JP3027072B2 - イオンビーム加工方法 - Google Patents
イオンビーム加工方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、細く集束したイオンビ
ームを被加工材料上で走査し、材料の走査領域をイオン
ビームによってスパッタして加工を行うようにしたイオ
ンビーム加工方法に関する。
ームを被加工材料上で走査し、材料の走査領域をイオン
ビームによってスパッタして加工を行うようにしたイオ
ンビーム加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】イオン源から発生したイオンビームを加
速し、更に集束レンズや対物レンズによってイオンビー
ムを細く絞り被加工材料上に照射することにより材料を
スパッタすることができる。この材料上の所定領域でイ
オンビームを繰り返し走査すれば、所定領域はイオンビ
ームによって削られ、任意の形状の穴や溝を穿ったり、
所定領域を削り取ったりすることができる。
速し、更に集束レンズや対物レンズによってイオンビー
ムを細く絞り被加工材料上に照射することにより材料を
スパッタすることができる。この材料上の所定領域でイ
オンビームを繰り返し走査すれば、所定領域はイオンビ
ームによって削られ、任意の形状の穴や溝を穿ったり、
所定領域を削り取ったりすることができる。
【０００３】ここで、図１に示すように同一材料上に２
種の領域Ｒ１，Ｒ２部分を掘る場合、まず、領域Ｒ１の
中心とイオンビーム光軸とを一致させるために材料を機
械的に移動させる。そして、点線で示すように、領域Ｒ
１の形状に合わせてイオンビームを繰り返し走査し、領
域Ｒ１について所望の深さまで材料をスパッタさせて掘
ることができる。
種の領域Ｒ１，Ｒ２部分を掘る場合、まず、領域Ｒ１の
中心とイオンビーム光軸とを一致させるために材料を機
械的に移動させる。そして、点線で示すように、領域Ｒ
１の形状に合わせてイオンビームを繰り返し走査し、領
域Ｒ１について所望の深さまで材料をスパッタさせて掘
ることができる。
【０００４】領域Ｒ１についての所定の加工が終了した
後、材料は移動させられ、領域Ｒ２の中心とイオンビー
ム光軸とが一致させられる。そして、点線で示すように
領域Ｒ２の形状に合わせて電子ビームを繰り返し走査す
る。その結果、領域Ｒ２について所定の深さまで材料を
スパッタさせて掘ることができる。なお、領域Ｒ１とＲ
２が比較的接近している場合には、領域Ｒ１の加工終了
後に材料を機械的に移動させず、イオンビームのシフト
によって領域Ｒ１とＲ２との間の移動を行っても良い。
後、材料は移動させられ、領域Ｒ２の中心とイオンビー
ム光軸とが一致させられる。そして、点線で示すように
領域Ｒ２の形状に合わせて電子ビームを繰り返し走査す
る。その結果、領域Ｒ２について所定の深さまで材料を
スパッタさせて掘ることができる。なお、領域Ｒ１とＲ
２が比較的接近している場合には、領域Ｒ１の加工終了
後に材料を機械的に移動させず、イオンビームのシフト
によって領域Ｒ１とＲ２との間の移動を行っても良い。
【０００５】次に、上記したイオンビーム加工方法を用
いて透過型電子顕微鏡用の試料を作成する場合について
説明する。図２は透過型電子顕微鏡で観察すべき試料素
材Ｓの上面図であり、この試料素材Ｓは矩形断面を有し
た棒状となっている。周知のごとく、透過型電子顕微鏡
としては電子ビームが透過できるだけの薄さを有してい
なければならない。このため、材料素材Ｓに対し点線で
示した領域Ｒ３，Ｒ４について粗い加工を最初に行い、
その後、一点鎖線で示した領域Ｒ５，Ｒ６について精密
な加工が実行される。
いて透過型電子顕微鏡用の試料を作成する場合について
説明する。図２は透過型電子顕微鏡で観察すべき試料素
材Ｓの上面図であり、この試料素材Ｓは矩形断面を有し
た棒状となっている。周知のごとく、透過型電子顕微鏡
としては電子ビームが透過できるだけの薄さを有してい
なければならない。このため、材料素材Ｓに対し点線で
示した領域Ｒ３，Ｒ４について粗い加工を最初に行い、
その後、一点鎖線で示した領域Ｒ５，Ｒ６について精密
な加工が実行される。
【０００６】この粗い加工の際、電子ビームの照射電流
は大きくされ、比較的速い速度で所定の深さまで加工が
行われるが、その反面、加工精度は十分でない。また、
精密加工時には、イオンビームの照射電流は小さくさ
れ、高い精度で試料Ｓの加工が実行される。この結果、
図３の斜視図で示すように両端が削られ、非常に薄くさ
れた透過型電子顕微鏡用の試料部分Ｓ０が形成される。
は大きくされ、比較的速い速度で所定の深さまで加工が
行われるが、その反面、加工精度は十分でない。また、
精密加工時には、イオンビームの照射電流は小さくさ
れ、高い精度で試料Ｓの加工が実行される。この結果、
図３の斜視図で示すように両端が削られ、非常に薄くさ
れた透過型電子顕微鏡用の試料部分Ｓ０が形成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記したイオンビーム
加工方法では、図１や図２の場合、領域Ｒ１やＲ３，Ｒ
５の加工を行った後、領域Ｒ２やＲ４，Ｒ６の加工を行
っており、その際、材料を移動させたりイメージシフト
を行っているので、最初の加工領域Ｒ１（Ｒ３，Ｒ５）
と２番目の加工領域Ｒ２（Ｒ４，Ｒ６）との間の位置精
度が必ずしも良くない。例えば、透過型電子顕微鏡の試
料作成の場合、最終工程である精密加工の際に材料の位
置合わせを２度行わねばならない。この場合、機械的な
位置合わせの誤差が大きいと、試料薄片として残したい
部分の位置の誤差が大きくなり、また、試料としての厚
さのバラツキも大きくなる。
加工方法では、図１や図２の場合、領域Ｒ１やＲ３，Ｒ
５の加工を行った後、領域Ｒ２やＲ４，Ｒ６の加工を行
っており、その際、材料を移動させたりイメージシフト
を行っているので、最初の加工領域Ｒ１（Ｒ３，Ｒ５）
と２番目の加工領域Ｒ２（Ｒ４，Ｒ６）との間の位置精
度が必ずしも良くない。例えば、透過型電子顕微鏡の試
料作成の場合、最終工程である精密加工の際に材料の位
置合わせを２度行わねばならない。この場合、機械的な
位置合わせの誤差が大きいと、試料薄片として残したい
部分の位置の誤差が大きくなり、また、試料としての厚
さのバラツキも大きくなる。
【０００８】また、片方の領域Ｒ５の精密加工が終了し
て、残りの領域Ｒ６の加工を行う際、領域Ｒ６の加工の
際にスパッタされた原子が既に加工が終了している領域
Ｒ５の面に再付着しその面を汚してしまう。このような
欠点は、透過型電子顕微鏡の試料作成のための加工だけ
ではなく、個々の加工の大きさや位置関係が重要な場
合、加工面の精度が大切な場合にも共通した問題となっ
ている。
て、残りの領域Ｒ６の加工を行う際、領域Ｒ６の加工の
際にスパッタされた原子が既に加工が終了している領域
Ｒ５の面に再付着しその面を汚してしまう。このような
欠点は、透過型電子顕微鏡の試料作成のための加工だけ
ではなく、個々の加工の大きさや位置関係が重要な場
合、加工面の精度が大切な場合にも共通した問題となっ
ている。
【０００９】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、複数の加工領域の加工をそれぞれ
の位置精度高く行うことができるイオンビーム加工方法
を実現するにある。
もので、その目的は、複数の加工領域の加工をそれぞれ
の位置精度高く行うことができるイオンビーム加工方法
を実現するにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に基づくイオンビ
ーム加工方法は、イオン源からのイオンビームを細く集
束し、被加工材料に照射し、被加工材料の特定領域をイ
オンビームによってスパッタさせ、所望の加工を行うイ
オンビーム加工方法において、区画された複数の加工領
域に対して単一の座標原点を有する加工データを作成
し、この加工データに基づきイオンビームを偏向し、前
記複数の加工領域をそれぞれ交互にスパッタさせて加工
を行うようにしたことを特徴としている。
ーム加工方法は、イオン源からのイオンビームを細く集
束し、被加工材料に照射し、被加工材料の特定領域をイ
オンビームによってスパッタさせ、所望の加工を行うイ
オンビーム加工方法において、区画された複数の加工領
域に対して単一の座標原点を有する加工データを作成
し、この加工データに基づきイオンビームを偏向し、前
記複数の加工領域をそれぞれ交互にスパッタさせて加工
を行うようにしたことを特徴としている。
【００１１】
【作用】本発明に基づくイオンビーム加工方法は、複数
の加工領域に対して単一の座標原点を有する加工データ
に基づきイオンビームを偏向し、複数の加工領域をそれ
ぞれ交互にスパッタさせて加工を行う。
の加工領域に対して単一の座標原点を有する加工データ
に基づきイオンビームを偏向し、複数の加工領域をそれ
ぞれ交互にスパッタさせて加工を行う。
【００１２】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図４は本発明に基づくイオンビーム加工方
法を実施するための集束イオンビーム装置の一例を示し
ている。図中１はイオン源であり、イオン源１から発生
し加速されたイオンビームは集束レンズ２、対物レンズ
３によって被加工材料４上に細く集束される。５はＸ方
向偏向器、６はＹ方向偏向器であり、それぞれＸ方向偏
向回路７、Ｙ方向偏向回路８から偏向信号が供給され
る。
に説明する。図４は本発明に基づくイオンビーム加工方
法を実施するための集束イオンビーム装置の一例を示し
ている。図中１はイオン源であり、イオン源１から発生
し加速されたイオンビームは集束レンズ２、対物レンズ
３によって被加工材料４上に細く集束される。５はＸ方
向偏向器、６はＹ方向偏向器であり、それぞれＸ方向偏
向回路７、Ｙ方向偏向回路８から偏向信号が供給され
る。
【００１３】９はブランキング電極であり、ブランキン
グ電極９にはブランキング回路１０からブランキング信
号が供給される。１１はコンピュータなどの制御回路で
あり、制御回路１１は加工データに基づいた偏向信号や
ブランキング信号を発生するよう偏向回路７，８、ブラ
ンキング回路１０の制御を行う。また、制御回路１１は
被加工材料４が載せられた材料ステージ１２の移動機構
１３を制御する。なお、１４は制御回路１１に接続され
たメモリであり、メモリ１４内には材料４の加工データ
が格納されている。このような構成の動作を次に説明す
る。
グ電極９にはブランキング回路１０からブランキング信
号が供給される。１１はコンピュータなどの制御回路で
あり、制御回路１１は加工データに基づいた偏向信号や
ブランキング信号を発生するよう偏向回路７，８、ブラ
ンキング回路１０の制御を行う。また、制御回路１１は
被加工材料４が載せられた材料ステージ１２の移動機構
１３を制御する。なお、１４は制御回路１１に接続され
たメモリであり、メモリ１４内には材料４の加工データ
が格納されている。このような構成の動作を次に説明す
る。
【００１４】通常の加工動作において、メモリ１４内の
加工データが制御回路１１によって読み出され、このデ
ータに基づいて所望の加工が行われる。まず、加工デー
タに基づいて材料の位置合わせが行われる。この位置合
わせは、制御回路１１によって駆動機構１３を制御し、
材料ステージ１２を移動させることによって行う。
加工データが制御回路１１によって読み出され、このデ
ータに基づいて所望の加工が行われる。まず、加工デー
タに基づいて材料の位置合わせが行われる。この位置合
わせは、制御回路１１によって駆動機構１３を制御し、
材料ステージ１２を移動させることによって行う。
【００１５】次に、材料上の加工位置とイオンビームの
光軸を一致させた後、加工パターンに応じた偏向信号が
Ｘ方向偏向回路７，Ｙ方向偏向回路８に供給される。ま
た、ブランキング信号がブランキング回路１０に供給さ
れる。この結果、Ｘ方向偏向器５，Ｙ方向偏向器６には
走査信号が印加され、その走査信号に応じてイオンビー
ムはＸ方向，Ｙ方向に偏向され、材料上で加工パターン
に応じてイオンビームは走査される。このイオンビーム
の走査は適宜イオンビームをブランキングすることによ
って実行される。材料の所定位置における所望の加工が
終了した後、次の材料位置における加工を行うために、
制御回路１１は駆動機構１３を制御し、材料ステージ１
２を移動させる。
光軸を一致させた後、加工パターンに応じた偏向信号が
Ｘ方向偏向回路７，Ｙ方向偏向回路８に供給される。ま
た、ブランキング信号がブランキング回路１０に供給さ
れる。この結果、Ｘ方向偏向器５，Ｙ方向偏向器６には
走査信号が印加され、その走査信号に応じてイオンビー
ムはＸ方向，Ｙ方向に偏向され、材料上で加工パターン
に応じてイオンビームは走査される。このイオンビーム
の走査は適宜イオンビームをブランキングすることによ
って実行される。材料の所定位置における所望の加工が
終了した後、次の材料位置における加工を行うために、
制御回路１１は駆動機構１３を制御し、材料ステージ１
２を移動させる。
【００１６】さて、この実施例において、図５の２種の
領域Ｒ７，Ｒ８の加工を行う場合、事前に加工データの
座標変換を行う。すなわち、２種の領域の加工データ
は、共通の座標原点（図中＋印）を有した単一の加工デ
ータに変換される。そして、２種の領域Ｒ７，Ｒ８の加
工時には、Ｒ７の領域を走査した後、次にＲ８の領域の
走査を行う一連の走査を繰り返し行うようなデータとさ
れる。
領域Ｒ７，Ｒ８の加工を行う場合、事前に加工データの
座標変換を行う。すなわち、２種の領域の加工データ
は、共通の座標原点（図中＋印）を有した単一の加工デ
ータに変換される。そして、２種の領域Ｒ７，Ｒ８の加
工時には、Ｒ７の領域を走査した後、次にＲ８の領域の
走査を行う一連の走査を繰り返し行うようなデータとさ
れる。
【００１７】図５では領域Ｒ７，Ｒ８の一連のイオンビ
ームの走査の様子を示しており、この図では各領域の境
界は点線で示しており、実線がイオンビームの走査軌跡
である。また、図６は図５の走査モードにおけるＸ方
向，Ｙ方向の偏向信号およびブランキング信号を示して
いる。図６（ａ）はＸ方向偏向信号、図６（ｂ）はＹ方
向偏向信号、図６（ｃ）はブランキング信号である。
ームの走査の様子を示しており、この図では各領域の境
界は点線で示しており、実線がイオンビームの走査軌跡
である。また、図６は図５の走査モードにおけるＸ方
向，Ｙ方向の偏向信号およびブランキング信号を示して
いる。図６（ａ）はＸ方向偏向信号、図６（ｂ）はＹ方
向偏向信号、図６（ｃ）はブランキング信号である。
【００１８】これらの図から明らかなように、まず、領
域Ｒ７のイオンビームによる走査はＡ点から開始されて
Ｂ点で終了し、その後イオンビームのブランキングが行
われ、次に領域Ｒ８のイオンビームによる走査がＣ点か
らＤ点まで行われる。領域Ｒ８のイオンビームによる走
査の後、イオンビームはブランキングされ、再びイオン
ビームは領域Ｒ７を走査し、領域Ｒ７とＲ８は交互に繰
り返し走査される。この走査回数は、領域Ｒ７とＲ８の
加工深さや材料の材質によって決められる。
域Ｒ７のイオンビームによる走査はＡ点から開始されて
Ｂ点で終了し、その後イオンビームのブランキングが行
われ、次に領域Ｒ８のイオンビームによる走査がＣ点か
らＤ点まで行われる。領域Ｒ８のイオンビームによる走
査の後、イオンビームはブランキングされ、再びイオン
ビームは領域Ｒ７を走査し、領域Ｒ７とＲ８は交互に繰
り返し走査される。この走査回数は、領域Ｒ７とＲ８の
加工深さや材料の材質によって決められる。
【００１９】なお、各領域Ｒ７，Ｒ８のイオンビームの
走査の際、各走査の起点（Ａ点とＣ点）は他の領域から
離れた位置とし、各走査の終点（Ｂ点とＤ点）は他の領
域に近い位置とされている。このような加工方法では、
領域Ｒ７，Ｒ８によって削られ露出した面のうち、他の
領域に近い面がそれぞれの走査の際に最後に削られるの
で、その面は常に清浄な面とされる。従って、このよう
な加工方法によって透過型電子顕微鏡試料を作成すれ
ば、加工面にスパッタされた原子が付着する確率は小さ
くなり、その面を汚すことは防止される。
走査の際、各走査の起点（Ａ点とＣ点）は他の領域から
離れた位置とし、各走査の終点（Ｂ点とＤ点）は他の領
域に近い位置とされている。このような加工方法では、
領域Ｒ７，Ｒ８によって削られ露出した面のうち、他の
領域に近い面がそれぞれの走査の際に最後に削られるの
で、その面は常に清浄な面とされる。従って、このよう
な加工方法によって透過型電子顕微鏡試料を作成すれ
ば、加工面にスパッタされた原子が付着する確率は小さ
くなり、その面を汚すことは防止される。
【００２０】以上本発明の実施例を説明したが、本発明
はこの実施例に限定されない。例えば、２種の領域を１
回の走査ごとに交互に繰り返し走査するようにしたが、
各領域においてイオンビームを複数回連続して走査し、
複数回の走査ごとに交互に走査領域を変更するようにし
ても良い。又、加工領域が２か所の例を用いて説明した
が、３か所以上の加工領域についても本発明を適用する
ことができる。
はこの実施例に限定されない。例えば、２種の領域を１
回の走査ごとに交互に繰り返し走査するようにしたが、
各領域においてイオンビームを複数回連続して走査し、
複数回の走査ごとに交互に走査領域を変更するようにし
ても良い。又、加工領域が２か所の例を用いて説明した
が、３か所以上の加工領域についても本発明を適用する
ことができる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に基づくイ
オンビーム加工方法は、複数の加工領域に対して単一の
座標原点を有する加工データに基づきイオンビームを偏
向し、複数の加工領域をそれぞれ交互にスパッタさせて
加工を行うようにしたので、複数の加工領域の加工をそ
れぞれ位置精度高く行うことができる。
オンビーム加工方法は、複数の加工領域に対して単一の
座標原点を有する加工データに基づきイオンビームを偏
向し、複数の加工領域をそれぞれ交互にスパッタさせて
加工を行うようにしたので、複数の加工領域の加工をそ
れぞれ位置精度高く行うことができる。
【図１】加工領域とイオンビームの走査の様子を示す図
である。
である。
【図２】透過型電子顕微鏡の試料作成における加工方法
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図３】作成された透過型電子顕微鏡の試料の斜視図で
ある。
ある。
【図４】本発明の方法を実施するためのイオンビーム装
置の一例を示す図である。
置の一例を示す図である。
【図５】加工領域とイオンビームの走査の様子を示す図
である。
である。
【図６】走査信号とブランキング信号を示す図である。
１ イオン源 ２ 集束レンズ ３ 対物レンズ ４ 被加工材料 ５ Ｘ方向偏向器 ６ Ｙ方向偏向器 ７ Ｘ方向偏向回路 ８ Ｙ方向変更回路 ９ ブランキング電極 １０ ブランキング回路 １１ 制御回路 １２ 材料ステージ １３ 駆動機構 １４ メモリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−285241（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−132345（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−116600（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−224418（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−250953（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 1/28 H01J 37/30 H01J 37/302 B23K 15/00 508
Claims (3)
- 【請求項１】 イオン源からのイオンビームを細く集束
し、被加工材料に照射し、被加工材料の特定領域をイオ
ンビームによってスパッタさせ、所望の加工を行うイオ
ンビーム加工方法において、区画された複数の加工領域
に対して単一の座標原点を有する加工データを作成し、
この加工データに基づきイオンビームを偏向し、前記複
数の加工領域をそれぞれ交互にスパッタさせて加工を行
うようにしたイオンビーム加工方法。 - 【請求項２】 前記複数の加工領域をそれぞれ交互にス
パッタさせるに際し、各加工領域でのイオンビームの走
査の起点は他の加工領域から離れた位置とし、各加工領
域でのイオンビームの走査の終点は他の加工領域に近い
位置としたことを特徴とする請求項１記載のイオンビー
ム加工方法。 - 【請求項３】 前記被加工材料が透過電子顕微鏡用の試
料素材であるあることを特徴とする請求項１記載のイオ
ンビーム加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5177750A JP3027072B2 (ja) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | イオンビーム加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5177750A JP3027072B2 (ja) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | イオンビーム加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0735662A JPH0735662A (ja) | 1995-02-07 |
| JP3027072B2 true JP3027072B2 (ja) | 2000-03-27 |
Family
ID=16036473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5177750A Expired - Fee Related JP3027072B2 (ja) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | イオンビーム加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3027072B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9412561B2 (en) | 2014-04-25 | 2016-08-09 | Sumitomo Heavy Industries Ion Technology Co., Ltd. | Ion implantation method and ion implantation apparatus |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5032783B2 (ja) | 2006-03-31 | 2012-09-26 | 株式会社電元社製作所 | 抵抗スポット溶接機 |
| JP5189916B2 (ja) * | 2008-07-17 | 2013-04-24 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 微細試料の加工方法，観察方法，及び装置 |
| CN104880340B (zh) * | 2014-02-28 | 2018-01-02 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 透射电子显微镜样品的制备方法 |
| CN108475608B (zh) | 2016-02-26 | 2021-07-09 | 株式会社日立高新技术 | 离子铣削装置以及离子铣削方法 |
-
1993
- 1993-07-19 JP JP5177750A patent/JP3027072B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9412561B2 (en) | 2014-04-25 | 2016-08-09 | Sumitomo Heavy Industries Ion Technology Co., Ltd. | Ion implantation method and ion implantation apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0735662A (ja) | 1995-02-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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