JP2011090844A - Sample processing method and sample processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加工対象となる試料に対して、集束イオンビーム(FIB:Focused Ion Beam)を照射することにより、試料の加工を行なうことのできる試料加工方法及び試料加工装置に関する。 The present invention relates to a sample processing method and a sample processing apparatus capable of processing a sample by irradiating a sample to be processed with a focused ion beam (FIB).
従来より、微細なデバイスや機械部品の作成、もしくは透過電子顕微鏡用の試料作成を行なうために、加工対象となる試料に対して集束イオンビームを照射し、これにより試料加工を実施する試料加工装置が用いられている。 Conventionally, a sample processing apparatus that irradiates a sample to be processed with a focused ion beam and performs sample processing in order to create fine devices and machine parts or to prepare a sample for a transmission electron microscope. Is used.
このような試料加工装置においては、該装置内に配置された試料に対して、集束イオンビームの照射を行なう。試料上において、集束イオンビームが照射された部分は、集束イオンビームによってエッチングされる。これにより、試料の加工が施される。 In such a sample processing apparatus, a focused ion beam is irradiated to a sample arranged in the apparatus. A portion irradiated with the focused ion beam on the sample is etched by the focused ion beam. Thereby, the sample is processed.
試料加工時における集束イオンビームの照射方法としては、試料上の所定領域を集束イオンビームによってラスタースキャンする方法が知られている。このラスタースキャンによる方法では、試料上の所定の矩形領域内を集束イオンビームにより順次走査していくことによって、該矩形領域がエッチングされる。これにより、試料において、該矩形領域に対応する凹部もしくは開口が形成される。 As a method of irradiating a focused ion beam at the time of sample processing, a method is known in which a predetermined area on a sample is raster scanned with a focused ion beam. In this raster scan method, the rectangular area is etched by sequentially scanning a predetermined rectangular area on the sample with a focused ion beam. Thereby, a recess or an opening corresponding to the rectangular region is formed in the sample.
このようなラスタースキャン機能を備える試料加工装置において、装置内の回転台(試料台)に試料を載置し、回転台を連続回転させながら回転台上の試料をFIB等の荷電粒子ビームでエッチングすることにより、回転対称な3次元形状構造物を作成するものもある(特許文献1参照)。 In a sample processing apparatus having such a raster scan function, a sample is placed on a turntable (sample stand) in the apparatus, and the sample on the turntable is etched with a charged particle beam such as FIB while the turntable is continuously rotated. In some cases, a rotationally symmetric three-dimensional shape structure is created (see Patent Document 1).
また、イオンビーム走査方向を電気的に回転座標変換させ、360°任意方向に偏向走査可能とすることにより、X−Y座標軸方向のみならず斜め方向でのイオンビーム局所膜付け等の試料表面加工を行なうことのできるものもある(特許文献2参照)。 In addition, the ion beam scanning direction is electrically rotated and coordinated, and 360 ° can be deflected and scanned in any direction, so that sample surface processing such as ion beam local film deposition not only in the XY coordinate axis direction but also in the oblique direction is possible. There is also a thing which can perform (refer patent document 2).
なお、試料上で、任意形状の加工を施す場合には、ベクタースキャン機能を備える試料加工装置を用いる場合もある。 In addition, when processing arbitrary shapes on a sample, the sample processing apparatus provided with a vector scan function may be used.
集束イオンビームによるラスタースキャンを用いたエッチング等の試料加工では、通常、試料上での矩形形状の加工は可能であるが、試料上での所定の円周に沿って行なう加工、もしくは所定の円形(当該円内部を含む)の加工を行なうことは困難であった。 In sample processing such as etching using a raster scan with a focused ion beam, processing of a rectangular shape on the sample is usually possible, but processing performed along a predetermined circumference on the sample or a predetermined circular shape It was difficult to process (including the inside of the circle).
なお、特許文献1に記載された試料加工装置においては、試料を載置している回転台を連続回転させながら、試料を荷電粒子ビームでエッチングすることにより、試料加工を行なうことが可能である。 In the sample processing apparatus described in Patent Document 1, it is possible to perform sample processing by etching a sample with a charged particle beam while continuously rotating a turntable on which the sample is placed. .
よって、特許文献1記載の試料加工装置では、荷電粒子ビームのラスタースキャンを用いるとともに、回転台によって試料自体を回転させることにより、その回転軸を中心とする所定の円周に沿う加工、もしくは所定の円形の加工を行なうことが可能となる。 Therefore, in the sample processing apparatus described in Patent Document 1, while using a raster scan of a charged particle beam and rotating the sample itself by a turntable, processing along a predetermined circumference around the rotation axis, or a predetermined It becomes possible to perform circular processing.
しかしながら、この場合では、試料が回転台に載置された状態における回転台の回転軸を中心とする円周もしくは円形の加工に限定されることとなる。 However, in this case, the processing is limited to a circular or circular processing around the rotation axis of the turntable in a state where the sample is placed on the turntable.
従って、特許文献1記載の試料加工装置においては、回転台に載置された試料上における任意の位置を中心軸とする円周もしくは円形の加工を施すことはできず、試料加工に制限が生じる。 Therefore, in the sample processing apparatus described in Patent Document 1, it is not possible to perform circumferential or circular processing with an arbitrary position on the sample placed on the turntable as the central axis, and sample processing is limited. .
なお、ベクタースキャン方式を用いれば、試料上における任意の位置を中心とする円周もしくは円形の加工を施すことが可能である。しかしながら、ラスタースキャン機能が既に備えられている試料加工装置に、ベクタースキャン方式の機能を取り入れる際には、ベクタースキャン方式を実施するためのハードウエアを該装置に追加する必要があり、大きなコストアップを伴うこととなる。 If the vector scan method is used, it is possible to perform a circumferential or circular process centered on an arbitrary position on the sample. However, when incorporating the function of the vector scan method into the sample processing device that already has the raster scan function, it is necessary to add hardware for implementing the vector scan method to the device, which greatly increases the cost. Will be accompanied.
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、試料上における任意の位置を中心とする円周もしくは円形の加工を、ベクタースキャン方式によらず、ラスタースキャン機能等を用いて実施することができる試料加工方法及び試料加工装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and a circumferential or circular process centered at an arbitrary position on a sample is performed using a raster scan function or the like regardless of the vector scan method. It is an object of the present invention to provide a sample processing method and a sample processing apparatus that can be used.
本発明における試料加工方法は、試料上の走査像を取得する工程と、該走査像を表示する工程と、表示された走査像内において指定された箇所に対応する試料上の部分にイオンビームを照射する工程と、該イオンビームの照射を継続しながら、該走査像の中心に対応する軸を回転軸としてイオンビームの回転偏向を行なう工程とを有し、イオンビームが照射された試料上の領域をエッチングすることを特徴とする。 The sample processing method according to the present invention includes a step of obtaining a scanned image on a sample, a step of displaying the scanned image, and an ion beam on a portion on the sample corresponding to a designated position in the displayed scanned image. An irradiation step, and a step of rotating and deflecting the ion beam about an axis corresponding to the center of the scanned image while continuing irradiation of the ion beam, on the sample irradiated with the ion beam. The region is etched.
本発明における試料加工装置は、試料上の走査像を取得する手段と、該走査像を表示する手段と、表示された走査像内における任意の箇所を指定する手段と、該走査像内において指定された箇所に対応する試料上の部分にイオンビームを照射する手段と、該イオンビームの照射を継続しながら、該走査像の中心に対応する軸を回転軸としてイオンビームの回転偏向を行なう手段とを備え、イオンビームが照射された試料上の領域をエッチングすることを特徴とする。 The sample processing apparatus according to the present invention includes a means for acquiring a scanned image on a sample, a means for displaying the scanned image, a means for designating an arbitrary position in the displayed scanned image, and designation in the scanned image. Means for irradiating an ion beam to a portion on the sample corresponding to the spot, and means for rotating and deflecting the ion beam about the axis corresponding to the center of the scanned image while continuing the irradiation of the ion beam And a region on the sample irradiated with the ion beam is etched.
本発明では、試料上の走査像内において指定された箇所に対応する試料上の部分にイオンビームを照射し、該イオンビームの照射を継続しながら該走査像の中心に対応する軸を回転軸としてイオンビームの回転偏向を行ない、これによりイオンビームが照射された試料上の領域のエッチング加工を行なう。 In the present invention, an ion beam is irradiated to a portion on the sample corresponding to a designated position in the scanned image on the sample, and the axis corresponding to the center of the scanned image is rotated while the ion beam is continuously irradiated. The ion beam is rotationally deflected to etch the region on the sample irradiated with the ion beam.
このとき、当該指定された箇所に対応する試料上の部分へのイオンビームの照射は、当該部分へのイオンビームの走査(ラスタースキャン)によって行なうことができる。 At this time, the irradiation of the ion beam onto the portion on the sample corresponding to the designated location can be performed by scanning the ion beam onto the portion (raster scan).
また、ラスタースキャン機能を備える試料加工装置においても、当該指定された箇所に対応する試料上の部分へのイオンビームの照射は、当該部分へのイオンビームのスポット照射によっても行なうことができる。 Also in a sample processing apparatus having a raster scan function, irradiation of an ion beam to a portion on a sample corresponding to the designated location can be performed by spot irradiation of the ion beam to the portion.
本発明においては、このような構成により、取得される走査像の中心を試料上で適宜設定することによって、試料上における任意の位置を中心とする円周もしくは円形の加工を、ベクタースキャン方式によらず、ラスタースキャン等を用いて行なうことができる。 In the present invention, with such a configuration, the center of the acquired scanned image is appropriately set on the sample, so that a circular or circular processing centered on an arbitrary position on the sample can be made into a vector scan method. Regardless, it can be performed using a raster scan or the like.
以下、図面を参照して、本発明に基づく試料加工方法及び試料加工装置について説明する。図1は、本発明における試料加工装置を示す概略構成図である。 Hereinafter, a sample processing method and a sample processing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a sample processing apparatus according to the present invention.
同図において、イオンビーム源であるイオン銃1から放出されたイオンビーム10は、集束レンズ2及び対物レンズ3により集束されて、試料7上に到達する。これにより、イオン銃1からのイオンビーム10が、集束イオンビーム(FIB)として、試料7上に照射される。
In the figure, an
このとき、H方向偏向器4及びV方向偏向器5による偏向作用によりイオンビーム10は適宜偏向され、該イオンビーム10は試料7上の所定領域を走査(ラスタースキャン)する。なお、これら偏向器4,5による偏向状態を変えることなく所定時間の間一定に保持しておけば、イオンビーム10は、その時間の間、試料7上の所定箇所をスポット照射することとなる。
At this time, the
このようにして、集束イオンビーム10が照射された試料7の部分は、エッチング加工が施される。そして、ラスタースキャンにより、集束イオンビーム10が試料7上の所定の矩形領域内を走査すると、該矩形領域内部がエッチング加工され、該矩形形状の凹部または開口が試料7に形成される。
In this way, the portion of the sample 7 irradiated with the focused
なお、集束レンズ2と偏向器4,5との間には、制限絞り6が配置されている。制限絞り6には、集束レンズ2を通過したイオンビーム10の一部を通過させるための孔6aが形成されている。制限絞り6に設けられた孔6aを通過したイオンビーム10は、偏向器4,5及び対物レンズ3を経由して、試料7に到達する。
A
ここで、イオン銃1、集束レンズ2、制限絞り6、偏向器4,5及び対物レンズ3等によって、イオンビーム鏡筒12が構成されている。
Here, the
この試料加工装置は、集束イオンビームによる通常の試料加工装置と同様に、試料7のエッチング加工を行なうことができるとともに、集束イオンビーム10を用いた試料7の走査像の取得も行なうことができる。
This sample processing apparatus can perform etching of the sample 7 and can also acquire a scanning image of the sample 7 using the focused
すなわち、イオンビーム鏡筒12からの集束イオンビーム10が試料7上の所定領域をラスタースキャンしたときに、該スキャンによって試料7から発生する二次電子11を電子検出器8により検出する。
That is, when the
このとき、電子検出器8は、検出した二次電子11の検出量に基づく検出信号を出力する。この検出信号は、アンプ(図示せず)により増幅され、さらにA/D変換器(図示せず)によりA/D変換された後に、画像データ作成部9に送られる。 At this time, the electron detector 8 outputs a detection signal based on the detected amount of the detected secondary electrons 11. This detection signal is amplified by an amplifier (not shown), further A / D converted by an A / D converter (not shown), and then sent to the image data creation unit 9.
画像データ作成部9では、集束イオンビーム10の当該ラスタースキャン時での走査制御信号とA/D変換後の当該検出信号とに基づき、走査画像データを作成する。このようにして作成される走査画像は、SIM(Scanning Ion Microscope)像となる。当該走査画像データは、バスライン13を介して、記憶部18に一旦格納される。
The image data creation unit 9 creates scan image data based on the scan control signal of the focused
ここで、イオン銃1、集束レンズ2及び対物レンズ3は、それぞれ対応する各駆動部1a〜3aにより駆動される。そして、各駆動部1a〜3aは、バスライン13を介して、演算制御部17により制御される。この結果、イオン銃1、集束レンズ2及び対物レンズ3は、対応する各駆動部1a〜3aを介して、演算制御部17によって駆動制御されることとなる。
Here, the ion gun 1, the focusing
また、H方向偏向器4及びV方向偏向器5は、それぞれ対応するH偏向駆動部4a及びV偏向駆動部5aにより駆動される。H偏向駆動部4aには、加算器23からH偏向信号が供給される。V偏向駆動部5aには、加算器24からV偏向信号が供給される。
The H direction deflector 4 and the
加算器23には、回転走査変換回路16から送られる走査信号H´と、Hシフト信号発生回路21から送られるHシフト信号ΔHとが供給される。また、加算器24には、回転走査変換回路から送られる走査信号V´と、Vシフト信号発生回路22から送られるVシフト信号ΔVとが供給される。
The
加算器23は、走査信号H´とHシフト信号ΔHとの加算信号HAを、H偏向信号としてH偏向駆動部4aに送る。加算器24は、走査信号V´とVシフト信号ΔVとの加算信号VAを、V偏向信号としてV偏向駆動部5aに送る。
The
回転走査変換回路16には、H走査信号発生回路14及びV走査信号発生回路15から、それぞれH走査信号(走査信号H)及びV走査信号(走査信号V)が供給される。H走査信号発生回路14及びV走査信号発生回路15には、演算制御部17からバスライン13を介して、それぞれの走査制御信号が供給される。
The rotary
また、さらに回転走査変換回路16には、バスライン13を介して、演算制御部17から回転角度情報(回転角度信号θ)が送られる。
Further, rotation angle information (rotation angle signal θ) is sent from the
そして、Hシフト信号発生回路21には、バスライン13を介して、演算制御部17からH方向シフト量情報(Hシフト制御信号P)及び上記回転角度信号θが送られる。また、Vシフト信号発生回路22には、バスライン13を介して、演算制御部17からV方向シフト量情報(Vシフト制御信号Q)及び当該回転角度信号θが送られる。
The H shift
バスライン13には、表示部19及び入力部20が接続されている。表示部19には、LCDやCRT等の表示手段が備えられている。また、入力部20は、キーボード等のキー入力デバイス及びマウス等のポインティングデバイスから構成されている。
A
なお、試料7は、図示しない試料ステージ上に載置されている。該試料ステージは、イオンビーム鏡筒12の先端側(対物レンズ3側)と連通している試料室(図示せず)の内部に配置されている。
The sample 7 is placed on a sample stage (not shown). The sample stage is disposed inside a sample chamber (not shown) communicating with the distal end side (
そして、演算制御部17は、上述した各駆動部1a〜5a、画像データ作成部9、各走査信号発生回路14,15、回転走査変換回路16、記憶部18、表示部19、Hシフト信号発生回路21、Vシフト信号発生回路22及び試料ステージの各動作の制御を行なう。
The
以上が、本発明における試料加工装置の構成である。次に、本試料加工装置の動作(試料加工方法)について説明する。 The above is the configuration of the sample processing apparatus in the present invention. Next, the operation (sample processing method) of the sample processing apparatus will be described.
加工対象となる試料7を、試料室内の試料ステージ上に載置する。その後、イオンビーム鏡筒12から照射される集束イオンビーム10を、試料7上で走査(ラスタースキャン)する。このときの集束イオンビーム10の電流量及び加速電圧は、SIM像を取得するための条件に設定される。
A sample 7 to be processed is placed on a sample stage in a sample chamber. Thereafter, the
試料7上において、集束イオンビーム10が走査された走査領域からは、二次電子11が発生する。これにより発生した二次電子11は、電子検出器8によって検出される。電子検出器8は、検出した二次電子11の検出量に基づく検出信号を出力する。当該検出信号は、増幅された後にA/D変換されて、画像データ作成部9に送られる。
On the sample 7, secondary electrons 11 are generated from a scanning region where the
画像データ作成部9には、演算制御部17から当該ラスタースキャン時における走査制御信号が供給されており、画像データ作成部9は、走査制御信号とA/D変換後の当該検出信号とに基づいて、走査画像データを作成する。作成された走査画像データは、バスライン13を介して、記憶部18に格納される。
A scanning control signal at the time of the raster scan is supplied from the
その後、演算制御部17による制御により、記憶部18から当該走査画像データが読み出されて、表示部19に送られる。表示部19は、当該走査画像データに基づく走査画像の表示を行なう。これにより表示された走査画像は、SIM像となる。
Thereafter, the scanned image data is read from the storage unit 18 and sent to the
そして、本装置の操作を行なうオペレータは、表示された走査画像を目視で確認し、試料7上で、加工対象となる領域を含むエリアが走査画像中に含まれているか否かを確認する。該エリアが走査画像中に入っていない場合には、オペレータは、試料7の移動又は/及び試料7上での走査領域の移動を行なう操作を入力部を介して行なう。 An operator who operates the apparatus visually confirms the displayed scanned image and confirms whether or not an area including a region to be processed on the sample 7 is included in the scanned image. When the area is not included in the scanned image, the operator performs an operation for moving the sample 7 and / or moving the scanning region on the sample 7 via the input unit.
このようにして、加工対象となる領域を含むエリアが走査画像中に入っており、かつ所望とする回転軸が該走査画像の中心に位置する状態の走査像の走査画像データの取得(格納)及び表示が終了した後には、集束イオンビーム10の試料7上への照射(走査)を一旦終了する。
In this way, acquisition (storage) of scan image data of a scan image in a state where an area including a region to be processed is included in the scan image and a desired rotation axis is located at the center of the scan image. After the display is completed, irradiation (scanning) of the
その後、以下のごとく、該走査画像内でのエッチング加工領域の指定を行なう。 Thereafter, an etching processing area is designated in the scanned image as follows.
図2に、このときに表示される走査画像(SIM像)の例を示す。図2において、31は走査画像である。オペレータは、取得済みの走査画像31を目視で確認しながら、入力部20のポインティングデバイス(マウス等)の操作を行なうことにより、走査画像31内でエッチング加工されるべき領域の一部を指定する。
FIG. 2 shows an example of a scanned image (SIM image) displayed at this time. In FIG. 2, 31 is a scanned image. The operator designates a part of the region to be etched in the scanned
ずなわち、画像31中に表示されているカーソル35を、オペレータがポインティングデバイスの操作によって移動させ、画像31内において矩形領域34の指定を行なう。例えば、画像31内において、上記一部に相当する矩形領域の輪郭を、ポインティングデバイスの操作に基づくカーソル35の移動によってオペレータが指定することによって、該矩形領域34の指定が行なわれる。
That is, the
この領域指定が行なわれると、画像31中での矩形領域34の位置(画像31の中心36を原点とする位置)及び大きさの情報が、入力部20からバスライン13を介して、演算制御部17に送られる。演算制御部17は、当該情報に基づいて、該矩形領域34に対応する試料7上の部分にイオンビーム10を走査するためのH走査制御信号及びV走査制御信号並びにHシフト制御信号P及びVシフト制御信号Qを生成することとなる。
When this area designation is performed, information on the position of the
上記の領域指定が行なわれた後、試料7のエッチング加工を行なうときには、演算制御部17によって、イオン銃1、集束レンズ2、対物レンズ3、H方向偏向器4及びV方向偏向器5の駆動制御が行なわれ、イオンビーム鏡筒12から試料7上に集束イオンビーム10が照射される。このとき、演算制御部17で生成された当該H偏向走査制御信号が、H走査信号発生回路14に送られる。また、演算制御部17で生成された当該V偏向走査制御信号が、V走査信号発生回路15に送られる。
When the sample 7 is etched after the above-described region designation is performed, the
H走査信号発生回路14は、演算制御部17から送られてきたH偏向走査制御信号に基づいて、H偏向信号(走査信号H)を回転走査変換回路16に供給する。また、V走査信号発生回路15は、演算制御部17から送られてきたV偏向走査制御信号に基づいて、V偏向信号(走査信号V)を回転走査変換回路16に供給する。
The H scanning
さらに、回転走査変換回路16には、演算制御部17から、回転角度情報(回転角度信号θ)が供給される。本発明において、この回転角度情報は、θ=0°からθ=360°まで、時間経過とともに順次変化(増加)していくこととなる。
Further, rotation angle information (rotation angle signal θ) is supplied to the rotation
回転走査変換回路16では、以下の数式に基づく座標変換が行なわれるように、各走査信号H,Vの変換が施される。
The rotary
また、これと並行して、Hシフト信号発生回路21には、矩形領域34の位置情報に基づく演算制御部17からのHシフト制御信号Pと上記回転角度信号θとが供給されている。そして、Vシフト信号発生回路22には、矩形領域34の位置情報に基づく演算制御部17からのVシフト制御信号Qと当該回転角度信号θとが供給されている。Hシフト信号発生回路21及びVシフト信号発生回路22に供給される回転角度情報は、回転走査変換回路16に供給される回転角度信号と同じくθ=0°からθ=360°まで、同タイミングで時間経過とともに順次変化(増加)していく。
In parallel with this, the H shift
この結果、Hシフト信号発生回路21は、上述と同タイミングで順次変化するHシフト信号ΔHを加算器23に供給する。また、Vシフト信号発生回路22も、上述と同タイミングで順次変化するVシフト信号ΔVを加算器24に供給する。これらΔH及びΔVの各信号は、試料7上でエッチング加工される矩形領域の位置(画像31の中心36を原点とする位置)に対応しており、回転角度情報がθ=0°から360°まで順次変化していくことにより、当該位置が画像31の中心36を中心軸として一回転することとなる。
As a result, the H shift
そして、加算器23からは、走査信号H´とHシフト信号ΔHとの加算信号HAが、H偏向信号としてH偏向駆動部4aに送られる。また、加算器24からは、走査信号V´とVシフト信号ΔVとの加算信号VAが、V偏向信号としてV偏向駆動部5aに送られる。
Then, the
H偏向駆動部4aは、送られてきた加算信号HAに基づくH偏向駆動信号をH方向偏向器4に供給する。また、V偏向駆動部5aは、送られてきた加算信号VAに基づくV偏向駆動信号をV方向偏向器5に供給する。
The H deflection driving unit 4 a supplies the H direction deflector 4 with an H deflection driving signal based on the sent addition signal HA . Further, the V deflection driving unit 5 a supplies a V deflection driving signal to the
これに基づき、H方向偏向器4及びV方向偏向器5が駆動されて、イオンビーム10の偏向が行なわれる。これにより、各偏向器4,5によって偏向された集束イオンビーム10による試料7上での走査が実行される。なお、このときの集束イオンビーム10の電流量及び加速電圧は、エッチング加工を行なうための条件に設定されている。
Based on this, the H direction deflector 4 and the
上記による試料7上での集束イオンビーム10の走査により、当初(演算制御部17から回転走査変換回路16に送られる回転角度信号θ=0°の時)、上述した矩形領域34に対応する試料7上の一部のエッチング加工が行なわれる。そして、時間が経過するのに伴って回転角度信号θが0°から増加していくと、上記取得済みの走査画像31の画像中心36を中心とする円周に沿って、矩形領域34が矢印Aの方向に順次移動することとなる。これにより、集束イオンビーム10による試料7上での加工領域(矩形領域34に対応する試料7上の部分)が順次移動し、時間経過に伴う各時点で位置する加工領域のエッチングが実行される。
By the scanning of the
この結果、回転角度信号θが0°から順次増加して360°に到達した時点で、中心36を中心(回転軸)とする円周に沿って、矩形領域34が一周することとなる。これにより、試料7上での円周状(ドーナッツ形状部分)のエッチング加工が行なわれる。すなわち、図2において32及び33で示す両点線(大小2つの円)の間に対応する領域が、順次エッチングされることとなる。
As a result, when the rotation angle signal θ sequentially increases from 0 ° and reaches 360 °, the
ここで、演算制御部17から回転偏向変換部16に送られる回転角度信号θの変化(増加)速度に応じて、試料7に施されるエッチング量(エッチング深さ)が設定されることとなる。すなわち、当該変化速度が遅くなるのに従って、該エッチング量が大きくなる。
Here, the etching amount (etching depth) applied to the sample 7 is set according to the change (increase) speed of the rotation angle signal θ sent from the
また、走査画像31内において、走査画像中心36が、上記により指定された矩形領域の内部に位置している場合には(図2における矩形領域34aを参照)、該中心36を回転中心として矩形領域34aが順次回転していくこととなる。この場合には、試料7上において、該中心36を中心とする円形(該円形内部を含む)のエッチング加工が行なわれることとなる。
Further, in the scanned
さらに、上記例においては、ポインティングデバイスを用いてオペレータにより指定された矩形領域34に対応する試料7上の部分をイオンビーム10によって走査する例であった。しかしながら、このような形態に限定される必要はない。例えば、走査画像31内の任意のポイント(箇所)を、オペレータがポインティングデバイスを用いて指定し、該ポイントに対応する箇所を集束イオンビーム10によってスポット照射してエッチングを行なうようにしてもよい。この場合は、試料7上での集束イオンビーム10のスポット径を幅とする円周状のエッチング加工が施される。
Further, in the above example, the portion on the sample 7 corresponding to the
なお、試料7上でエッチング加工される矩形領域(又はスポット領域)の位置を、画像31の中心36を中心軸として一回転させる手段としては、上記の構成(加算器23,24を用いる構成)に限定されるわけではない。
As a means for rotating the position of the rectangular region (or spot region) etched on the sample 7 around the
上記構成の他に、変形例として、イオンビーム鏡筒12に、H方向追加偏向器及びV方向追加偏向器をさらに設置し、当該H方向追加偏向器及びV方向追加偏向器をそれぞれ駆動するための各駆動部(追加設置)に対して、Hシフト信号発生回路21からの信号ΔH及びVシフト信号発生回路22からの信号ΔVを供給するようにすることもできる。これに基づくH方向追加偏向器及びV方向追加偏向器によるイオンビーム10への偏向作用によって、試料7上でエッチング加工される矩形領域(又はスポット領域)の位置を、画像31の中心36を中心軸として一回転させることができる。
In addition to the above configuration, as a modification, the
このように、本発明における試料加工方法は、試料7上の走査像31を取得する工程と、該走査像31を表示する工程と、表示された走査像31内において指定された箇所(矩形領域34)に対応する試料7上の部分にイオンビーム10を照射する工程と、該イオンビーム10の照射を継続しながら、該走査像31の中心36に対応する軸を回転軸としてイオンビームの回転偏向を行なう工程とを有し、イオンビーム10が照射された試料7上の領域をエッチングする。
As described above, the sample processing method according to the present invention includes the step of acquiring the scanned
また、本発明における試料加工装置は、試料7上の走査像31を取得する手段(電子検出器8及び画像データ作成部9)と、該走査像31を表示する手段(表示部19)と、表示された走査像31内における任意の箇所を指定する手段(入力部20)と、該走査像31内において指定された箇所に対応する試料7上の部分にイオンビーム10を照射する手段(イオンビーム鏡筒12及び演算制御部17等)と、該イオンビーム10の照射を継続しながら、該走査像31の中心36に対応する軸を回転軸としてイオンビーム10の回転偏向を行なう手段(イオンビーム鏡筒12及び演算制御部17等)とを備え、イオンビーム10が照射された試料7上の領域をエッチングする。
In addition, the sample processing apparatus according to the present invention includes means for acquiring the scanned
このときのイオンビーム10の回転偏向は、試料7上での該イオンビーム10による当該部分の走査とともに行われる。
The rotational deflection of the
また、イオンビーム10の回転偏向は、試料7上での該イオンビーム10による当該部分のスポット照射とともに行われるようにすることもできる。
Further, the rotational deflection of the
本発明においては、このような構成により、ベクタースキャン機能を備えない装置においても、エッチングされる矩形領域34(34a)もしくはスポット照射領域を、エッチング加工中に画像中心36を中心軸として360°回転させることにより、試料7上での円周状の加工もしくは円形の加工が可能となる。ここで、円周状の加工によれば、例えば電子銃で用いられるのエミッタ等の微小部品の作成を行なうことができ、また円形の加工によれば、例えば微小な開口を備えるアパーチャを作成する(アパーチャのエッジ仕上げ等を行なう)ことができる。
In the present invention, with such a configuration, the rectangular area 34 (34a) or the spot irradiation area to be etched is rotated 360 ° around the
この結果、ベクタースキャン機能を搭載するためのハードウエアを装置に追加することなく、円周状又は円形の加工が可能となり、装置のコストアップを招くことがない。 As a result, circumferential or circular processing can be performed without adding hardware for mounting the vector scan function to the apparatus, and the cost of the apparatus is not increased.
なお、ラスタースキャンとブランキング機能とを併用することにより、取得済みの走査画像に対応する試料上の領域全体を、エッチング加工時にイオンビームで走査するようにするとともに、試料上での加工対象領域となる円周部分もしくは円形部分にイオンビームが照射されるタイミングのみにブランキングを解除するように制御することによって、ベクタースキャン機能を備えない装置を用いて、円周状もしくは円形の加工も可能である。 By using the raster scan and blanking function together, the entire area on the sample corresponding to the acquired scanned image is scanned with an ion beam during etching, and the area to be processed on the sample By controlling to release blanking only at the timing when the ion beam is applied to the circumferential part or circular part, circular or circular machining is possible using equipment that does not have a vector scan function. It is.
しかしながら、この方法では、当該円周部分もしくは円形部分以外の試料上の領域に対応する走査時間(この走査時間の期間は、イオンビームはブランキングされている)が必要となり、長い加工時間が必要となる。 However, this method requires a scanning time corresponding to a region on the sample other than the circumferential portion or the circular portion (the ion beam is blanked during this scanning time), and a long processing time is required. It becomes.
これに対して、本発明では、実際に加工される領域のみを順次走査してくので、短時間での加工が可能となる。 On the other hand, in the present invention, only the region to be actually processed is sequentially scanned, so that processing can be performed in a short time.
1…イオン銃、2…集束レンズ、3…対物レンズ、4…H方向偏向器、5…V方向偏向器、1a〜5a…駆動部、6…制限絞り、7…試料、8…電子検出器、9…画像データ作成部、10…イオンビーム、11…二次電子、12…イオンビーム鏡筒、13…バスライン、14…H走査信号発生回路、15…V走査信号発生回路、16…回転走査変換回路、17…演算制御部、18…記憶部、19…表示部、20…入力部、21…Hシフト信号発生回路、22…Vシフト信号発生回路、23…,24…加算器、31…走査画像、32,33…円、34,34a…矩形領域、35…カーソル、36…画像中心 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ion gun, 2 ... Condensing lens, 3 ... Objective lens, 4 ... H direction deflector, 5 ... V direction deflector, 1a-5a ... Drive part, 6 ... Restriction diaphragm, 7 ... Sample, 8 ... Electron detector , 9 ... Image data generating unit, 10 ... Ion beam, 11 ... Secondary electrons, 12 ... Ion beam column, 13 ... Bus line, 14 ... H scanning signal generation circuit, 15 ... V scanning signal generation circuit, 16 ... Rotation Scan conversion circuit, 17 ... calculation control unit, 18 ... storage unit, 19 ... display unit, 20 ... input unit, 21 ... H shift signal generation circuit, 22 ... V shift signal generation circuit, 23 ..., 24 ... adder, 31 ... Scanned image, 32, 33 ... Circle, 34, 34a ... Rectangular area, 35 ... Cursor, 36 ... Image center
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- 2009-10-21 JP JP2009242533A patent/JP2011090844A/en active Pending
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