JP3055346U - 電子顕微鏡用試料作製装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来のフォーカスド・イオン・ビーム加工に
よる試料の薄片化装置にくらべて異質材料によるシンニ
ングレートの差により生ずる不正確さを矯正でき微小部
位を上下から同時に薄片化出来る電子顕微鏡用試料作製
装置を提供する。 【構成】真空容器内に２本のイオンビームを取りだし、
試料の上下同一点に照射出来るイオンガンと試料上のイ
オンビームをフォーカス或いはディフォーカス出来るレ
ンズと、試料上のイオンビームの照射位置を移動出来る
偏向装置とを具備し、試料上のシンニングの 状況を観
察しながらフォーカスや位置を調整出来るように拡大鏡
を備えた電子顕微鏡用試料作製装置。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】 ［産業上の利用分野］ 本考案はイオンビームによって加工する電子顕微鏡 用試料作製装置に関する。

【０００２】 ［従来の技術］ 半導体又は類似試料の観察に於いては、試料の作製の一方 法としてフオーカスされたイオンビームを試料に照射し加工（以下ＦＩＢ加 工と言う）し薄片化して電子顕微鏡で観察分析する方法があり、特定部位の 形態的観察においては極めて有効な方法であった。 近年に於ける半導体の技術の高度化は更に特定微小部位の正確な観察、分 析が要求されるようになった。 しかしながら、従来のＦＩＢ加工に於いては特定微小部位と言っても、そ れはその部位の平均的な薄片化であり更に微小な部位の観察、分析が要求さ れる場合は試料の異質材料によるシンニングレートの差によって生ずる誤差 などが矯正出来ないと言う問題があった。

【０００３】 ［考案が解決しょうとする課題］ 本考案では、これらの問題を解決するために、試料を観察しながら、必要と する微小部位の上下からイオンビームを当てレンズによるフォーカスの調整 や偏向装置による位置決めによって異質材料によるシンニングレートの差に よって生ずる不具合を矯正することにより正確なピンポイントの選択的シン ニングにより誤差のない正確な形態や分折情報が得られる様な電子顕微鏡用 試料作製装置を提供するものである。

【０００４】 ［課題を解決するための手段］ 本考案は、上記の問題を解決するために、真空ポンプを有する排気系を具備 し、外部から試料を装着した試料ホルダー又は試料だけを脱着出来る様にし た真空容器に於いて、イオン化室から２本のイオンビームが取り出され、該 イオンビームを外部からフォーカス調整をして試料の上下の同一部位を照射 するレンズと、前記の照射部位を試料上移動出来る偏向装置と試料上の照射 部位付近を拡大観察出来る試料観察装置を具備せしめ、試料の必要な特定部 位を観察しながらフォーカスレンズや偏向装置を調整して必要な部位を正確 に位置決めしたり、異質材料によるシンニングレートの差の矯正を行い、従 来の装置では出来なかった正確な試料情報を得られる試料の薄片化をするも のである。

【０００５】 ［作用］ 図２において、真空容器に装着された電極３と電極４の間には、電極３側 が＋側で約１．５Ｋｖが印加され、両電極に囲まれた部分はイオン化室２を 形成している。容器内に導入されたアルゴン・ガスはイオン化室でイオン化 され、電極４に設けられたイオン引出し口１８，１９からイオンビーム１５ １６となって射出され、レンズ６により試料１０上の同一部位の上下側にフ ォーカスされ照射される。 更に、試料上の正確な部位に照射するために偏向装置で照射位置が調整さ れる。 試料がイオン照射によって加工される状態は拡大鏡１７で観察しながらフ ォーカス調整，位置調整が行われる。 図３−１に示す様に試料１０のイオンビーム１５．１６が照射されている 部分の部位２０と部位２１がシンニングレートの異なる異質材料であった場 合、例えば部位２０の材質がシンニングレートが小さい場合には、従来の方 法では図３−２の様になり一様な薄片化が出来ない。 本装置では、この場合は観察しながらイオンビーム１５，１６を図３−２ の様に照射し、シンニングレートを矯正して図３−３に示す様な薄片化を行 うことが出来る。

【０００６】 ［実施例］ 図１は本考案による実施例を示す図である、真空容器１は弁１３を通して ターボ・モレキュラー・ポンプ１４に接続され排気される、真空容器１が排 気されると弁１２を通してアルゴン・ガスがガス容器１１から導入される、 電極３は電極４に対して外部電源５より＋電位が与えられており、電極４に 囲まれた空間はイオン化室を形成している。 電子レンズ６はイオンビームに対してフォーカス作用を持ち、外部電源７ と気密を保持した状態で接続されている。 偏向装置８は試料上に照射されるイオンビームの位置を移動する為に設け られており外部電源９に接続され調整される、試料１０は拡大鏡１７で観察 出来る様になっている。 真空容器１の内部を真空ポンプ１４で排気した後、ガス容器１１よりアル ゴン・ガスを僅かに導入すると、イオン化室２に於いて電極３と電極４の間 に電圧が印加されているのでアルゴン・ガスはイオン化し、＋イオンは電極 ４に設けられた引出し口１８，１９より２本のイオンビームとなって引き出 される、引き出された２本のイオンビーム１５，１６はレンズ６によって試 料１０の一点で焦点が合う様に調整される。 また、試料１０上の任意の部位にイオンビーム１５．１６が照射される様 に偏向装置８で調整出来る。 イオンビーム１５，１６が試料１０に当たると試料はイオン粒子によって 削られる即ちシンニングされるがシンニング・レートは材質によって異なる 。この様子を拡大鏡１７によってイオン・ビームのフォーカスの状態や，そ の位置，試料の加工状態を観察しながらフォーカス調整や，位置の調整を行 い望ましい試料の薄片化をおこなわせる。

【０００７】 ［考案の効果］ 本考案による、電子顕微鏡用試料作製装置によれば、試料を単にフォーカス ド・イオン・ビームで大雑把に平均的に薄片化するのではなく、試料を観察 しながら行うので試料の同一上下点にビーム照射し、且つ異質材料によるシ ンニング・レートの差から生ずる望まれない形をイオン・ビームを照射する 位置や，フォーカスの度合いを調整したりすることにより、矯正することが きるのでこの薄片化試料を電子顕微鏡で観察した場合、従来の方法によるよ りも正確な形態や，分析情報が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による電子顕微鏡用試料作製装置の実施
例を示す図である。

【図２】本考案による電子顕微鏡用試料作製装置の原理
説明図である。

【図３−１，図３−２，図３−３】本考案による電子顕
微鏡用試料作製装置による効果を説明する図である。

【符号の説明】

１ 真空容器 ２ イオン化室 ３ 電極 ４ 電極 ５ イオン化電源 ６ 静電型レンズ ７ レンズ電源 ８ 偏向装置 ９ 偏向装置電源 １０ 試料 １１ ガス容器 １２ 弁 １３ 弁 １４ 真空ポンプ １５，１６ イオン・ビーム １７ 拡大鏡 １８，１９ イオン引出し口 ２０ シンニング・レートの小さい試料の部分 ２１ シンニング・レートの大きい試料の部分

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空ポンプを有する排気系を具備し、外
   部から試料を装着した試料ホルダー又は試料だけを脱着
   出来るようにした真空容器に於いて、イオン化室から２
   本のイオンビームが取り出され、該イオンビームを外部
   からフォーカス調整をして試料の上下の同一部位を照射
   するレンズと前記の照射部位を試料上移動出来る偏向装
   置と試料上の照射部位付近を拡大観察出来る試料観察装
   置とを具備することを特徴とする電子顕微鏡用試料作製
   装置。