JP2014048285A - TEM試料調製における低kVFIBミリングのドーズ量ベースの終点決定 - Google Patents
TEM試料調製における低kVFIBミリングのドーズ量ベースの終点決定 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】この方法、システムおよびコンピュータ可読媒体は、バルク材料塊に向かって高エネルギーの集束イオン・ビームを導くこと、不必要な多くの材料をミリングによって除去して、露出した1つまたは複数の面が損傷層を含む未完成の試料薄片を形成すること、集束イオン・ビームの材料除去速度を評価すること、除去速度を評価することに続いて、未完成の試料薄片に向かって低エネルギーの集束イオン・ビームを所定のミリング時間の間導いて、低エネルギーの集束イオン・ビームから、面積当たりの指定されたイオン・ドーズ量を送達すること、未完成の試料薄片を低エネルギーの集束イオン・ビームを用いてミリングして、前記損傷層の少なくとも一部分を除去して関心の特徴部分の少なくとも一部分を含む完成した試料薄片を形成することを含む。
【選択図】図4
Description
704 電子ビーム・カラム
706 集束イオン・ビーム・カラム
708 試料室
709 ポンプ・システム
718 加工物
724 可動ステージ
Claims (38)
- 透過型電子顕微鏡法用の試料薄片を集束イオン・ビームを使用して形成する方法であって、
関心の特徴部分と不必要な多くの材料とを含むバルク材料塊に向かって、前記不必要な多くの材料をミリングによって除去するために、高エネルギーの集束イオン・ビームを導くステップと、
前記高エネルギーの集束イオン・ビームを用いて前記不必要な多くの材料をミリングによって除去して、完成後の試料薄片の所望の厚さよりも厚く、1つまたは複数の面が損傷層を含む未完成の試料薄片を形成するステップと、
前記未完成の試料薄片の露出した1つまたは複数の面に向かって低エネルギーの集束イオン・ビームを導く前の指定されたある時点において、前記低エネルギーの集束イオン・ビームの材料除去速度を評価するステップと、
前記低エネルギーの集束イオン・ビームの材料除去速度を評価する前記ステップに続いて、前記未完成の試料薄片の露出した1つまたは複数の面に向かって前記低エネルギーの集束イオン・ビームを、所定のパターン・ミリング時間の間導いて、前記低エネルギーの集束イオン・ビームから、指定された面積当たりのイオン・ドーズ量を送達するステップと、
前記未完成の試料薄片の前記露出した1つまたは複数の面を、前記低エネルギーの集束イオン・ビームを用いてミリングして、前記損傷層の少なくとも一部分を除去し、それによって前記関心の特徴部分の少なくとも一部分を含む完成した前記試料薄片を形成するステップと
を含む方法。 - 前記低エネルギーの集束イオン・ビームの材料除去速度を評価する前記ステップが、前記低エネルギーの集束イオン・ビームのビーム電流を測定するステップ、および較正されたビーム電流を決定するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記面積当たりのイオン・ドーズ量が、前記較正されたビーム電流、パターンをミリングする領域の面積、および前記低エネルギーの集束イオン・ビームが使用する前記所定のパターン・ミリング時間に依存する、請求項2に記載の方法。
- 前記低エネルギーの集束イオン・ビームの材料除去速度を評価する前記ステップが、前記低エネルギーの集束イオン・ビームの材料除去速度を実験的に測定するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記高エネルギーの集束イオン・ビームと前記低エネルギーの集束イオン・ビームが同じ集束イオン・ビーム・カラムから放出される、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記高エネルギーの集束イオン・ビームの入射エネルギーが8キロ電子ボルト(keV)よりも大きい、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記低エネルギーの集束イオン・ビームの入射エネルギーが8キロ電子ボルト(keV)よりも小さい、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記高エネルギーの集束イオン・ビームの入射エネルギーが30キロ電子ボルト(keV)以上である、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記低エネルギーの集束イオン・ビームの入射エネルギーが、2キロ電子ボルト(keV)から5keVの間である、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記低エネルギーの集束イオン・ビームを用いて前記未完成の試料薄片をミリングする前記ステップが人間の介入なしで実行される、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記集束イオン・ビームが、前記薄片の平面に対して平行でないある角度で導かれる、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記基板が単結晶材料を含む、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記単結晶材料がシリコンを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記集束イオン・ビームが、前記薄片の平面に対して零度でないある入射角で導かれる、請求項1から13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記集束イオン・ビームが、前記薄片の平面に対して実質的に45度の角度で導かれる、請求項14に記載の方法。
- 前記未完成の試料薄片をミリングする前記ステップの前に、前記集束イオン・ビームもしくは前記試料またはその両方を、試料表面に垂直な軸を軸にして回転させる、請求項14に記載の方法。
- 1つまたは複数の薄片からなる第1のセットを形成するステップであり、前記セットの薄片がそれぞれ、前記低エネルギーの集束イオン・ビームによって送達された面積当たりの指定された第1のイオン・ドーズ量を受け取るステップと、
薄片の前記第1のセットをミリングする工程後のある時点または薄片の前記第1のセットをミリングする工程中のある時点において、薄片の前記第1のセットの1つまたは複数の特性を測定するステップと、
薄片の前記第1のセットの測定された前記1つまたは複数の特性を記録するステップと、
前記低エネルギーの集束イオン・ビーム用の面積当たりの指定された第2のイオン・ドーズ量を、意図された薄片の特性と薄片の前記第1のセットの測定された前記1つまたは複数の特性との差に基づいて計算するステップと、
1つまたは複数の薄片からなる第2のセットを第2のパターン・ミリング時間を使用して形成して、前記低エネルギーの集束イオン・ビーム用の前記面積当たりの指定された第2のイオン・ドーズ量を送達するステップと
をさらに含む、請求項1から16のいずれか一項に記載の方法。 - 薄片の前記第1のセットの前記1つまたは複数の特性を人間が手動で観察し、前記人間が、前記指定された第2のドーズ量を計算する際に使用する調整係数を提供する、請求項17に記載の方法。
- 薄片の前記第1のセットの前記1つまたは複数の特性をマシン・ビジョン・アルゴリズムが測定し、薄片の前記第1のセットの測定された前記1つまたは複数の特性を使用して、前記指定された第2のドーズ量を決定する際に使用する調整係数を計算する、請求項17に記載の方法。
- 透過型電子顕微鏡法用の試料薄片を形成するシステムであって、
集束イオン・ビーム・カラムと、
試料ステージと、
前記試料ステージ上または前記試料ステージ内に配置された試料と、
プログラム可能なコントローラと
を備え、前記コントローラによって、前記システムが、自動的に、
関心の特徴部分と不必要な多くの材料とを含むバルク材料塊に向かって、前記不必要な多くの材料をミリングによって除去するために、高エネルギーの集束イオン・ビームを導き、
前記高エネルギーの集束イオン・ビームを用いて前記不必要な多くの材料をミリングによって除去して、完成した試料薄片の所望の厚さよりも厚く、露出した1つまたは複数の面が損傷層を含む未完成の試料薄片を形成し、
前記未完成の試料薄片の露出した1つまたは複数の面に向かって低エネルギーの集束イオン・ビームを導く前の指定されたある時点において、前記低エネルギーの集束イオン・ビームの材料除去速度を評価し、
前記低エネルギーの集束イオン・ビームの材料除去速度を評価することに続いて、前記未完成の試料薄片の露出した1つまたは複数の面に向かって前記低エネルギーの集束イオン・ビームを、所定のパターン・ミリング時間の間導いて、前記低エネルギーの集束イオン・ビームから、指定された面積当たりのイオン・ドーズ量を送達し、
前記未完成の試料薄片の前記露出した1つまたは複数の面を、前記低エネルギーの集束イオン・ビームを用いてミリングして、前記損傷層の少なくとも一部分を除去し、それによって前記関心の特徴部分の少なくとも一部分を含む完成した前記試料薄片を形成する
システム。 - 前記低エネルギーの集束イオン・ビームのビーム電流を測定し、較正されたビーム電流を決定することによって、前記低エネルギーの集束イオン・ビームの材料除去速度を評価する、請求項20に記載のシステム。
- 前記面積当たりのイオン・ドーズ量が、前記較正されたビーム電流、パターンをミリングする領域の面積、および前記低エネルギーの集束イオン・ビームが使用する前記所定のパターン・ミリング時間に依存する、請求項21に記載のシステム。
- 前記低エネルギーの集束イオン・ビームの材料除去速度を実験的に測定することによって、前記低エネルギーの集束イオン・ビームの材料除去速度を評価する、請求項20に記載のシステム。
- 前記高エネルギーの集束イオン・ビームの入射エネルギーが8キロ電子ボルト(keV)よりも大きい、請求項20から23のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記低エネルギーの集束イオン・ビームの入射エネルギーが8キロ電子ボルト(keV)よりも小さい、請求項20から24のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記低エネルギーの集束イオン・ビームの入射エネルギーが、2キロ電子ボルト(keV)から5keVの間である、請求項20から25のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記プログラム可能なコントローラによって、前記システムがさらに、自動的に、
1つまたは複数の薄片からなる第1のセットを形成し、前記セットの薄片がそれぞれ、前記低エネルギーの集束イオン・ビームによって送達された面積当たりの指定された第1のイオン・ドーズ量を受け取り、
薄片の前記第1のセットをミリングする工程後のある時点または薄片の前記第1のセットをミリングする工程中のある時点において、薄片の前記第1のセットの1つまたは複数の特性を測定し、
薄片の前記第1のセットの測定された前記1つまたは複数の特性を記録し、
前記低エネルギーの集束イオン・ビーム用の面積当たりの指定された第2のイオン・ドーズ量を、意図された薄片の特性と薄片の前記第1のセットの測定された前記1つまたは複数の特性との差に基づいて計算し、
1つまたは複数の薄片からなる第2のセットを第2のパターン・ミリング時間を使用して形成して、前記低エネルギーの集束イオン・ビーム用の前記面積当たりの指定された第2のイオン・ドーズ量を送達する、
請求項20から26のいずれか一項に記載のシステム。 - 薄片の前記第1のセットの前記1つまたは複数の特性を人間が手動で観察し、前記人間が、前記指定された第2のドーズ量を計算する際に使用する調整係数を提供する、請求項27に記載のシステム。
- 薄片の前記第1のセットの前記1つまたは複数の特性をマシン・ビジョン・アルゴリズムが測定し、薄片の前記第1のセットの測定された前記1つまたは複数の特性を使用して、前記指定された第2のドーズ量を決定する際に使用する調整係数を計算する、請求項27に記載のシステム。
- 透過型電子顕微鏡法用の試料薄片を自動的に形成する符号化されたコンピュータ・プログラムを含む非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータ・プログラムがコンピュータ命令を含み、コンピュータ・プロセッサによって前記コンピュータ命令が実行されたときに、前記コンピュータ命令によって、コンピュータが、集束イオン・ビーム・システムを、
関心の特徴部分と不必要な多くの材料とを含むバルク材料塊に向かって、前記不必要な多くの材料をミリングによって除去するために、高エネルギーの集束イオン・ビームを導き、
前記高エネルギーの集束イオン・ビームを用いて前記不必要な多くの材料をミリングによって除去して、完成後の試料薄片の所望の厚さよりも厚く、露出した1つまたは複数の面が損傷層を含む未完成の試料薄片を形成し、
前記未完成の試料薄片に向かって低エネルギーの集束イオン・ビームを導く前の指定されたある時点において、前記低エネルギーの集束イオン・ビームの材料除去速度を評価し、
前記低エネルギーの集束イオン・ビームの材料除去速度を評価することに続いて、前記未完成の試料薄片の露出した1つまたは複数の面に向かって前記低エネルギーの集束イオン・ビームを、所定のパターン・ミリング時間の間導いて、前記低エネルギーの集束イオン・ビームから、指定された面積当たりのイオン・ドーズ量を送達し、
前記未完成の試料薄片の前記露出した1つまたは複数の面を、前記低エネルギーの集束イオン・ビームを用いてミリングして、前記損傷層の少なくとも一部分を除去し、それによって前記関心の特徴部分の少なくとも一部分を含む完成した前記試料薄片を形成する
ように制御するコンピュータ可読媒体。 - 前記コンピュータ命令によって、前記コンピュータが、前記集束イオン・ビーム・システムを、前記低エネルギーの集束イオン・ビームのビーム電流を測定し、較正されたビーム電流を決定することによって、前記低エネルギーの集束イオン・ビームの材料除去速度を評価するように制御する、請求項30に記載のコンピュータ可読媒体。
- 前記面積当たりのイオン・ドーズ量が、前記較正されたビーム電流、パターンをミリングする領域の面積、および前記低エネルギーの集束イオン・ビームが使用する前記所定のパターン・ミリング時間に依存する、請求項30に記載のコンピュータ可読媒体。
- 前記コンピュータ命令によって、前記コンピュータが、前記集束イオン・ビーム・システムを、前記低エネルギーの集束イオン・ビームの材料除去速度を実験的に測定することによって、前記低エネルギーの集束イオン・ビームの材料除去速度を評価するように制御する、請求項30に記載のコンピュータ可読媒体。
- 前記高エネルギーの集束イオン・ビームの入射エネルギーが8キロ電子ボルト(keV)よりも大きい、請求項30から33のいずれか一項に記載のコンピュータ可読媒体。
- 前記低エネルギーの集束イオン・ビームの入射エネルギーが8キロ電子ボルト(keV)よりも小さい、請求項30から34のいずれか一項に記載のコンピュータ可読媒体。
- コンピュータ命令をさらに含み、このコンピュータ命令によって、前記コンピュータが、前記集束イオン・ビーム・システムを、
1つまたは複数の薄片からなる第1のセットを形成し、前記セットの薄片がそれぞれ、前記低エネルギーの集束イオン・ビームによって送達された面積当たりの指定された第1のイオン・ドーズ量を受け取り、
薄片の前記第1のセットをミリングする工程後のある時点または薄片の前記第1のセットをミリングする工程中のある時点において、薄片の前記第1のセットの1つまたは複数の特性を測定し、
薄片の前記第1のセットの測定された前記1つまたは複数の特性を記録し、
前記低エネルギーの集束イオン・ビーム用の面積当たりの指定された第2のイオン・ドーズ量を、意図された薄片の特性と薄片の前記第1のセットの測定された前記1つまたは複数の特性との差に基づいて計算し、
1つまたは複数の薄片からなる第2のセットを第2のパターン・ミリング時間を使用して形成して、前記低エネルギーの集束イオン・ビーム用の前記面積当たりの指定された第2のイオン・ドーズ量を送達する
ように制御する、請求項30から35のいずれか一項に記載のコンピュータ可読媒体。 - 薄片の前記第1のセットの前記1つまたは複数の特性を人間が手動で観察し、前記人間が、前記指定された第2のドーズ量を計算する際に使用する調整係数を提供する、請求項36に記載のコンピュータ可読媒体。
- 薄片の前記第1のセットの前記1つまたは複数の特性をマシン・ビジョン・アルゴリズムが測定し、薄片の前記第1のセットの測定された前記1つまたは複数の特性を使用して、前記指定された第2のドーズ量を決定する際に使用する調整係数を計算する、請求項36に記載のコンピュータ可読媒体。
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