JP4927345B2 - 試料体の加工観察装置及び試料体の観察方法 - Google Patents
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Description
また、本発明の試料体の観察方法によれば、イオンビームにより試料体が切除された際に切除量に基づいて観察断面に対する電子ビームの焦点が調整されるので、観察断面が更新された際に的確に電子ビームの焦点に関する調整を行うことができ、試料体の断面の変化の観察に有利である。
図2に示すように、イオン銃102は、試料体200を所定の切除方向へ複数回にわたって連続的に切除する。図1に示すように、試料体の加工観察装置100は、予め設定された切除パターンが記憶された切除制御部126を有し、イオン銃102はこの切除制御部126の切除パターンに基づいて試料体200を切除する。
焦点基準移動部132は、観察断面202が切除されると、図3に示すように同じ高さとなるように設定基準点PSを移動させる。具体的には、焦点基準移動部132は、図4に示すように、設定基準点PSを画像の下側から上側へ移動させていく。ここで、本実施形態においては、画像生成部112により得られる観察断面202の二次元的な画像は、試料体200の表面側が上側に、裏面側が下側に表示されるようになっている。尚、観察断面202の表示態様は、検出部110の設置状態により変化するものであり、例えば、試料体200の裏面側が上側に、表面側が下側に表示される場合もある。
この試料体200の観察方法は、イオンビームIBの照射により試料体200を切除して観察断面202を形成する切除工程と、切除工程における試料体200の切除量に基づいて、観察断面202と電子ビームEBの焦点との関係を調整する焦点調整工程と、焦点調整工程の後、観察断面202に電子ビームEBを照射する電子ビーム照射工程と、を有する。本実施形態においては、焦点調整工程は、試料体200の切除量に基づいて設定基準点を移動させる焦点基準移動工程を含む。
δ=d/cosθy
の式から算出される。これにより、切除厚さd及び傾斜角θyがともに既知であることから、焦点基準移動部132において更新後の観察断面202において焦点の合う移動量δが正確に算出される。
尚、ここでは理解を容易にするために、設定基準点PSの移動位置が観察断面202のパターンに一致している例で説明した。しかし、通常は設定基準点PSの移動位置は、切除厚さdや傾斜角θyで決定するので、必ずしも観察断面202のパターンの位置に対応するとは限らない。
δ=d/cosθy=p/cos2θy
の式で表されることとなる(図6参照)。このように、観察視野のずれ量からも補正量δの算出が可能である。この観察断面202の上方への移動量は、例えば、図7に示すような設定基準点PSの画面上の移動量により取得してもよいし、観察断面202における目印となる部分の画面上の移動量により取得してもよい。
図8に示すように、試料体の加工観察装置300は、試料体200にイオンビームIBを照射して観察断面202を形成するイオン銃102と、イオン銃102により形成された観察断面202に電子ビームEBを照射する電子銃104と、観察断面202と電子ビームEBの焦点との相対位置を調整可能な焦点調整部306と、イオン銃102のイオンビームIBの照射による試料体200の切除量に基づいて、焦点調整部306を制御して相対位置を調整する焦点制御部308と、を備えている。
102 イオン銃
104 電子銃
106 焦点調整部
108 焦点制御部
110 検出部
112 画像生成部
114 チャンバー
116 ステージ
118 対物レンズ
120 偏向レンズ
122 制御アンプ
124 制御アンプ
126 切除制御部
128 パターン取得部
130 補正フォーカス部
132 焦点基準移動部
134 記憶部
200 試料体
202 観察断面
300 試料体の加工観察装置
306 焦点調整部
308 焦点制御部
316 ステージ
336 駆動制御部
338 ピエゾ素子
340 ステージ移動部
EB 電子ビーム
IB イオンビーム
PS 設定基準点
Claims (11)
- 試料体にイオンビームを照射して前記試料体を切除することにより観察断面を形成するイオン銃と、
前記イオン銃により形成された前記観察断面に電子ビームを照射する電子銃と、
前記観察断面の傾斜状態に対応して、設定基準点を中心として、前記観察断面に対する前記電子ビームの焦点合わせを行う補正フォーカス部を有する焦点調整部と、
前記試料体の切除量に基づいて前記焦点調整部を制御する焦点制御部と、を備え、
前記イオン銃は予め設定された切除パターンに基づいて前記試料体を切除し、
前記焦点制御部は、前記イオン銃の前記イオンビームの照射による前記試料体の切除量に基づいて前記設定基準点を移動させる焦点基準移動部を有し、
前記焦点制御部は、前記切除パターンから前記試料体の前記切除量に関する情報を取得するパターン取得部を有し、前記パターン取得部により取得した前記情報を用いた所定の演算式に従って前記焦点調整部の制御用のパラメータとして前記設定基準点の移動量を演算し、該演算したパラメータに基づいて前記焦点調整部を制御し、
前記設定基準点の移動量をδ、前記切除量をd、前記試料体が載置されるステージの水平方向に対する傾斜角をθyとすると、
δ=d/cosθy
で表され、前記焦点基準移動部は前記設定基準点をδだけ移動させることを特徴とする試料体の加工観察装置。 - 初期状態での前記設定基準点は、前記観察断面における前記試料体の裏面側に位置していることを特徴とする請求項1に記載の試料体の加工観察装置。
- 前記焦点調整部は、前記試料体が載置されたステージを移動させる駆動制御部を有し、
前記焦点制御部は、前記イオンビームの照射により前記試料体が切除されて前記観察断面が更新されると、更新前後で前記ステージと前記電子銃の相対位置を維持するよう前記駆動制御部を用いて前記ステージを移動させるステージ移動部を有することを特徴とする請求項1または2に記載の試料体の加工観察装置。 - 前記駆動制御部は、前記ステージ側に設けられたピエゾ素子の通電制御を行うことを特徴とする請求項3に記載の試料体の加工観察装置。
- 前記イオン銃は前記試料体を複数回にわたって切除し、
前記焦点基準移動部は、前記試料体が切除される都度に、前記設定基準点を移動させることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の試料体の加工観察装置。 - 前記電子ビームの前記観察断面への照射により生じた信号を検出する検出部を具備し、
前記焦点制御部は、前記検出部により検出された信号を、前記観察断面の切除前後で比較して、前記切除量に関する情報を取得する比較取得部を有することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の試料体の加工観察装置。 - 試料体にイオンビームを照射するイオン銃と、前記試料体に電子ビームを照射する電子銃と、前記観察断面の傾斜状態に対応して設定基準点を中心として前記電子ビームの焦点合わせを行う補正フォーカス部と、を備えた試料体の加工観察装置を用いて試料体を観察するにあたり、
予め設定された切除パターンに基づいて前記イオンビームを照射して前記試料体を切除することにより観察断面を形成する切除工程と、
前記切除工程における前記試料体の切除量に基づいて、前記観察断面の傾斜状態に対応して、前記設定基準点を中心として、前記観察断面に対する前記電子ビームの焦点合わせを行う焦点調整工程と、
前記焦点調整工程の後、前記観察断面に前記電子ビームを照射する電子ビーム照射工程と、
を有し、
前記焦点調整工程は、前記試料体の切除量に基づいて前記設定基準点を移動させる焦点基準移動工程を含み、
前記焦点調整工程では、前記切除パターンから前記試料体の前記切除量に関する情報を取得し、該取得した前記情報を用いた所定の演算式に従って前記焦点調整部の制御用のパラメータとして前記設定基準点の移動量を演算し、該演算したパラメータに基づいて前記電子ビームの焦点合わせを行い、
前記設定基準点の移動量をδ、前記切除量をd、前記試料体が載置されるステージの水平方向に対する傾斜角をθyとすると、
δ=d/cosθy
で表され、前記焦点基準移動工程では前記設定基準点をδだけ移動させることを特徴とする試料体の観察方法。 - 初期状態での前記設定基準点は、前記観察断面における前記試料体の裏面側に位置していることを特徴とする請求項7に記載の試料体の観察方法。
- 前記試料体の加工観察装置は、前記試料体が載置されるステージと、前記ステージを移動させる駆動制御部を備え、
前記焦点調整工程は、前記イオンビームの照射により前記試料体が切除されて前記観察断面が更新されると、更新前後で前記ステージと前記電子銃の相対位置を維持するよう前記駆動制御部を用いて前記ステージを移動させるステージ移動工程を含むことを特徴とする請求項7または8に記載の試料体の観察方法。 - 前記切除工程、前記焦点調整工程及び前記電子ビーム照射工程を、この順で複数回繰り返すことを特徴とする請求項7から9のいずれか一項に記載の試料体の観察方法。
- 前記加工観察装置は前記電子ビームの前記観察断面への照射により生じた信号を検出する検出部を具備し、
前記焦点調整工程にて、前記検出部により検出された信号を、前記観察断面の切除前後で比較して、前記切除量に関する情報を取得することを特徴とする請求項7から10のいずれか一項に記載の試料体の観察方法。
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