JP2013047691A - 試料作製のための反復的周状切削 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】集束イオンビームのようなビームを使って複数回の重なり合う切り込みを入れて試料のまわりに溝を作り、次いで当該試料の下を切って切り離す。切り込みの側壁が垂直でないため、重なり合う切り込みは以前の切り込みによって形成された傾きのある側壁上に入射する。大きな入射角のため、切削スピードが大幅に向上し、複数回の重なり合う切り込みを行って広い溝を生成することに必要な時間は、試料の周に沿って単一の深い切り込みを入れるよりも短くできる。
【選択図】図6
Description
本発明およびその効果のより完全な理解のため、付属の図面と併せて以下の記述を参照されたい。
〔態様1〕
基板から顕微鏡試料を抽出する方法であって:
基板表面に実質垂直な角度でイオンビームをある実質完全な周に沿って制御して当該基板中に溝を生成し、
基板表面に実質垂直な角度で前記イオンビームを、実質的に前記完全な周に沿った前記第一の経路と重なり合うがずれているある第二の経路に沿って制御して前記試料のまわりの溝を拡大し、
基板に実質垂直でない角度で前記イオンビームを制御して前記試料の下を切り、前記試料を当該基板から切り離す、
ことを含むことを特徴とする方法。
〔態様2〕
基板に垂直なイオンビームを制御することが、当該ビームの外側直径に向かって電流密度が減少する形をもつビームを制御して傾きのある側壁をもつ切り込みを作ることを含み、
基板表面に垂直なイオンビームを第二の経路に沿って制御することが、前記第一の経路の内側にあって重なり合う経路に沿って前記イオンビームを制御し、当該イオンビームの少なくとも一部分が前記傾きのある側壁を衝撃するようにすることを含む、
ことを特徴とする、態様1記載の方法。
〔態様3〕
基板表面に垂直なイオンビームを制御することが、第一の円形経路に沿ってイオンビームを制御することを含み、
前記イオンビームを第二の経路に沿って制御することが、第二の円形経路に沿って前記イオンビームを制御することを含み、前記第二の円形経路が前記第一の円形経路よりも小さな直径をもつが前記第一の円形経路と実質的に同心である、
ことを特徴とする、態様1記載の方法。
〔態様4〕
基板から顕微鏡試料を抽出する方法であって:
ある経路に沿ってビームを制御して、関心のある領域に向けて漸次移動する一連の重なり合う切り込みを実行して前記関心のある領域のまわりに溝を生成し、前記溝の部分が前記関心のある領域に向かって深くなるようにし、
前記試料部分の基部を切断し、
前記試料部分を取り出す、
ことを含むことを特徴とする方法。
〔態様5〕
顕微鏡試料を抽出する方法であって:
前記試料を含む関心のある領域のまわりを実質的に完全に取り巻く溝を切り、前記試料が実質的に底部を除いたすべての側で切り離されるようにし、
前記試料の下を切ってそれを前記基板から切り離す、
ことを含むことを特徴とする方法。
〔態様6〕
前記溝を切ることが、集束イオンビームを用いて位置をずらした重なり合う複数回のパスを行うことを含むことを特徴とする、態様5記載の方法。
〔態様7〕
溝を切ることが、集束イオンビームを前記試料の周のまわりを継続的に動かして、ビームの角、エネルギー、電流、電流密度または直径を変えることなく、位置をずらした重なり合う複数回の切り込みを行うことを含むことを特徴とする、態様5記載の方法。
〔態様8〕
基板から試料を抽出するためのシステムであって:
基板を支持する試料ステージと、
基板上に傾きのある側壁を生成するために非一様分布をもつ、直径がマイクロメートル以下のイオンビームを生成するためのイオンビーム源と、
態様1記載の方法を実行するために前記イオンビーム源および前記ステージを制御するようプログラムされたコントローラ、
とを有することを特徴とするシステム。
〔態様9〕
前記試料を支持し、操作するためにプローブを動かすよう適応されたマイクロマニピュレータをさらに有することを特徴とする、態様8記載のシステム。
〔態様10〕
基板から試料を抽出するためのシステムであって:
基板中に穴を切削することができ、基板上に傾きのある側壁を生成するために非一様分布をもつ、直径がマイクロメートル以下のビームを生成するためのビーム源と、
関心のある領域に向けて内向きに移動する一連の重なり合う切り込みを実行して前記重なり合う切り込みが徐々に深くなるようにし、前記関心のある領域を含む試料のまわりに溝を生成するようプログラムされている、前記基板に対する前記ビームの動きを制御するためのコントローラ、
とを有することを特徴とするシステム。
〔態様11〕
前記コントローラがさらに前記試料の下を切って切り離すよう前記ビームを制御するようプログラムされていることを特徴とする、態様10記載のシステム。
〔態様12〕
前記コントローラがさらに、前記試料の下を切って切り離すよう前記ビームを制御する前に前記ビームまたは試料ステージを傾けるようプログラムされていることを特徴とする、態様10記載のシステム。
〔態様13〕
基板から顕微鏡試料を抽出するための方法であって:
基板上で抽出されるべき試料セクションを定義し、
基板表面に対してある第一の角で荷電粒子ビームを前記基板表面に向け、次いで前記試料セクションのまわりの実質完全な周に沿って荷電粒子ビームを制御することによって前記基板表面を切削して前記試料セクションのまわりに溝が形成されるようにし、
基板表面に対してある第二の角で荷電粒子ビームを試料セクションに向け、次いで前記試料セクションを切削して前記試料セクションの基部が前記基板から切断されるようにし、
前記試料を前記基板から取り外す、
ことを含むことを特徴とする方法。
〔態様14〕
態様13記載の方法であって、前記試料セクションのまわりの実質完全な周に沿って荷電粒子ビームを制御することによって前記基板表面を切削して前記試料セクションのまわりに溝が形成されるようにすることが:
前記試料セクションのまわりの実質完全な周に沿った第一の経路で荷電粒子ビームを制御することによって前記基板表面を切削して前記試料セクションのまわりに傾きのある側壁をもつ溝が形成されるようにし、
前記試料セクションのまわりの実質完全な周に沿った第二の経路で荷電粒子ビームを制御することによって前記基板を切削して前記試料のまわりの前記溝を拡大し、前記第二の経路によって生成される切り込みは前記第一の経路によって生成される切り込みと重なり合うが前記試料セクションのほうにずれており、前記第二の経路で制御された前記荷電粒子ビームが前回のビーム経路によって生成された傾斜のある側壁を衝撃する、
ことを特徴とする方法。
〔態様15〕
態様13記載の方法であって、前記試料セクションのまわりの実質完全な周に沿って荷電粒子ビームを制御することによって前記基板表面を切削して前記試料セクションのまわりに溝が形成されるようにすることが:
前記試料セクションのまわりの実質完全な周に沿った第一の経路で荷電粒子ビームを制御することによって前記基板表面を切削して前記試料セクションのまわりに溝が形成されるようにし、
前記試料セクションのまわりの実質完全な周に沿った第二の経路で荷電粒子ビームを制御することによって前記溝を拡大し、前記第二の経路でのビーム位置が前記第一の経路でのビーム位置と重なり合うが前記試料セクションのほうにずれている、
ことを特徴とする方法。
〔態様16〕
態様13記載の方法であって、前記試料セクションのまわりの実質完全な周に沿って荷電粒子ビームを制御することによって前記基板表面を切削して前記試料セクションのまわりに溝が形成されるようにすることが:
前記試料セクションのまわりの実質完全な周に沿った第一の経路で荷電粒子ビームを制御することによって前記基板表面を切削して前記試料セクションのまわりに前記試料セクションに近いほうの内側側壁をもつ溝が形成されるようにし、
前記試料セクションのまわりの実質完全な周に沿った第二の経路で荷電粒子ビームを制御することによって前記基板を切削して前記試料のまわりの前記溝を拡大し、前記第二の経路が前記第一の経路から前記試料セクションのほうにずれており、前記第二の経路で制御された前記荷電粒子ビームが前記溝の前記内側側壁を衝撃する、
ことを特徴とする方法。
〔態様17〕
態様13記載の方法であって、基板表面に対してある第一の角で荷電粒子ビームを前記基板表面に向けることが、基板表面に対して実質垂直な角度で前記基板表面に前記荷電粒子ビームを向けることを含むことを特徴とする方法。
〔態様18〕
前記第二の角が前記基板表面に対して10°ないし80°であることを特徴とする、態様17記載の方法。
〔態様19〕
前記第二の角が前記第一の角よりも小さいことを特徴とする態様13記載の方法。
〔態様20〕
態様13記載の方法であって、前記試料セクションのまわりの実質完全な周に沿って荷電粒子ビームを制御することによって前記基板表面を切削して前記試料セクションのまわりに溝が形成されるようにすることが、前記試料セクションに向けて漸次移動する一連の重なり合う切り込みにおいてある実質完全な周に沿って前記荷電粒子ビームを制御して前記試料セクションのまわりに溝が形成されるようにすることを含むことを特徴とする方法。
〔態様21〕
態様13記載の方法であって:
荷電粒子ビームを前記基板表面に向けることが、ある直径をもつ荷電粒子ビームを前記基板表面に向けることを含み、
前記試料セクションのまわりの実質完全な周に沿って荷電粒子ビームを制御することが、前記試料セクションのまわりの周をなす一連の二つ以上の円形経路において前記荷電粒子ビームを制御してビーム経路が直径が減少する一連の同心円を描き、連続する円形経路の直径の差がビーム直径より小さいようにすることを含む、
ことを特徴とする方法。
〔態様22〕
態様13記載の方法であって、さらに前記荷電粒子ビームを用いて切削することによって前記試料を薄化することを含むことを特徴とする方法。
〔態様23〕
前記薄化ステップが、前記試料セクションのまわりの実質完全な周に沿って荷電粒子ビームを制御することによって前記基板表面を切削して前記試料セクションのまわりに溝が形成されるようにしたあと、かつ、前記試料セクションを切削して前記試料セクションの基部が前記基板から切断されるようにする前に実行されることを特徴とする、態様22記載の方法。
〔態様24〕
態様13記載の方法であって、基板表面に対してある第二の角で荷電粒子ビームを試料セクションに向け、次いで前記試料セクションを切削して前記試料セクションの基部が前記基板から切断されるようにすることが:
前記試料セクションを荷電粒子ビームを用いて成形し、
前記試料を傾け、
荷電粒子ビームを前記試料セクションの基部に向け、前記試料セクションの下を切って該試料セクションが前記基板から切り離されるようにする、
ことを含むことを特徴とする方法。
〔態様25〕
態様1、態様4、態様5または態様13のうちいずれか一項記載の方法であって、さらに前記試料にプローブを取り付けることを含むことを特徴とする方法。
〔態様26〕
前記試料にプローブを取り付けることが、前記試料が前記基板から切り離された後で前記試料にプローブを取り付けることを含むことを特徴とする、態様25記載の方法。
〔態様27〕
態様1または態様5記載の方法であって、前記試料の下を切って前記基板から切り離すことが、前記ビームと前記基板との間の角を減少させ、前記ビームを前記試料の基部に向け、前記試料が前記基板から切り離されるまで基板物質を切削することを含むことを特徴とする方法。
〔態様28〕
態様1、態様4、態様5または態様13のうちいずれか一項記載の方法であって、前記溝の幅が前記試料よりも広いことを特徴とすることを特徴とする方法。
〔態様29〕
態様1、態様4、態様5または態様13のうちいずれか一項記載の方法であって、前記溝の底が前記試料に向かって漸次深くなることを特徴とする方法。
〔態様30〕
態様1、態様4、態様5または態様13のうちいずれか一項記載の方法であって、前記ビームが集束イオンビームであることを特徴とする方法。
〔態様31〕
態様1、態様4、態様5または態様13のうちいずれか一項記載の方法であって、ビームを制御して溝を生成することが、集束イオンビームを試料の周のまわりで継続的に制御して、ビームの角、エネルギー、電流、電流密度または直径を変えることなく、位置をずらした重なり合う複数回の切り込みを行うことを含むことを特徴とする方法。
11 外被
12 ネック部分
14 イオン源
16 イオンビーム集束カラム
18 イオンビーム
19 システムコントローラ
20 偏光板
22 試料
24 XYステージ
26 下部チャンバー
28 イオンポンプ
30 ポンピングシステム
32 真空コントローラ
34 高圧電源
36 偏向コントローラおよび増幅器
38 パターン発生器
40 荷電粒子検出器
41 走査型電子顕微鏡
42 ビデオ回路
44 モニター
45 走査型電子顕微鏡電源および制御部
46 ガス配送システム
60 扉
100 関心のある領域を位置特定
102 ビームを使って周に沿って切り込み
104 第一の切り込みに重なる第二の切り込み
106 追加的な重なり合う経路に沿った切り込み
108 試料の下を切って切り離す
110 試料にプローブを取り付け
112 集束イオンビームを使って試料を所望の形に切る
114 試料を観察
300 基板
302 第一の切り込み
402 第二の切り込み
502 溝
504 傾斜した側壁
506 試料
602 イオンビーム
604 斜めの穴
Claims (7)
- 顕微鏡試料を抽出する方法であって:
少なくとも一つの連続的なパスでの前記試料の周のまわりのビーム切削によって前記試料を含む関心のある領域のまわりを実質的に完全に取り巻く溝を切り、前記試料が実質的に、底部を除いたすべての側で切り離されるようにし、ここで、溝を切ることは、集束イオンビームを前記試料の周のまわりで連続的に動かして、ビームの角、エネルギー、電流、電流密度、直径を変えることなく、位置をずらした重なり合う複数回の切り込みを行い、試料に向かって溝を深くすることを含み、
前記試料の下を切ってそれを前記基板から切り離す、
ことを含むことを特徴とする方法。 - 請求項1記載の方法であって、前記溝の底が前記試料に向かって漸次深くなることを特徴とする、方法。
- 基板から顕微鏡試料を抽出するための方法であって:
基板上で抽出されるべき試料セクションを定義し、
基板表面に対してある第一の角で荷電粒子ビームを前記基板表面に向け、次いで前記試料セクションのまわりの実質完全な周に沿って一つの連続的なパスで荷電粒子ビームを制御することによって前記基板表面を切削して前記試料セクションのまわりに溝が形成されるようにし、
基板表面に対してある第二の角で荷電粒子ビームを試料セクションに向け、次いで前記試料セクションを切削して前記試料セクションの基部が前記基板から切断されるようにし、
前記試料セクションを前記基板から取り外す、
ことを含むことを特徴とする方法。 - 請求項3記載の方法であって、前記試料セクションのまわりの実質完全な周に沿って荷電粒子ビームを制御することによって前記基板表面を切削して前記試料セクションのまわりに溝が形成されるようにすることが:
前記試料セクションのまわりの実質完全な周に沿った第一の経路で荷電粒子ビームを制御することによって前記基板表面を切削して前記試料セクションのまわりに傾きのある側壁をもつ溝が形成されるようにし、
前記試料セクションのまわりの実質完全な周に沿った第二の経路で荷電粒子ビームを制御することによって前記基板を切削して前記試料のまわりの前記溝を拡大し、前記第二の経路によって生成される切り込みは前記第一の経路によって生成される切り込みと重なり合うが前記試料セクションのほうにずれており、前記第二の経路で制御された前記荷電粒子ビームが前回のビーム経路によって生成された傾きのある側壁を衝撃する、
ことを特徴とする方法。 - 請求項3記載の方法であって、基板表面に対してある第一の角で荷電粒子ビームを前記基板表面に向けることが、基板表面に対して実質垂直な角度で前記基板表面に前記荷電粒子ビームを向けることを含むことを特徴とする方法。
- 請求項3記載の方法であって:
荷電粒子ビームを前記基板表面に向けることが、あるビーム直径をもつ荷電粒子ビームを前記基板表面に向けることを含み、
前記試料セクションのまわりの実質完全な周に沿って荷電粒子ビームを制御することが、前記試料セクションのまわりの周をなす一連の二つ以上の円形経路において前記荷電粒子ビームを制御してビーム経路が直径が減少する一連の同心円を描き、連続する円形経路の直径の差が前記ビーム直径より小さいようにすることを含む、
ことを特徴とする方法。 - 基板から顕微鏡試料を抽出する方法であって:
基板表面に実質垂直な角度でイオンビームを、試料セクションのまわりのある完全な周に実質的に沿った第一の経路に沿って制御して、当該基板中に溝を生成し、ここで、前記イオンビームは該イオンビームの方向を反転することなく前記試料の周のまわりを一つの連続的なパスで前記第一の経路に沿って制御され、
前記基板表面に実質垂直な角度で前記イオンビームを第二の経路に沿って制御し、ここで、前記イオンビームは該イオンビームの方向を反転することなく前記試料の周のまわりを一つの連続的なパスで前記第二の経路に沿って制御され、前記第二の経路は、実質的に前記周の全体に沿って、前記第一の経路と重なり合うが前記第一の経路から前記試料セクションのほうに向けて内側にずれており、これにより前記試料のまわりの溝を拡大し、
前記基板に実質垂直でない角度で前記イオンビームを制御して前記試料の下を切り、前記試料を当該基板から切り離す、
ことを含むことを特徴とする方法。
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