JPH1177333A

JPH1177333A - 集束イオンビーム加工装置及びその方法

Info

Publication number: JPH1177333A
Application number: JP24367997A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Saito; 雅和斉藤; Takashi Aoyama; 青山　　隆; Shigeto Isagozawa; 成人砂子沢; Takahito Hashimoto; 隆仁橋本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-09-09
Filing date: 1997-09-09
Publication date: 1999-03-23

Abstract

(57)【要約】【課題】ＦＩＢにより試料の片側だけを切削し、図１に
示すように、薄膜領域が試料の最下端に位置するように
試料を加工し、薄膜領域を下にしてＴＥＭ−ＥＤＸ分析
を行うことで、基板領域からの不要なＸ線をほとんど除
去でき、定量分析の精度が飛躍的に高まる。【解決手段】ＦＩＢにより試料の片側のみを切削し、測
定箇所を含む薄膜領域を試料の最下端に位置するように
加工し、薄膜領域を下側にして電子顕微鏡内に保持する
ことで、入射電子が薄膜領域で高角度に散乱されても、
散乱電子が厚い基板領域の側壁を照射することを防ぎ不
要なＸ線の発生を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は集束イオンビーム加
工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】集束イオンビーム（ＦＩＢ）法は、ガリ
ウム等の重いイオンを電界によりビーム状に加速集束し
たものを物質にあてて、対象部位をサブミクロンオーダ
で切削する方法であり、半導体等の微細加工や透過型電
子顕微鏡用試料の部分的薄膜化に使用されている。この
方法による透過型電子顕微鏡用試料の作成方法を図面を
用いて説明する。まず、図２（ａ）に示すように、半導
体ウエハやその一部などのバルク状の元試料１からダイ
ソングソー２を用いて、長さ２〜３mm、幅０.３1mm、厚
さ０.３〜１mm程度の大きさの部分を試料３として切り
取る。

【０００３】次に、試料３の片側をさらにダイソングソ
ーで削り、図２（ｂ）に示すような、幅０.１μｍ、厚
さ０.０５〜０.１μｍ程度の庇状部分４を残す。この庇
状部分４の、幅１０〜２０μｍ、奥行き１０〜１００μ
ｍ程度の一部を、図３に示すような方向からＦＩＢ７を
用いて加工し、５〜３０ｎｍ程度の薄膜領域５として残
す。この試料を透過電子顕微鏡で観察する場合、薄膜領
域５がほぼ水平になる方向で、透過電子顕微鏡内に保持
し、電子線を図４に示す方向で薄膜領域５を透過させ
る。

【０００４】エネルギ分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）によ
る分析を行う場合には、図４に示すように薄膜領域５が
Ｘ線検出器６に対向する向きに試料１８をセットする。
このとき、図５に示すように、薄膜領域５で散乱された
散乱電子８が、薄膜領域５より下の側壁９を照射して不
要なＸ線１０を発生させる。この不要なＸ線１０が分析
箇所１１からのＸ線１２と混ざって検出されてしまうた
めＥＤＸ分析の測定精度が低下することが従来から問題
となっていた。この問題を解決する方法としては、従来
から以下の対策が考えられていた。

【０００５】（１）薄膜領域５を十分に大きくとり、分
析箇所１１と薄膜領域５より下の側壁９の距離を長くす
ることで、散乱電子８が薄膜領域５より下の側壁９を照
射する割合を少なくする方法。

【０００６】（２）特開平7−318468 号公報にあるよう
に、ダイソングソーによる加工壁１３やＦＩＢによる薄
膜領域の上下加工の側壁１４，９を薄膜領域に向かって
階段上に薄くし、散乱電子８による照射量を減少させる
方法。

【０００７】（３）不要Ｘ線のピークを除いてＸ線スペ
クトルの解析を行う方法。

【０００８】しかし、これらの方法では以下のような問
題がある。（１）では、広い範囲を加工するために加工
時間が長くなるという問題がある。また、薄膜領域５を
大きくとると、試料内部の残留応力等によって、薄膜領
域５が曲がってしまう問題も認められている。（２）の
方法では、階段状ではあっても、薄膜領域５の近くに厚
い領域があるので、微量ではあるが、散乱電子８による
照射量が残っている。また、薄膜領域５の膜厚が比較的
厚い場合や、原子番号の大きい元素を含んでいる場合、
散乱電子８は非常な高角度に散乱されるため、階段また
はテーパーの傾斜をより緩やかにする必要が生じ、加工
量の加工とともに加工時間が長くなってしまう問題が残
っている。（３）については、分析箇所が、上下の側壁
１４及び９と共通の元素を含んでいる場合には適用でき
ないため汎用性に乏しい。

【０００９】以上のようにＴＥＭ−ＥＤＸの試料をＦＩ
Ｂによって加工する場合には測定精度の劣化のおそれが
あり、基本的な解決策は見い出されていなかった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明では、前項で説
明したように、ＦＩＢにより作成された試料のＴＥＭ−
ＥＤＸ分析においては多くの場合不要なＸ線１０が発生
し、測定精度を低下させる問題がある。これを回避する
ためにより広い薄膜領域５を加工すると、加工時間が非
常に長くなってしまう。また、薄膜領域５の上下の側壁
１４，９を階段状に加工する場合には、薄膜領域５が原
子番号の大きい元素を含むときには、階段の傾斜を非常
に緩く加工する必要があり、長い加工時間が必要にな
る。

【００１１】また、薄膜領域５と上下の側壁１４，９が
共通の元素を含んでいる場合には、上下の側壁からの不
要なＸ線を区別して除去することが出来ない。本発明
は、ＦＩＢにより、従来と同じまたはより短い加工時間
で試料を作成することができ、薄膜領域５と上下の側壁
１４，９がどのような元素を含んでいても定量性を損な
うことなく分析できる方法、または装置を提供すること
を目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明では、ＦＩＢによ
り試料の片側だけを切削し、図１に示すように、薄膜領
域５が試料の最下端に位置するように試料を加工する。
この試料を、薄膜部分５が最下部になるように電子顕微
鏡内に保持してＥＤＸ分析を行う。このようにすると、
従来、薄膜部分５による散乱電子８に照射される側壁９
が存在しないため、不要なＸ線１０の発生は大幅に低減
され、ＴＥＭ−ＥＤＸ分析の測定精度が大幅に向上す
る。

【００１３】この場合、常に試料の片側のみを切削する
ため、薄膜領域の一方にイオンビームによる損傷が集中
するという問題点が新たに現われる。これは、加工ビー
ムを構成するイオンにある程度の分布があり、ビームの
中心からそれた部分のイオンが、いつも少しずつ、薄膜
として残すべき領域を照射しているためである。イオン
ビームによる損傷が増加すると、ＴＥＭ−ＥＤＸの精度
にはさほど影響がないが、通常のＴＥＭ観察において、
像が不鮮明になる、膜厚が不均一になり不要なコントラ
ストが観察される等の問題が生じる。

【００１４】これを避けるためには、イオンビームの断
面を従来のような等方的形状ではなく、試料の薄膜とし
て残す領域に向いた部分を直線的に整形すればよい。こ
れによって、薄膜部分への余分なイオン照射を抑制し、
試料への損傷を最小限に低減することができる。これを
実現する方法を以下において説明する。

【００１５】図６に、ＦＩＢ装置におけるイオンビーム
の集束方法を示す。液体イオン源１５から高電界により
引き出され加速されたイオンは、集束レンズ１６によっ
て集められ、さらにビーム制限絞り１８によって、試料
の加工やＳＩＭ像観察に適当なビーム径に制限される。
このイオンビームが後続の光学系によって、位置と方向
を制御されて試料の加工領域に焦点される。従来は、ビ
ーム制限絞り１８にてビームの中心部分のイオンの位置
や方向に揃ってかつ密度の高い部分を取り出していた。
また、同一ビーム制限絞り板上に大きさの異なる複数の
円形の穴が空けられており、絞り板の位置を変えること
によって、使用する穴径を選択できた。このため、粗加
工時には大きい径の穴を用いてイオンビームの強度を稼
いで加工時間を短縮し、他方、残すべき薄膜近傍を精密
に加工する場合には、小さい径の穴を用いてイオンビー
ムの集束性を良くすることが行われていた。

【００１６】しかし、何れの場合も絞りの穴としては円
形のものを使用していたため、イオンビームの断面も等
方的であった。これに対し、図７（ａ）または、（ｂ）
または（ｃ）のように、円形の一部を直線状に加工した
もの穴をもったビーム制限絞りを使用すれば、ビーム断
面の一部を直線状に制限できる。このような穴を透過し
たイオンビームは、図８に示すように、その断面の一部
が直線的に制限され、この部分を薄膜として残すべき領
域にあてることによって、薄膜領域へのイオンビーム照
射による損傷を低減することが出来る。図９に示すよう
に、直線状の部分が互いに反対側についた２つの穴を持
った絞りを用いることもできる。

【００１７】従来形状の試料を作成する場合、右半分を
加工する場合と左半分を加工する場合とで、絞りの穴を
変えることにより、常に薄膜として残す部分にイオンビ
ーム断面の直線部分があたるように出来る。上記の効果
を得るためには、ビームの直線状に制限された部分が試
料の薄膜として残す領域にあたるように、試料の向きを
固定する必要があるが、絞りの直線状部分の方向が異な
る３つ以上の絞り穴のついた絞りを用いれば、試料の固
定方向について自由度が増し好適である。

【００１８】絞りの穴の直線状部分は一カ所である必要
はなく、図１０のように対面する二カ所にとってスリッ
ト状としても良く、また、三箇所以上とって、図１１
（ａ）（ｂ)(ｃ）に示すように、四角形，五角形，六角
形などの多角形としてもよい。このようにすれば、１つ
の穴でビーム断面の直線部分を複数つくることができ、
試料の固定方向について自由度が増し、また試料を複数
の方向から切削する場合についても好適である。

【００１９】図１２のように、多角形と円形の組み合わ
せにしてもよい。絞りの穴を図１３に示すように楕円形
にすると、ビームの広がりに対する抑制効果は少し損な
われるが、試料の向きが多少ずれても、ビームの最も広
がった部分が薄膜として薄膜部分にふれない。なお、特
開平7−134963 号公報にあるような、ＴＥＭと共用でき
る二軸傾斜試料ホルダを使用する場合には、試料の向き
はホルダの軸の向きで決まるので、試料ホルダの鏡体へ
の挿入の向きと絞りの形状にあうように装置を構成すれ
ばよい。

【００２０】

【発明の実施の形態】

（実施例１）以下、試料の片側のみを切削し、薄膜領域
５がダイソングソー２による加工領域１８の下端に位置
する形状に試料を加工し、ＴＥＭ−ＥＤＸにより分析し
た実施例を用いて説明する。まず、半導体素子から、ダ
イソングソーで４個のＦＩＢ加工用試料を、長さ２.８m
m，幅０.５mm，厚さ０.５mm の図２（ａ）に示すような
直方体状に切り出した。この切片３の一部をさらにダイ
ソングソー２で加工し、厚さ５０μｍ，奥行き１００μ
ｍの図２（ｂ）に示すような庇状部分４を残した。この
庇状部分４の中心部分の幅１５μｍ，奥行き５０μｍを
ＦＩＢにより１０ｎｍの厚さに薄膜化した。

【００２１】図１４に示すように４種類の形状の試料を
作成した。試料Ｄは、庇状部分４の下側のみを加工し、
薄膜領域５が最下端に位置するようにした。試料Ａ，
Ｂ，Ｃはこれと比較するために作成したもので、試料の
両側から加工を行い、庇状部分４の上下の面から薄膜ま
での距離を各々、Ｕ及びＬとすると、試料ＡではＵ＝２
５μｍ，Ｌ＝２５μｍとし、試料Ｂでは、Ｕ＝４０μ
ｍ，Ｌ＝１０μｍ、試料Ｃでは、Ｕ＝４５μｍ，Ｌ＝５
μｍとした。これらの試料を、庇状部分４が下側になる
ように電子顕微鏡内に保持し、入射電子線２３の直径及
び電流値を常に一定に保ってＥＤＸ分析を行った。

【００２２】タングステンが１００％である領域で測定
したＥＤＸスペクトルから、タングステンのＸ線とＳｉ
基板である側壁１４からの不要Ｘ線の強度比をＳ／Ｎ比
とした。試料はＴＥＭ内でＸ線検出器６に対して傾斜で
きるようになっているが、このときの試料の傾斜角度
を、試料が水平になった状態を０度とし、傾斜角度の正
負を傾斜の向きによって図１５に示すように定義した。

【００２３】試料傾斜角度が−２０度のときの各試料の
Ｓ／Ｎ比を図１６に示した。試料Ａ，Ｂ，Ｃでは、Ｌが
短いほどＳ／Ｎ比が良好であるが、十分とは言えない。
薄膜部分５が試料の最下部にある試料Ｄでは、Ｓ／Ｎ比
は非常に良好であり、十分な測定精度が得られている。
したがって、ＦＩＢによって試料３の片側のみを切削
し、薄膜領域５が試料３の最下部にくるように加工する
ことで、ＴＥＭ−ＥＤＸ分析の精度が大幅に向上するこ
とが確認された。

【００２４】ＴＥＭ−ＥＤＸ分析では、検出すべきＸ線
は試料中の電子線の通り道に沿って発生するので、例え
ば、試料中の層境界を測定する場合、電子線と境界面が
平行になっていたほうがよく、境界面が電子線の向きに
合うように試料を傾斜するほうがよい。このため、試料
を傾斜させてもＳ／Ｎ比が良好である必要がある。試料
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄについて、試料傾斜角度を変化させて測
定したＳ／Ｎ比を図１７に示した。試料Ａ，Ｂ，Ｃは傾
斜角度が正の方向に大きくなるにしたがって、Ｓ／Ｎ比
が大きく悪化しているが、片側のみを切削した試料Ｄで
は、ほとんど変化せず良好さを保っている。したがっ
て、ＦＩＢによって試料３の片側のみを切削し、薄膜領
域５が試料３の最下部にある形状に加工することで、試
料傾斜角度をプラスマイナス２０度分変化させてもＴＥ
Ｍ−ＥＤＸ分析が高い精度で行えることがわかった。

【００２５】（実施例２）上記、試料Ａ，Ｂ，Ｃの他
に、薄膜領域４の下側の領域にテーパーをつけて試料
Ｅ,Ｆ,Ｇを加工し、試料Ｄと比較した。すなわち、図１
８（ａ)，(ｂ)，(ｃ）に示すように試料の端の、ＴＥＭ
−ＥＤＸ分析の点を中心とした直径５μｍの半円形の領
域を厚さ１０ｎｍに切削し、その両側に試料面に対し角
度θでテーパーをつけて切削した。試料Ｅ，Ｆ，Ｇ各々
の角度θを４５度，３０度，１５度とした。これらの試
料を、テーパーをつけた部分が下側になるように電子顕
微鏡内に保持してＴＥＭ−ＥＤＸ分析を行い、試料傾斜
角度が−２０度のときの各試料のＳ／Ｎ比を、前項のＤ
とともに図１９に示した。試料Ｅ，Ｆ，Ｇでは、テーパ
ー各θが短いほどＳ／Ｎ比が良好であるが、十分とは言
えない。試料ＤではＳ／Ｎ比は非常に良好であり、ほぼ
十分な測定精度が得られている。したがって、FIBによ
って試料３の片側のみを切削し、薄膜領域５が試料３の
最下部にくるように加工することで、ＴＥＭ−ＥＤＸ分
析の精度が大幅に向上することが確認された。

【００２６】（実施例３）図７（ａ）に示すような半円
形の穴をもつ絞り２４（穴の形状のみ示す）と、比較の
ために、従来から使用されている円形の穴をもつ絞りを
用い、同じ半導体素子から４つの試料Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓを
作成した。試料Ｐは、円形の穴をもつ絞りを用いて試料
を両側から切削して、図４に示すように、分析すべき薄
膜部分が試料の中央部に残るようにした。この形状を以
下ではＨ型と呼ぶ。試料Ｂは、円形の穴をもつ絞りを用
いて、試料の片側のみを切削して、図１に示すように、
分析すべき薄膜部分が試料の最下端に残っているように
加工した。この形状を以下ではＵ型と呼ぶ。

【００２７】試料Ｒは、半円形の穴をもつ絞り２４を用
いてＨ型に加工した。試料Ｓは、半円形の穴をもつ絞り
２４を用いてＵ型に加工した。なお、試料Ｒ，Ｓは、イ
オンビームの平坦にされた部分が、薄膜として残される
部分に向くように試料をセットした。特に試料Ｒは、試
料の片側を加工した後、試料の向きを１８０度変えてセ
ットし直し、もう一方の側を切削した。

【００２８】このようにして、どちらの側を加工する場
合でも、イオンビームの平坦にされた部分が薄膜として
残される部分に向くようにした。加工終了後の試料Ｐ，
Ｑ，Ｒ，Ｓについて透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）像を撮影
した。各々について、タングステン，チタン，シリコン
の多層膜の領域を横断するように、フィルムの黒化度を
測定した結果を、図２０（ａ)，(ｂ)，(ｃ)，(ｄ）に示
す。

【００２９】試料Ｑでは、各層の境界が不鮮明であり、
また、本来一定であるべきシリコンのみの領域において
変化が見られる。これは膜厚が不均一であるためであ
る。試料Ｐにおいても同様の傾向が見られる。試料Ｒ，
Ｓでは、各層の境界がはっきりしており、また、シリコ
ンのみの領域ではほぼ均一になっている。すなわち、試
料Ｐ，Ｑではイオンビームのばらつきが大きく、試料が
比較的強く損傷を受けていると認められ、特に、試料の
片側のみを加工した試料Ｑでは、損傷がさらに大きく、
良好なＴＥＭ像の観察が行えない。

【００３０】試料Ｒ，Ｓでは、半円形の穴をもつ絞り２
４を使用したことにより損傷が軽減されている。試料
Ｐ，Ｑ,Ｒ,Ｓのチタンが１００％である領域をＴＥＭ−
ＥＤＸで測定して得られたスペクトルを各々、図２１
（ａ)，(ｂ)，(ｃ)，(ｄ）に示す。Ｕ型試料ＱとＳで
は、薄膜部分を下側にくるように試料をセットして測定
した。Ｈ型をした試料Ｐ，Ｒでは、試料の未加工の基板
領域からのノイズであるシリコンのＸ線４０が、チタン
のＸ線４１と同程度の強度をもって現われている。

【００３１】一方、Ｕ型形状をした試料Ｑ，Ｓでは、ノ
イズであるシリコンのＸ線がほとんど認められない。し
たがって、Ｕ型にすることで未加工の基板からのＸ線で
あるノイズをほとんど除去できることが確認された。以
上より半円形の穴をもつ絞り２４を使用し、試料の片側
のみを加工することで、イオンビームによる損傷及びノ
イズを著しく低減することができることがわかった。

【００３２】（実施例４）前項では穴の一方を平坦にし
た絞りを用いたが、スリット状や多角形の穴を持った絞
りを用いてもよい。また、一つの絞り板上に、大きさや
形状の異なるいくつかの穴を形成しておいても良い。例
えば、図２２に示すような異なる大きさと形状の穴を持
った絞り板３５が考えられる。穴３６は最も大きく円形
をしておりイオンビームの透過量が大きいので、試料の
粗加工を高速に行うのに好適である。穴３７は円形であ
るが直径が穴３６より小さく、よりイオンビームの強度
を少なくできるので、より精密な加工に適している。穴
３８は、スリット形状のもので、残すべき薄膜領域近傍
の精密加工に適している。

【００３３】穴３９は、直径が最も小さく円形をしてい
る。これは、非常に細いイオンビームを形成することが
でき、ＳＩＭ像の観察を高空間分解能で行うのに適して
いる。すなわち、加工の初期段階では、穴３６を用いて
粗加工を行い、薄膜として残すべき領域の近傍の加工で
は、より小さい穴３７を用いて詳細な制御を行う。薄膜
領域の最近傍ではスリット状の穴３８を用いて、薄膜領
域への損傷を軽減しながら詳細な仕上げ加工を行う。ま
た、上述の各々の加工段階で、必要に応じて、最も小さ
い穴３９を用いてＳＩＭ像の観察を行い、加工状況を把
握することが出来る。当然、一つの絞り板に形成する穴
の形状、大きさの組み合わせは、これ以外でも構わな
い。

【００３４】

【発明の効果】ＦＩＢにより試料の片側だけを切削し、
図１に示すように、薄膜領域が試料の最下端に位置する
ように試料を加工し、薄膜領域を下にしてＴＥＭ−ＥＤ
Ｘ分析を行うことで、基板領域からの不要なＸ線をほと
んど除去でき、定量分析の精度が飛躍的に高まる。ま
た、イオンビームの一部を平坦に整形し、この部分を試
料の薄膜として残す領域に当てることで、薄膜部に対す
るイオン衝撃による軽減することが出来る。これによ
り、ＴＥＭ−ＥＤＸ分析を高精度に行うために試料の片
側のみを加工する場合でも、薄膜部に対するイオン衝撃
による損傷を低減することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】薄膜領域が最下端にある試料をＴＥＭ−ＥＤＸ
で分析する様子を示している斜視図である。

【図２】バルク状の元試料から、ダイソングソーにより
試料を切り出し、一部を加工を示した図である。

【図３】従来からのＦＩＢによる試料加工状況を示して
いる。

【図４】従来の形状の試料をＴＥＭ−ＥＤＸで分析する
様子を示す斜視図である。

【図５】従来の試料において、薄膜領域の下の側壁から
不要なＸ線が放出される様子を示す図である。

【図６】イオンビーム発生装置を示す図である。

【図７】円形の穴の一部が平坦に整形されているビーム
制限絞りの穴を示す図である。

【図８】円形の穴の一部が平坦に整形されているビーム
制限絞りによってイオンビームが制限される様子を示す
図である。

【図９】２つの互いに反対側が平坦になっている穴をも
った絞り板を示す図である。

【図１０】スリット状の穴を示す図である。

【図１１】各々、四角形（ａ），五角形（ｂ），六角形
（ｃ）をした穴を示す図である。

【図１２】円形と三角形が組み合わされた形状の穴を示
す図である。

【図１３】楕円形の穴のビーム制限絞りを用いて、制限
したイオンビームで試料を加工する状況を示す図であ
る。

【図１４】薄膜領域の高さ方向の位置を変えて作成した
４つの試料の形状を示す図である。

【図１５】ＴＥＭ−ＥＤＸ測定時の試料傾斜方向を説明
している図である。

【図１６】薄膜領域の高さ方向の位置を変えて作成した
試料のＳ／Ｎ比を示す特性図である。

【図１７】Ｓ／Ｎ比の試料傾斜角度依存性を示す特性図
である。

【図１８】薄膜領域より下の部分にテーパーをつけてＦ
ＩＢ加工した試料の形状を示す図である。

【図１９】薄膜領域より下の部分にテーパーをつけてＦ
ＩＢ加工した試料のＳ／Ｎ比を示す特性図である。

【図２０】半円形の穴と円形の穴の絞りを各々用い、ま
たＨ型とＵ型に試料を加工した場合の試料のＴＥＭ像の
フィルム黒化度の分布を示す特性図である。

【図２１】半円形の穴と円形の穴の絞りを各々用い、ま
たＨ型とＵ型に試料を加工した場合の試料から得られた
ＥＤＸスペクトルを示す特性図である。

【図２２】異なる大きさと形状の穴をもった絞り板を示
す図である。

【符号の説明】１…バルク状の元試料、２…ダイソングソー、３…試
料、４…庇状部分、５…薄膜領域、６…Ｘ線検出器、７
…集束イオンビーム（ＦＩＢ）、８…散乱電子、９…側
壁、１０，１２…Ｘ線、１１…分析箇所、１３…加工
壁、１４…側壁、１５…液体イオン源、１６…集束レン
ズ、１７…ブランカ、１８…試料、１９…固定絞り、２
０…ＦＩＢ法によりテーパーをつけて加工された領域、
２１…集束レンズで集束されるイオンビーム、２２…ビ
ーム制限絞りで制限させたイオンビーム、２３…入射電
子線、２４…絞りの穴、２５…穴の平坦部、２６…ビー
ム制限絞りで制限させたイオンビームの断面形状、２７
…スリット状の穴、２８…四角形の穴、２９…五角形の
穴、３０…六角形の穴、３１…絞りの穴の丸く縁どられ
た部分、３２…三角形と円形の組み合わされた形状の絞
り、３３…楕円形の穴、３４…集束イオンビームの薄膜
部分として残す領域に当たる部分、３５…大きさと形状
の異なる４つの穴を備えた絞り板、３６…最も大きい円
形の穴、３７…中程度の円形の穴、３８…スリット状の
穴、３９…最も小さい円形の穴、４０…シリコンのＸ線
のピーク、４１…チタンのＸ線のピーク、４２…イオン
引出し電極。

フロントページの続き (72)発明者橋本隆仁茨城県ひたちなか市大字市毛882番地株式会社日立製作所計測器事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】集束イオンビームにより電子顕微鏡用試料
を加工する場合、観察または分析に供する薄膜部が、試
料の最下部に位置するように加工することを特徴とする
集束イオンビーム加工装置。
【請求項２】集束イオンビームにより加工され、観察ま
たは分析に供する薄膜部が試料の片側にある試料を用い
て、Ｘ線分光法により、試料を構成する元素の種類また
は濃度を分析することを特徴とする集束イオンビーム加
工方法。
【請求項３】試料の片側を薄膜にして、電子顕微鏡内の
Ｘ線検出器で分析する場合、観察または分析に供する薄
膜部が電子線を入射させる側とは反対側に位置し、削り
とられた凹みが電子線を入射させる側になるように試料
を置くことを特徴とする集束イオンビーム加工方法。
【請求項４】電子顕微鏡において、試料片側の観察また
は分析に供する薄膜部が電子線を入射させる側とは反対
側に位置し、削りとられた凹みが電子線を入射させる側
になるように試料の向きを変更する機構、またはこの機
構を有する電子顕微鏡を使用したことを特徴とする集束
イオンビーム加工装置。
【請求項５】断面が等方的でないイオンビームを用いる
ことを特徴とする請求項１記載の集束イオンビーム加工
装置。
【請求項６】断面の一部が直線的に整形されているイオ
ンビームを用いることを特徴とする請求項１記載の集束
イオンビーム加工装置。
【請求項７】イオンビームの加工する試料の薄膜として
残す領域に面する側が、直線的に整形されているイオン
ビームを用いることを特徴とする請求項１記載の集束イ
オンビーム加工装置。
【請求項８】穴の一部が平坦である可動または固定絞り
を用いてイオンビームを制限することを特徴とする請求
項１記載の集束イオンビーム加工装置。
【請求項９】穴が矩形である可動または固定絞りを用い
てイオンビームを制限することを特徴とする請求項１記
載の集束イオンビーム加工装置。
【請求項１０】スリット状の可動または固定絞りを用い
てイオンビームを制限することを特徴とする請求項１記
載の集束イオンビーム加工装置。
【請求項１１】穴形状が多角形である可動または固定絞
りを用いてイオンビームを制限することを特徴とする請
求項１記載の集束イオンビーム加工装置。
【請求項１２】穴形状が楕円形である可動または固定絞
りを用いてイオンビームを制限することを特徴とする請
求項１記載の集束イオンビーム加工装置。