JP5222507B2 - イオンビーム加工装置及び試料加工方法 - Google Patents
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Description
図1は本発明のイオンビーム加工装置の第1の実施の形態の概略図である。
図1に示したイオンビーム加工装置は、試料室30と、イオンビーム12を試料(ウェーハ等)31に照射するイオンビームカラム10と、イオンビーム12の照射により試料31から発生する二次電子や反射電子を検出する検出器41と、デポジションガスを噴出するデポガス源42と、試料31から試料片を摘出するプローブ装置と、イオンビームカラム10を制御するイオンビームカラム制御部18と、イオンビーム加工装置全体を制御する全体制御部74と、イオンビーム加工装置を操作するための操作部とを備えている。
図21は本発明のイオンビーム加工装置の第2の実施の形態の概略図である。図21に示したイオンビーム加工装置が第1の実施の形態のそれと異なる点はSEMカラム20を備えている点である。SEMカラム20は、電子源21、電資源21から電子ビーム22を引き出す引出し電極23、電子ビーム22を集束する集束レンズ24、電子ビーム22を絞るビーム絞り25、電子ビーム22を走査・変更する偏向器26、及び、電子ビーム22をフォーカスする対物レンズ27等の制御要素を有し、これら制御要素はSEM制御部28によって制御される。SEM制御装置28は全体制御措置74により制御される。SEM像を取得する場合、観察点に電子ビームを走査すると、観察点から発生した二次電子又は反射電子が検出器41で検出される。画像生成部75では、SEM制御部28から取り込む電子ビーム走査信号に同期して検出器41の信号を取り込み、SEM像の画像データを生成する。そして、画像生成部75からコンピュータ71に画像データが出力され、表示装置70の画像表示エリア80にSEM像が表示される。その他の構成は第1の実施の形態と同様である。
図23は本発明のイオンビーム加工装置の第2の実施の形態の概略図である。第2の実施の形態では、欠陥を含む試料片50を試料31から摘出してカートリッジ51に搭載し、イオンビーム12の投射によりカートリッジ51上の試料片50を加工して欠陥部を露出させる方法を具体的に例示した。それに対し、本実施の形態は、試料片50を摘出することなく、試料ステージ33を傾斜させて試料31内の欠陥部を断面加工する方法を例示するものである。図23に示したように、試料ステージ33は傾動可能である。イオンビーム加工装置のその他の構成は第2の実施の形態と同様である。
11 ガスイオン源
12 イオンビーム
13 引出し電極
14 集束レンズ
15 マスク
15a〜e 開口
16 偏向器
17 対物レンズ
18 イオンビームカラム制御部
20 SEMカラム
21 電子源
22 電子ビーム
23 引出し電極
24 集束レンズ
25 ビーム絞り
26 偏向器
27 対物レンズ
28 SEM制御部
30 試料室
31 試料
32 試料ホールダ
33 試料ステージ
35 試料交換室
36 試料搬送ロボット
37 カートリッジ搬送ロボット
38 試料ケース
39 カートリッジケース
41 検出器
44 プローブ移動機構
45 プローブ
50 試料片
51 カートリッジ
52 サンプルキャリア
53 カートリッジ傾斜機構
54 試料ホールダ
56 試料片回転機構
70 表示装置
71 コンピュータ
72 キーボード
73 マウス
74 全体制御部
75 画像生成部
80 画像表示エリア
81 ビーム切り換えボタン
Claims (12)
- 試料を搭載する試料ホールダと、
ガスイオン源と、
前記ガスイオン源から引き出されたイオンビームを前記試料ホールダ上の試料に導くイオンビーム光学系と、
イオンビームを通過させてイオンビームの断面を成形する開口を有するマスクと、
前記ガスイオン源に印加する加速電圧及び前記マスクの動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記ガスイオン源から引き出されたイオンビームを前記マスクの開口に通して断面を成形し、断面を成形した高速加工用のイオンビームを投射して試料又は試料片を加工する手順と、
前記高速加工用のイオンビームに比較して前記ガスイオン源に印加する加速電圧を下げ、加工後の試料又は試料片の観察面に当該観察面が収まるビーム径を有するイオンビームを投射して観察面のダメージ層を除去する手順と
を実行可能であることを特徴とするイオンビーム加工装置。 - 試料を搭載する試料ホールダと、
ガスイオン源と、
前記ガスイオン源から引き出されたイオンビームを前記試料ホールダ上の試料に導くイオンビーム光学系と、
イオンビームを通過させてイオンビームの断面を成形する開口を有するマスクと、
前記マスクの開口で断面を成形したイオンビームの投射により試料から分離される試料片を摘出するプローブ装置と、
前記プローブ装置により摘出した試料片を搭載するカートリッジと、
前記マスクの開口で断面を成形したイオンビームの投射により試料又は試料片を加工する高速加工モード、及び高速加工モード時に比較して加速電圧が低いイオンビームを試料又は試料片の観察面に投射してダメージ層を除去する低ダメージ加工モードの各ビーム条件を記憶した記憶部と、
前記ガスイオン源に印加する加速電圧及び前記マスクの動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記記憶部に記憶されたビーム条件を基にビームモードを前記高速加工モードに設定し、前記ガスイオン源から引き出されたイオンビームを前記マスクの開口に通して断面を成形し、断面を成形したイオンビームを投射して試料又は試料片を加工する手順と、
前記記憶部に記憶されたビーム条件を基にビームモードを前記低ダメージ加工モードに設定し、前記高速加工用のイオンビームに比較して前記ガスイオン源に印加する加速電圧を下げるとともに、前記イオンビームから前記マスクを退避させ、加工後の試料又は試料片の観察面に前記マスクにより制限されず前記観察面が収まるビーム径を有するイオンビームを投射して観察面のダメージ層を除去する手順と
を実行可能であることを特徴とするイオンビーム加工装置。 - 試料を搭載する試料ホールダと、
ガスイオン源と、
前記ガスイオン源から引き出されたイオンビームを前記試料ホールダ上の試料に導くイオンビーム光学系と、
イオンビームを通過させてイオンビームの断面を成形する開口を有するマスクと、
前記マスクの開口で断面を成形したイオンビームの投射により試料又は試料片を加工する高速加工モード、及び高速加工モード時に比較して加速電圧が低く試料又は試料片の観察面が収まるビーム径を有するイオンビームを当該観察面に投射してダメージ層を除去する低ダメージ加工モードの各ビーム条件を記憶した記憶部と、
前記高速加工モード及び低ダメージ加工モードを含むビームモードの切り換えを指示する操作手段と、
前記操作手段の操作に基づく指令信号従ってビームモードを切り換え、前記記憶部に記憶されたビーム条件を基に前記ガスイオン源に印加する加速電圧を制御する加速電圧制御部と
を備えたことを特徴とするイオンビーム加工装置。 - 試料を搭載する試料ホールダと、
ガスイオン源と、
前記ガスイオン源から引き出されたイオンビームを前記試料ホールダ上の試料に導くイオンビーム光学系と、
イオンビームを通過させてイオンビームの断面を成形する開口を有するマスクと、
前記マスクの開口で断面を成形したイオンビームの投射により試料から分離される試料片を摘出するプローブ装置と、
前記プローブ装置により摘出した試料片を搭載するカートリッジと、
前記マスクの開口で断面を成形したイオンビームの投射により試料又は試料片を加工する高速加工モード、及び高速加工モード時に比較して加速電圧が低いイオンビームを試料又は試料片の観察面に投射してダメージ層を除去する低ダメージ加工モードの各ビーム条件を記憶した記憶部と、
前記高速加工モード及び低ダメージ加工モードを含むビームモードの切り換えを指示する操作手段と、
前記操作手段の操作に基づく指令信号に従ってビームモードを切り換え、前記記憶部に記憶されたビーム条件を基に前記ガスイオン源に印加する加速電圧を制御する加速電圧制御部と、
ビームモードが高速加工モードに切り換えられた場合、前記ガスイオン源から引き出されたイオンビームの光軸上に前記開口が位置するように前記マスクを移動させ、ビームモードが低ダメージ加工モードに切り換えられた場合、前記イオンビームから前記マスクを退避させて加工後の試料又は試料片の観察面が収まるようにイオンビームのビーム径を広げるマスク制御部と
を備えたことを特徴とするイオンビーム加工装置。 - 請求項2のイオンビーム加工装置において、前記マスクは、前記カートリッジに搭載された試料片を薄膜化するための開口を備えていることを特徴とするイオンビーム加工装置。
- 請求項2のイオンビーム加工装置において、前記カートリッジを回転させ、搭載した試料片のイオンビームに対する角度を調整するカートリッジ傾斜機構を備えていることを特徴とするイオンビーム加工装置。
- 請求項2のイオンビーム加工装置において、前記マスクは、前記カートリッジに搭載された試料片を円柱化するための開口を備えていることを特徴とするイオンビーム加工装置。
- 請求項2のイオンビーム加工装置において、前記カートリッジは、試料片を搭載するステージと、前記ステージを回転させる回転機構とを備えていることを特徴とするイオンビーム加工装置。
- 請求項1のイオンビーム加工装置において、SEMカラムをさらに備えていることを特徴とするイオンビーム加工装置。
- ガスイオン源から引き出されたイオンビームをマスクの開口に通して断面成形し、断面成形したイオンビームを投射して試料又は試料片を加工する手順と、
前記ガスイオン源に印加する加速電圧を下げ、加工後の試料又は試料片の観察面に当該観察面が収まるビーム径を有するイオンビームを投射して観察面のダメージ層を除去する手順と
を有することを特徴とする試料加工方法。 - ガスイオン源から引き出されたイオンビームをマスクの開口に通して断面成形し、断面成形したイオンビームを投射して試料又は試料片を加工する手順と、
前記ガスイオン源に印加する加速電圧を下げるとともに、前記イオンビームから前記マスクを退避させ、加工後の試料又は試料片の観察面に前記マスクにより制限されず前記観察面が収まるビーム径を有するイオンビームを投射して観察面のダメージ層を除去する手順と
を有することを特徴とする試料加工方法。 - 請求項10の試料加工方法において、前記試料又は試料片を加工する手順にて試料片を円柱状に加工し、前記ダメージ層を除去する手順にて円柱状の試料片を回転させながらイオンビームを投射することを特徴とする試料加工方法。
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