JP5009126B2 - アトムプローブ用針状試料の加工方法及び集束イオンビーム装置 - Google Patents
アトムプローブ用針状試料の加工方法及び集束イオンビーム装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5009126B2 JP5009126B2 JP2007279319A JP2007279319A JP5009126B2 JP 5009126 B2 JP5009126 B2 JP 5009126B2 JP 2007279319 A JP2007279319 A JP 2007279319A JP 2007279319 A JP2007279319 A JP 2007279319A JP 5009126 B2 JP5009126 B2 JP 5009126B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- needle
- sample
- ion beam
- focused ion
- axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
ここで、アトムプローブで分析される針状試料の先端の頂点周辺とは、先端の頂点を中心とした直径が数十nmの範囲のことである。
アトムプローブ用の針状試料の先端の頂点周辺の形状は、その頂点周辺の曲率半径が数十nm程度に鋭いことが必要であり、ナノメートルサイズの加工が可能な集束イオンビーム(Focused Ion Beam)を用いて針状試料の加工が行われている。
また、針状試料に集束イオンビーム中のイオンが打ち込まれるために針状試料の機械的な強度が弱くなり、針状試料をアトムプローブで分析する時に針状試料が軸線方向に引っ張られて、折れてしまうという問題があった。
本発明のアトムプローブ用針状試料の加工方法は、集束イオンビームの照射によってアトムプローブ用の針状試料の先端を加工するアトムプローブ用針状試料の加工方法であって、前記針状試料を、その先端側が前記集束イオンビームの進行方向先方を向きかつ基端側が該集束イオンビームの進行方向後方を向くように、前記集束イオンビームの進行方向に対して前記針状試料の軸線が鋭角をなすように傾斜させて配置し、前記針状試料をその軸線を中心に回転させながら、前記集束イオンビームを前記針状試料に近づける方向に移動させ、該針状試料の先端を円錐面が形成されるように加工することを特徴としている。
また、本発明の集束イオンビーム装置は、針状試料を収容するチャンバーと、前記チャンバーの内部を真空排気させる減圧手段と、前記チャンバーの内部に集束イオンビームを照射させるビーム発生手段と、前記チャンバー内に配置された試料載置台とを備え、前記試料載置台に設けられたブラケットには、前記針状試料を、その先端側が前記集束イオンビームの進行方向先方を向きかつ基端側が該集束イオンビームの進行方向後方を向くように、前記針状試料の軸線を前記集束イオンビームの進行方向に対して鋭角をなすように傾斜させて保持するクランプが設けられ、前記クランプごと前記針状試料をその軸線を中心に回転させる回転手段と、前記試料載置台に設けられ、前記ブラケットを移動させる移動手段と、前記回転手段、前記移動手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記回転手段により前記針状試料をその軸線を中心に回転させながら、前記移動手段により前記集束イオンビームを前記針状試料に近づける方向に移動させ、該針状試料の先端を円錐面が形成されるように加工することを特徴としている。
また、削除される部分にのみ集束イオンビーム中のイオンが打ち込まれるので、針状試料の表面に生じる傷を低減させ、針状試料の機械的な強度の低下を抑えることができる。
また、上記のアトムプローブ用針状試料の加工方法において、前記集束イオンビームは、偏向器によって偏向可能とされていることがより好ましい。
図1に示すように、本発明の集束イオンビーム装置100は、真空排気されたチャンバー101内に配置された軸線C1を中心に回転するアトムプローブ用の針状試料10を、その先端11をSEM鏡筒150で観察しながらFIB鏡筒120から照射される集束イオンビームBで加工する装置である。
集束イオンビーム装置100は、針状試料10を収容するチャンバー101と、チャンバー101の内部を真空排気させる真空ポンプ102と、チャンバー101の内部に集束イオンビームBを照射させるFIB鏡筒120と、チャンバー101内に配置された試料載置台130と、試料載置台130に設けられたブラケット110と、ブラケット110に設けられ針状試料10を保持するクランプ106と、クランプ106ごと針状試料10をその軸線C1を中心に回転させる試料回転モータ140と、針状試料10を観察するSEM鏡筒150と、各構成を制御する制御手段160とを備えている。
なお、真空ポンプ102は特許請求の範囲の減圧手段に、FIB鏡筒120はビーム発生手段に、試料回転モータ140は回転手段にそれぞれ相当する。
なお図3に示すように、針状試料10の先端11の円錐面14の頂点13部の角度はαとなっている。
また、SEM鏡筒150は、図示しない電子発生源で発生した電子を図示しない電子光学系で細く絞って電子ビームEとした後に照射して、測定対象物である針状試料10を観察する。
試料載置台130は、ブラケット110をX軸、Y軸及びZ軸に沿って移動させるXYZ移動機構132と、ブラケット110をZ軸回りに回転させるローテーション機構133と、ブラケット110をX軸回りに回転させるチルト機構131と、上部にブラケット110を設ける天板134とを有する。このように構成された試料載置台130は、ブラケット110を5軸に変位させることで、クランプ106に保持された針状試料10位置を調節することができる。
そして、制御手段160からの信号により、図示しない回転板モータが、軸受け113の軸線C2を中心として回転板114を回転させ、図示しない固定モータが固定部材115をその軸線方向に移動させて側板112を回転板114と固定部材115で挟み込むことにより、回転板114を側板112に固定させる。
一対の軸受け113は同一軸線C2を有するように固定されているが、この二つの軸受け113の間には空間があり、そこに針状試料10の先端11が配置されている。そして、この空間に後述する集束イオンビームBが照射され、針状試料10の先端11が加工される。
対物レンズ123で集光された集束イオンビームBは、Z軸の一つの方向である進行方向Dに向かって進む。
なお、針状試料10は、集積回路等の電子デバイスから集束イオンビーム等を用いて加工して取り出された時には図4に示すように細長いブロック状の針状試料20となっている。そして、集束イオンビーム装置100により、この針状試料20は、図3で示した針状試料10の形状に加工される。
そして、制御手段160により真空ポンプ102を駆動させ、排気口101aからチャンバー101内の空気を排気させ、ステップS20に移行する。
なお、集束イオンビームBに対して針状試料20をX軸方向に移動させるために、XYZ移動機構132をX軸方向に移動させたが、替わりに偏向器122xに電圧を印加させて集束イオンビームBをX軸方向に移動させてもよい。
すなわち、針状試料20を、その先端21側が集束イオンビームBの進行方向D先方を向きかつ基端22側が集束イオンビームBの進行方向D後方を向くように、集束イオンビームBの進行方向Dに対して針状試料20の軸線C3が45°をなすように傾斜させて配置させる。
傾斜角度θが45°に保持されると、ステップS40に移行する。
先端21の加工が終了すると、針状試料20は図3に示す針状試料10となり、ステップS40が終了して、集束イオンビーム装置100による針状試料10を加工する工程が終了する。
また、削除される部分にのみ集束イオンビームB中のイオンが打ち込まれるので、針状試料10の表面に生じる傷を低減させ、針状試料10の機械的な強度の低下を抑えることができる。
傾斜角度θが45°以下なので、図8に示す加工された針状試料10の先端11の円錐面14の頂点13部の角度αは45°の2倍の90°以下になる。このため、針状試料10をアトムプローブで分析する時に電界蒸発する場所が針状試料10の先端11の頂点13周辺に集中する。従って、針状試料10の組成をより正確に分析することができる。
また、傾斜角度θが30°以上なので、FIB鏡筒120の配置位置と、ブラケット110及び試料回転モータ140の配置位置の間隔が広く取れて部品の干渉が抑えられる。従って、集束イオンビーム装置100の設計を容易に行うことができる。
アトムプローブ200は、針状試料10を収容するチャンバー201と、チャンバー201の内部を真空排気させる真空ポンプ202と、針状試料10を保持する試料台203と、針状試料10との間に電位差を生じさせる漏斗状の引出電極204と、針状試料10にレーザーLを照射するレーザー発振器205と、針状試料10から発生したイオンMを検出する二次元イオン検出器206と、各構成を制御する制御装置207とを概略備えている。
制御装置207は、イオンMが発生してから二次元イオン検出器206に到着するまでに要した所要時間を計測し、計測した所要時間からイオンMの質量を求める。
また制御装置207は、二次元イオン検出器206で検出されたイオンMが当たった位置から、イオンMが針状試料10から飛び出した位置を求める。
こうして、アトムプローブ200により、針状試料10の先端11における、三次元の微小領域の物質の構造及び組成を分析することができる。
例えば、上記実施形態では図7及び図8に示すように、FIB鏡筒120から照射される集束イオンビームBで針状試料20の先端11を加工する時に、偏向器122xに電圧を印加させて集束イオンビームBをX1方向に移動させている。この集束イオンビームBをX1方向に移動させている時に、偏向器122yに電圧を印加させて集束イオンビームBをX1方向に移動させる速度に比較して高速度でY軸方向の一定範囲を往復移動するように集束イオンビームBを走査させてもよい。
これにより針状試料10の先端11の表面の加工をより安定させることができる。
傾斜角度θが90°より小さければ、針状試料10の円錐面14の角度αが180°より小さくなる。このため、針状試料10をアトムプローブで分析する時に電界蒸発する場所が針状試料10の先端11の頂点13周辺に集中し、針状試料10の組成を正確に分析することができる。
また、傾斜角度θが0°より大きければ、針状試料10の円錐面14の角度αが0°より大きくなる。本発明の実施形態の集束イオンビーム装置100で加工された針状試料10は機械的な強度が高いので、アトムプローブによる分析時に破損することを抑えることができる。
11 先端
12 基端
101 チャンバー
102 真空ポンプ(減圧手段)
106 クランプ
110 ブラケット
120 FIB鏡筒(ビーム発生手段)
130 試料載置台
140 試料回転モータ(回転手段)
150 SEM鏡筒(観察手段)
B 集束イオンビーム
C1 軸線
D 進行方向
θ 傾斜角度
Claims (5)
- 集束イオンビームの照射によってアトムプローブ用の針状試料の先端を加工するアトムプローブ用針状試料の加工方法であって、
前記針状試料を、その先端側が前記集束イオンビームの進行方向先方を向きかつ基端側が該集束イオンビームの進行方向後方を向くように、前記集束イオンビームの進行方向に対して前記針状試料の軸線が鋭角をなすように傾斜させて配置し、
前記針状試料をその軸線を中心に回転させながら、前記集束イオンビームを前記針状試料に近づける方向に移動させ、該針状試料の先端を円錐面が形成されるように加工することを特徴とするアトムプローブ用針状試料の加工方法。 - 請求項1に記載のアトムプローブ用針状試料の加工方法において、
前記集束イオンビームは、レンズによって前記針状試料の先端近傍に集光されていることを特徴とするアトムプローブ用針状試料の加工方法。 - 請求項1または2に記載のアトムプローブ用針状試料の加工方法において、
前記集束イオンビームは、偏向器によって偏向可能とされていることを特徴とするアトムプローブ用針状試料の加工方法。 - 針状試料を収容するチャンバーと、
前記チャンバーの内部を真空排気させる減圧手段と、
前記チャンバーの内部に集束イオンビームを照射させるビーム発生手段と、
前記チャンバー内に配置された試料載置台とを備え、
前記試料載置台に設けられたブラケットには、前記針状試料を、その先端側が前記集束イオンビームの進行方向先方を向きかつ基端側が該集束イオンビームの進行方向後方を向くように、前記針状試料の軸線を前記集束イオンビームの進行方向に対して鋭角をなすように傾斜させて保持するクランプが設けられ、
前記クランプごと前記針状試料をその軸線を中心に回転させる回転手段と、
前記試料載置台に設けられ、前記ブラケットを移動させる移動手段と、
前記回転手段、前記移動手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記回転手段により前記針状試料をその軸線を中心に回転させながら、前記移動手段により前記集束イオンビームを前記針状試料に近づける方向に移動させ、該針状試料の先端を円錐面が形成されるように加工することを特徴とする集束イオンビーム装置。 - 請求項4に記載の集束イオンビーム装置において、
前記ブラケットは、
前記試料載置台に設けられ凹凸溝を備えたベースと、
前記ベースの上面であって前記凹凸溝の両側から前記ベースの上面に直交する方向へ伸びる一対の側板と、
一対の前記側板に同一の軸線を有するように固定された一対の軸受けと、
一対の前記軸受けに固定され、前記軸線を中心に回転する一対の回転板と、
一対の前記回転板を一対の前記側板に固定させる固定部材と、
一対の前記回転板を連結させとともに、前記凹凸溝に収容された前記回転手段が固定された取付板と、
を有していることを特徴とする集束イオンビーム装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007279319A JP5009126B2 (ja) | 2007-10-26 | 2007-10-26 | アトムプローブ用針状試料の加工方法及び集束イオンビーム装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007279319A JP5009126B2 (ja) | 2007-10-26 | 2007-10-26 | アトムプローブ用針状試料の加工方法及び集束イオンビーム装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009109236A JP2009109236A (ja) | 2009-05-21 |
JP5009126B2 true JP5009126B2 (ja) | 2012-08-22 |
Family
ID=40777876
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007279319A Expired - Fee Related JP5009126B2 (ja) | 2007-10-26 | 2007-10-26 | アトムプローブ用針状試料の加工方法及び集束イオンビーム装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5009126B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB201002645D0 (en) | 2010-02-17 | 2010-03-31 | Univ Lancaster | Method and apparatus for ion beam polishing |
JP5537653B2 (ja) * | 2010-04-16 | 2014-07-02 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | イオンビーム装置およびイオンビーム加工方法 |
DE102012020478A1 (de) * | 2012-10-18 | 2014-05-08 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Teilchenstrahlsystem und Verfahren zum Bearbeiten einer TEM-Probe |
JP6382495B2 (ja) * | 2013-09-02 | 2018-08-29 | 株式会社日立ハイテクサイエンス | 荷電粒子ビーム装置 |
JP6271189B2 (ja) * | 2013-09-02 | 2018-01-31 | 株式会社日立ハイテクサイエンス | 荷電粒子ビーム装置 |
CN111829841A (zh) * | 2019-04-15 | 2020-10-27 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 针状样品、针状样品的分析以及制备方法 |
CN111825056A (zh) * | 2020-07-17 | 2020-10-27 | 杭州电子科技大学 | 基于飞秒激光与高温成型悬臂梁探针的方法及悬臂梁探针 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06150870A (ja) * | 1992-11-11 | 1994-05-31 | Ulvac Japan Ltd | 針切削用イオン加工装置 |
JPH08304243A (ja) * | 1995-05-11 | 1996-11-22 | Nippon Steel Corp | 断面薄膜試料及びその作製方法及び断面薄膜試料用ホルダ |
JP4178741B2 (ja) * | 2000-11-02 | 2008-11-12 | 株式会社日立製作所 | 荷電粒子線装置および試料作製装置 |
JP2005345220A (ja) * | 2004-06-02 | 2005-12-15 | Hitachi High-Technologies Corp | 試料作製方法および装置 |
JP4486462B2 (ja) * | 2004-09-29 | 2010-06-23 | 日本電子株式会社 | 試料作製方法および試料作製装置 |
JP4393352B2 (ja) * | 2004-11-15 | 2010-01-06 | 株式会社日立製作所 | 電子顕微鏡 |
JP4555714B2 (ja) * | 2005-03-18 | 2010-10-06 | 富士通株式会社 | ナノレベル構造組成観察用試料の作製方法 |
JP4504880B2 (ja) * | 2005-07-08 | 2010-07-14 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 真空排気系を利用したシリンダを用いたイオンビーム電流測定機構 |
JP4740668B2 (ja) * | 2005-07-11 | 2011-08-03 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電ビーム装置及びそのビーム軸の軸合わせ方法 |
JP4851804B2 (ja) * | 2006-02-13 | 2012-01-11 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 集束イオンビーム加工観察装置、集束イオンビーム加工観察システム及び加工観察方法 |
JP4747952B2 (ja) * | 2006-05-31 | 2011-08-17 | 株式会社日立製作所 | 試料加工装置および試料加工方法 |
JP4428369B2 (ja) * | 2006-08-07 | 2010-03-10 | 株式会社日立製作所 | 荷電粒子線装置および試料作製装置 |
-
2007
- 2007-10-26 JP JP2007279319A patent/JP5009126B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009109236A (ja) | 2009-05-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5009126B2 (ja) | アトムプローブ用針状試料の加工方法及び集束イオンビーム装置 | |
JP5674259B2 (ja) | 粒子ビーム装置および粒子ビーム装置で使用するための方法 | |
KR102056507B1 (ko) | 하전 입자 빔 장치 및 시료 관찰 방법 | |
JP6382495B2 (ja) | 荷電粒子ビーム装置 | |
US9190242B2 (en) | Particle beam device having a sample holder | |
WO2010097861A1 (ja) | 荷電粒子ビーム装置 | |
KR102509315B1 (ko) | 복합 하전 입자 빔 장치 | |
CN105957789B (zh) | 用于通过离子铣处理试样的方法、设备、系统和软件 | |
US9496116B2 (en) | Method for measuring a distance of a component from an object and for setting a position of a component in a particle beam device | |
JP2004053550A (ja) | 半導体デバイス検査装置 | |
US10319561B2 (en) | Object preparation device and particle beam device with an object preparation device and method for operating the particle beam device | |
JP2013196972A (ja) | 試料観察方法、試料作製方法及び荷電粒子ビーム装置 | |
US9558911B2 (en) | Method for analyzing and/or processing an object as well as a particle beam device for carrying out the method | |
JP2009037910A (ja) | 複合荷電粒子ビーム装置及び加工観察方法 | |
KR101539738B1 (ko) | 주사전자 현미경 | |
JP4785193B2 (ja) | 集束イオンビームを用いる微細部位解析装置 | |
US20230298855A1 (en) | Method and apparatus for micromachining a sample using a focused ion beam | |
TWI813760B (zh) | 試料加工觀察方法 | |
JP3260356B2 (ja) | 集束イオンビーム加工方法 | |
JP3106846U (ja) | 荷電粒子線装置用試料ホールダ | |
US11476120B2 (en) | Method of sample preparation using dual ion beam trenching | |
JP6316453B2 (ja) | 荷電粒子線装置及び荷電粒子線装置による観察方法 | |
US11094503B2 (en) | Method of preparing thin film sample piece and charged particle beam apparatus | |
JP2009110713A (ja) | 試料ホルダ電極ホルダ一体化ユニット、位置調整台、アトムプローブ、並びに試料及び電極の装置への組付方法 | |
JP2011233249A (ja) | イオンビーム照射位置決め装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100806 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20100806 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20100809 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120131 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120131 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120330 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120515 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120530 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5009126 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150608 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150608 Year of fee payment: 3 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150608 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150608 Year of fee payment: 3 |
|
R370 | Written measure of declining of transfer procedure |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |