observation target object. The position of the area can be easily recognized.
[0067]
In the above-described embodiment, the processing method and the fine processing method of the observation object according to the present invention are used when cutting out a small sample by FIB processing. In this case, the position of the observation area can be easily recognized.
[0068]
Further, in the above-described embodiment, the slider and the optical recording medium of the hard disk device are set as observation targets. In the processing method and the fine processing method of the observation target according to the present invention, various objects other than the above can be used as the observation target and the processing target.
[0069]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the processing method and fine processing method of the observation object by this invention, when removing the periphery of the observation region of an observation object, the position of an observation area can be recognized correctly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an FIB apparatus used in a first embodiment of a method for processing an observation object and a fine processing method according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an ion optical system.
FIG. 3 is a diagram showing a process of forming a deposition film.
FIG. 4 is a perspective view illustrating a configuration of a hard disk device.
FIG. 5 is an enlarged perspective view of a slider.
FIGS. 6A to 6F are diagrams for explaining a method of using a FIB apparatus to cut out a portion to which a minute foreign matter is attached from a slider as a minute sample and observe and analyze the sample.
FIGS. 7A to 7F are diagrams for explaining a method of using a FIB apparatus to cut out a portion to which a minute foreign matter is attached from a slider as a minute sample and observe and analyze the sample.
FIGS. 8A to 8G are diagrams for explaining a method of using a FIB device to cut out a portion to which a minute foreign matter is attached from a slider as a minute sample and observe and analyze the sample.
FIGS. 9A to 9D are diagrams for explaining a method of using a FIB apparatus to cut out a portion to which a minute foreign matter is attached from a slider as a minute sample and observe and analyze the sample.
FIG. 10 is a diagram showing a TEM for observing a micro sample.
FIGS. 11A and 11B are views showing a modification of the processing method and the fine processing method of the observation object according to the present embodiment.
FIG. 12A is a perspective view showing the entire optical recording medium. FIG. 12B is an enlarged plan view of a part of the main surface of the optical recording medium. FIG. 12C is a sectional view showing an IV-IV section of the optical recording medium shown in FIG. FIG. 12D is a cross-sectional view showing a VV cross section of the optical recording medium shown in FIG.
FIG. 13A is a diagram showing a configuration of a recording device for recording analysis data on an optical recording medium. FIG. 13B is an enlarged view showing a main surface of an optical recording medium on which analysis data is recorded. FIG. 13C is a cross-sectional view showing a VI-VI cross section (groove cross section) of FIG. 13B.
FIGS. 14A to 14F illustrate a method of using a FIB device to cut out a part of a groove on which analysis data is recorded from an optical recording medium as a minute sample, and observe and analyze the sample. FIG.
FIGS. 15A to 15F illustrate a method of using a FIB apparatus to cut out a part of a groove on which analysis data is recorded from an optical recording medium as a minute sample, and perform observation and analysis. FIG.
FIGS. 16 (a) to (g) illustrate a method of using a FIB apparatus to cut out a part of a groove on which analysis data is recorded from an optical recording medium as a minute sample and observe and analyze the sample. FIG.
FIGS. 17 (a) and (b) illustrate a method of using a FIB apparatus to cut out a part of a groove on which analysis data is recorded from an optical recording medium as a minute sample, and observe and analyze the sample. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... FIB apparatus, 2 ... Observation object, 2a ... Main surface, 3 ... Sample chamber, 5 ... Ion optical system, 5 ... Groove, 7 ... Ion source, 9 ... Stage, 11 ... Vacuum exhaust system, 13 ... Nozzle, 15 detector, 17 control device, 19 display device, 21 support base, 23 suppressor, 25 electrode, 27 lens, 31 astigmatism correction electrode, 33 lens, 35 deflection electrode, 37, 39, 41: power supply, 43: deposition film, 51: electron generating device, 53: detecting device, 61: recording device, 65: laser light source, 67: control device, 69: input device, 100: hard disk device, 101: Hard disk 101a Recording surface 103 Head gimbal assembly 105 Thin film magnetic head 107 Slider 107a Base 109 Air bearing surface 111 Gimbal 113 Spence arm, 115: support shaft, 117: observation area, 119: temporary mark, 121, 131, 133, 135: deposition film, 123, 123a, 123b: mark, 125a, 125b: groove, 127: micro sample 127a: thin film portion, 128: connecting portion, 129: probe.

Claims

A step of covering the observation area assumed on the main surface of the observation target with a protective film,
A step of forming a convex mark having a shape and dimension according to the outer shape of the observation region,
Removing the periphery of the observation area of the observation target based on the convex mark.

A step of covering the observation area assumed on the main surface of the observation target with a protective film,
Forming a convex mark on the observation area,
Removing the periphery of the observation area of the observation target based on the convex mark.

Forming a temporary mark indicating the position of the observation area assumed on the main surface of the observation target near the observation area on the main surface,
Forming a protective film covering the observation area on the main surface so that the temporary mark is exposed;
Forming a convex mark based on the temporary mark;
Removing the periphery of the observation area of the observation target based on the convex mark.

The method for processing an observation target according to any one of claims 1 to 3, wherein the convex mark is formed on the protective film.

The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the convex mark is made of a material containing carbon.

A step of covering a predetermined area assumed on the main surface of the processing target with a protective film,
Forming a convex mark having a shape and dimension according to the outer shape of the predetermined region;
Removing the periphery of the predetermined region of the object to be processed based on the convex mark.

A step of covering a predetermined area assumed on the main surface of the processing target with a protective film,
Forming a convex mark on the predetermined area;
Removing the periphery of the predetermined region of the object to be processed based on the convex mark.

Forming a temporary mark indicating the position of a predetermined area assumed on the main surface of the processing object in the vicinity of the predetermined area on the main surface,
Forming a protective film covering the predetermined area on the main surface so that the temporary mark is exposed;
Forming a convex mark based on the temporary mark;
Removing the periphery of the predetermined region of the object to be processed based on the convex mark.