JPH11144659A - 集束イオンビーム加工観察装置 - Google Patents
集束イオンビーム加工観察装置Info
- Publication number
- JPH11144659A JPH11144659A JP9303928A JP30392897A JPH11144659A JP H11144659 A JPH11144659 A JP H11144659A JP 9303928 A JP9303928 A JP 9303928A JP 30392897 A JP30392897 A JP 30392897A JP H11144659 A JPH11144659 A JP H11144659A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- ion beam
- sample
- machining
- deformation
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】様々な材料の薄膜試料作製において、変形のな
い試料を作製できること。 【解決手段】試料加工部の変形を薄膜部内に切り込みを
入れることにより応力を緩和させる。
い試料を作製できること。 【解決手段】試料加工部の変形を薄膜部内に切り込みを
入れることにより応力を緩和させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】ＬＳＩに代表される半導体デ
バイスの小型化，高密度化の進行に伴い、デバイス内積
層膜も薄層化，多層化が図られている。これら積層膜の
膜厚が素子機能に大きく影響するため、次世代ＬＳＩの
開発にはこれら積層構造の管理，制御は不可欠と言われ
ている。ＦＩＢは、構造観察および分析用薄膜試料作製
に広く利用されているが、本発明は、ＦＩＢによる応力
緩和を目的とした加工法に関するものである。
バイスの小型化，高密度化の進行に伴い、デバイス内積
層膜も薄層化，多層化が図られている。これら積層膜の
膜厚が素子機能に大きく影響するため、次世代ＬＳＩの
開発にはこれら積層構造の管理，制御は不可欠と言われ
ている。ＦＩＢは、構造観察および分析用薄膜試料作製
に広く利用されているが、本発明は、ＦＩＢによる応力
緩和を目的とした加工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＴＥＭは、ＬＳＩに代表される各種半導
体デバイス材料の研究開発や故障解析に重要な手段とな
っている。しかしこれら半導体デバイス内の積層膜は薄
膜化，多層化しており、また各層の材料も多岐にわたっ
ているため、ＴＥＭ用薄膜試料作製の過程で、試料の薄
膜部に変形が生じてしまう。この結果ＴＥＭによる格子
像観察や元素分析が不可能となる。
体デバイス材料の研究開発や故障解析に重要な手段とな
っている。しかしこれら半導体デバイス内の積層膜は薄
膜化，多層化しており、また各層の材料も多岐にわたっ
ているため、ＴＥＭ用薄膜試料作製の過程で、試料の薄
膜部に変形が生じてしまう。この結果ＴＥＭによる格子
像観察や元素分析が不可能となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】加工に利用するイオン
ビームには高エネルギー（３０ｋＶ）のＧａイオンを使
用している。一般的金属材料では薄膜部の厚さが３００
ｎｍ程度に達すると試料の変形が生じる。ＴＥＭによる
観察および分析には少なくとも１００ｎｍ以下の膜厚が
必要だが、この変形が生じてしまった後に更に薄膜化を
進めることは非常に困難である。これはＦＩＢの本質的
な問題点であり、各種材料のＴＥＭ用薄膜試料作製にお
いて、その応用範囲を狭めていると言える。
ビームには高エネルギー（３０ｋＶ）のＧａイオンを使
用している。一般的金属材料では薄膜部の厚さが３００
ｎｍ程度に達すると試料の変形が生じる。ＴＥＭによる
観察および分析には少なくとも１００ｎｍ以下の膜厚が
必要だが、この変形が生じてしまった後に更に薄膜化を
進めることは非常に困難である。これはＦＩＢの本質的
な問題点であり、各種材料のＴＥＭ用薄膜試料作製にお
いて、その応用範囲を狭めていると言える。
【０００４】本発明の目的は、上記の問題点を解決し、
ＦＩＢを用いて様々な材料を確実に薄膜化するＦＩＢを
提供することにある。
ＦＩＢを用いて様々な材料を確実に薄膜化するＦＩＢを
提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の改善策の１つ
は、Ｇａイオンビームにより薄膜作製する過程で、薄膜
部の片側および両側へ切り込みを入れることにより実施
する。薄膜部が変形する理由は、高エネルギーのイオン
ビーム照射による応力の発生であり、応力の逃げ場が無
いために発生するものと推定される。本手法のごとく切
り込みを入れることにより、応力の逃げ場を作り薄膜部
の変形を防止することが出来る。
は、Ｇａイオンビームにより薄膜作製する過程で、薄膜
部の片側および両側へ切り込みを入れることにより実施
する。薄膜部が変形する理由は、高エネルギーのイオン
ビーム照射による応力の発生であり、応力の逃げ場が無
いために発生するものと推定される。本手法のごとく切
り込みを入れることにより、応力の逃げ場を作り薄膜部
の変形を防止することが出来る。
【０００６】そしてもう１つの改善策は、通常の薄膜化
領域の１／３程度の領域加工を柱の両側に連ねることに
より実施する。薄膜部の変形は、薄膜部の領域が狭い場
合は発生しないことが判っており、既述改善策により強
度的に安定した薄膜作製が可能となる。
領域の１／３程度の領域加工を柱の両側に連ねることに
より実施する。薄膜部の変形は、薄膜部の領域が狭い場
合は発生しないことが判っており、既述改善策により強
度的に安定した薄膜作製が可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下図面を参照しながら本発明の
実施例を詳述する。はじめに従来法による加工結果を示
す。まず図１の様に粗加工および中間加工を使用して膜
厚１μｍ程度の薄膜を作製する。そしてこれより更に薄
膜化させるため仕上げ加工ビームにて加工するわけであ
るが、従来の技術で加工を進めると図２のように加工し
た薄膜部に変形が生ずる。
実施例を詳述する。はじめに従来法による加工結果を示
す。まず図１の様に粗加工および中間加工を使用して膜
厚１μｍ程度の薄膜を作製する。そしてこれより更に薄
膜化させるため仕上げ加工ビームにて加工するわけであ
るが、従来の技術で加工を進めると図２のように加工し
た薄膜部に変形が生ずる。
【０００８】次に上述の試料に対して、本発明技法を適
用した結果について実施例を述べる。薄膜１μｍ程度ま
での加工は、前例と同様に行い、図３のように薄膜部に
切り込みを入れることにより、膜の厚さがＴＥＭ観察可
能な１００ｎｍ程度になっても薄膜部に変形が生じてい
ないことが確認された。また薄膜部に変形が生じた試料
（図２）に対して同様に切り込みを入れることにより、
薄膜部の変形が修復されることも確認された。従って切
り込みを入れるタイミングは、加工の前後どちらでも可
能である。薄膜部の両端に切り込みを入れた場合も同じ
効果が確認出来た。
用した結果について実施例を述べる。薄膜１μｍ程度ま
での加工は、前例と同様に行い、図３のように薄膜部に
切り込みを入れることにより、膜の厚さがＴＥＭ観察可
能な１００ｎｍ程度になっても薄膜部に変形が生じてい
ないことが確認された。また薄膜部に変形が生じた試料
（図２）に対して同様に切り込みを入れることにより、
薄膜部の変形が修復されることも確認された。従って切
り込みを入れるタイミングは、加工の前後どちらでも可
能である。薄膜部の両端に切り込みを入れた場合も同じ
効果が確認出来た。
【０００９】なお図４に示したように、変形した薄膜部
において実際に変形が生じているのは、表面より約２〜
３μｍ程度の所までである。本変形を修正するために変
形していない場所まで切り込みを入れることは、薄膜部
の強度を弱くする結果となり、決して最良の修正策とは
言えない。そこで切り込みを変形した部分にのみ入れる
ことにより、より強度的に安定した薄膜部作製が可能と
なった。
において実際に変形が生じているのは、表面より約２〜
３μｍ程度の所までである。本変形を修正するために変
形していない場所まで切り込みを入れることは、薄膜部
の強度を弱くする結果となり、決して最良の修正策とは
言えない。そこで切り込みを変形した部分にのみ入れる
ことにより、より強度的に安定した薄膜部作製が可能と
なった。
【００１０】図５に薄膜部内に数箇所の柱を残す加工法
を適用した実施例を説明する。試料としては前記と同様
にＣｕを使用した。まず粗加工および中間加工は前記の
ものと同様に行い、１μｍ程度の薄膜に仕上げる。その
後に両側より横方向３μｍ幅程度の仕上げ加工を片側３
個所、両側で６個所加工することにより、薄膜部内に柱
を形成させ、強度的に安定した薄膜を作製することがで
きた。また本加工を多数連ねることにより変形を考慮せ
ずに広範囲の加工が可能となり、目的の断層を出すこと
が容易となる。
を適用した実施例を説明する。試料としては前記と同様
にＣｕを使用した。まず粗加工および中間加工は前記の
ものと同様に行い、１μｍ程度の薄膜に仕上げる。その
後に両側より横方向３μｍ幅程度の仕上げ加工を片側３
個所、両側で６個所加工することにより、薄膜部内に柱
を形成させ、強度的に安定した薄膜を作製することがで
きた。また本加工を多数連ねることにより変形を考慮せ
ずに広範囲の加工が可能となり、目的の断層を出すこと
が容易となる。
【００１１】
【発明の効果】１）仕上げ加工の前および薄膜部が変形
した後に切り込みを入れることにより、試料の変形を防
止および修正することが可能となった。
した後に切り込みを入れることにより、試料の変形を防
止および修正することが可能となった。
【００１２】２）薄膜部内に数箇所の柱を形成させ加工
することにより、強度的に安定した薄膜試料を作製する
ことが可能となり、そして従来よりも広範囲の加工が可
能となった。
することにより、強度的に安定した薄膜試料を作製する
ことが可能となり、そして従来よりも広範囲の加工が可
能となった。
【００１３】３）試料表面からは判断できない特定個所
の薄膜作製において、上記２）の加工により、変形を考
慮せずに広範囲の加工が可能であり目的の断層を出すこ
とが容易となった。
の薄膜作製において、上記２）の加工により、変形を考
慮せずに広範囲の加工が可能であり目的の断層を出すこ
とが容易となった。
【図１】本発明の実施例である粗加工および中間加工に
よる薄膜を示す側面図。
よる薄膜を示す側面図。
【図２】本技法を使用しない場合の仕上げ加工による薄
膜の変形を示す図。
膜の変形を示す図。
【図３】薄膜部に切り込みを入れた実施例を示す斜視
図。
図。
【図４】実試料による試料変形例を示す図。
【図５】薄膜部内に柱を形成させる加工を示す斜視図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 弘昭 茨城県ひたちなか市堀口字長久保832番地 ２ 日立計測エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 伊藤 勝治 茨城県ひたちなか市堀口字長久保832番地 ２ 日立計測エンジニアリング株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】集束イオンビーム加工観察装置（以下ＦＩ
Ｂ：Focused Ion Beam System と称す。）による薄膜試
料作製において、照射イオンビームによる応力を緩和さ
せるため、試料薄膜部の片側および両側へ切り込みを入
れることを特徴とするＦＩＢ。 - 【請求項２】ＦＩＢによる薄膜試料作製において、試料
薄膜部内に数箇所の柱を残すことを特徴とする請求項１
記載のＦＩＢ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9303928A JPH11144659A (ja) | 1997-11-06 | 1997-11-06 | 集束イオンビーム加工観察装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9303928A JPH11144659A (ja) | 1997-11-06 | 1997-11-06 | 集束イオンビーム加工観察装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11144659A true JPH11144659A (ja) | 1999-05-28 |
Family
ID=17926973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9303928A Pending JPH11144659A (ja) | 1997-11-06 | 1997-11-06 | 集束イオンビーム加工観察装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11144659A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007163160A (ja) * | 2005-12-09 | 2007-06-28 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 集束イオンビーム加工方法およびそれを用いた透過型電子顕微鏡試料の作製方法 |
| JP2007248344A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Seiko Epson Corp | 分析試料の形成方法 |
| JP2014202756A (ja) * | 2013-04-04 | 2014-10-27 | フラウンホーファー−ゲゼルシャフト ツール フエルデルング デア アンゲヴァンテン フォルシュング エー．ファオ． | 微小構造材診断用サンプルの製造方法および製造用構造体とそのサンプル |
| CN104422605A (zh) * | 2013-08-27 | 2015-03-18 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 一种tem样品的制备方法 |
| JP2017096735A (ja) * | 2015-11-24 | 2017-06-01 | 日本電子株式会社 | 薄膜試料加工方法 |
-
1997
- 1997-11-06 JP JP9303928A patent/JPH11144659A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007163160A (ja) * | 2005-12-09 | 2007-06-28 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 集束イオンビーム加工方法およびそれを用いた透過型電子顕微鏡試料の作製方法 |
| JP2007248344A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Seiko Epson Corp | 分析試料の形成方法 |
| JP2014202756A (ja) * | 2013-04-04 | 2014-10-27 | フラウンホーファー−ゲゼルシャフト ツール フエルデルング デア アンゲヴァンテン フォルシュング エー．ファオ． | 微小構造材診断用サンプルの製造方法および製造用構造体とそのサンプル |
| CN104422605A (zh) * | 2013-08-27 | 2015-03-18 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 一种tem样品的制备方法 |
| JP2017096735A (ja) * | 2015-11-24 | 2017-06-01 | 日本電子株式会社 | 薄膜試料加工方法 |
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