JP2005302600A - Fine processing method and apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】 薄膜ワークを高加工精度で作成する微細加工方法及びその装置を提供することにある。
【解決手段】 イオンビーム12を照射することでワーク6をスパッタエッチングした後に、走査電子顕微鏡を使用して電子ビーム16をワーク6の内部に至るように照射する。ワーク6の内部の基準面よりも深い位置に予め設定された基準部分の画像を取得する。ことの繰り返し工程を含み、繰り返し工程で、後続するイオンビーム12を先行するイオンビーム12よりも小さい出力で照射する。後続する電子ビーム16を先行する電子ビーム16よりも小さい加速電圧で照射する。繰り返し工程を、加速電圧が基準加速電圧に下がるまで行う。基準加速電圧は、電子ビーム16が、ワーク6の内部を、基準面から基準部分までの距離だけ進入できる最小値である。
【選択図】 図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fine processing method and apparatus for forming a thin film work with high processing accuracy.
After a workpiece 6 is sputter-etched by irradiating an ion beam 12, an electron beam 16 is irradiated so as to reach the inside of the workpiece 6 using a scanning electron microscope. An image of a reference portion set in advance at a position deeper than the reference plane inside the workpiece 6 is acquired. In the repetition step, the subsequent ion beam 12 is irradiated with an output smaller than that of the preceding ion beam 12. The subsequent electron beam 16 is irradiated with an acceleration voltage smaller than that of the preceding electron beam 16. The repetition process is performed until the acceleration voltage falls to the reference acceleration voltage. The reference acceleration voltage is a minimum value at which the electron beam 16 can enter the work 6 by a distance from the reference surface to the reference portion.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、微細加工方法およびその装置に関する。 The present invention relates to a fine processing method and an apparatus therefor.
近年、透過電子顕微鏡のワーク作成の際に収束イオンビーム法を用いる加工方法が主流となっているが、さらに収束イオンビーム法に走査電子顕微鏡をつけた装置により加工を行いながら断面を観察できる方法が注目を集めている。これらの技術においては、透過電子顕微鏡でワークを観察する際に電子線がワークを透過できるように加工幅をできるだけ小さくする必要がある。 In recent years, the processing method using the focused ion beam method has become the mainstream in the creation of workpieces for transmission electron microscopes, but it is also possible to observe the cross-section while processing with an apparatus equipped with a scanning electron microscope in the focused ion beam method Has attracted attention. In these techniques, it is necessary to make the processing width as small as possible so that the electron beam can pass through the workpiece when observing the workpiece with a transmission electron microscope.
透過電子顕微鏡のワークを薄片化するための加工幅を測定する技術として、加工装置の収束イオンビーム法と異なるエネルギー線を加工中のワークに照射することによって、ワークの加工幅を簡単に、かつ精度良く測定できることが知られている。(例えば、特許文献1参照)
しかし、透過電子顕微鏡で観察したい基準部分までの距離について明らかにする手法は提供されていない。つまり、透過電子顕微鏡で観察したい基準部分がワークの表面からどのくらいの距離にあるかは、基本的には走査電子顕微鏡で目的の箇所が見えたときであり、その箇所を加工の終点検出としている。 However, a method for clarifying the distance to the reference portion to be observed with a transmission electron microscope is not provided. In other words, how far the reference part to be observed with the transmission electron microscope is located from the surface of the workpiece is basically when the target spot is seen with the scanning electron microscope, and that spot is used as the end point detection of processing. .
本発明の目的は薄膜ワークを高加工精度で作成する微細加工方法及びその装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a fine processing method and apparatus for forming a thin film workpiece with high processing accuracy.
(1)本発明に係る微細加工方法は、予め設定された深さにある基準面で止めるようにワークをスパッタエッチングする微細加工方法であって、
収束イオンビーム法によってイオンビームを照射することで前記ワークをスパッタエッチングした後に、走査電子顕微鏡を使用して電子ビームを前記ワークの内部に至るように照射することで、前記ワークの内部の前記基準面よりも深い位置に予め設定された基準部分の画像を取得すること、
の繰り返し工程を含み、
前記繰り返し工程で、後続する前記イオンビームを先行する前記イオンビームよりも小さい出力で照射し、後続する前記電子ビームを先行する前記電子ビームよりも小さい加速電圧で照射し、
前記繰り返し工程を、前記加速電圧が基準加速電圧に下がるまで行い、
前記基準加速電圧は、前記電子ビームが、前記ワークの内部を、前記基準面から前記基準部分までの距離だけ進入できる最小値である。本発明によれば、基準部分までの距離を走査電子顕微鏡の加速電圧という尺度で測ることができ、基準部分を削りすぎることがなくなる。これにより、薄膜ワークを高加工精度で作成することが可能となる。
(2)本発明に係る微細加工装置は、イオンビーム照射ステップを行うことでワークをスパッタエッチングするために、収束イオンビーム法によるイオンビームを照射するイオンビーム照射器と、
前記イオンビームの出力を制御するイオンビーム出力制御部と、
電子ビームを照射する電子ビーム照射器を含み、前記電子ビーム照射器を使用した電子ビーム照射ステップと画像取得ステップとを含む観察ステップを行う走査電子顕微鏡と、
前記電子ビームの加速電圧を制御する電子ビーム加速電圧制御部と、
前記イオンビーム照射ステップと前記観察ステップが交互に繰り返されるように、前記イオンビーム照射器及び前記走査電子顕微鏡を制御する駆動制御部と、
前記画像取得ステップで取得した画像が、前記ワークの内部の予め設定された深さにある基準面よりも深い位置に予め設定された基準部分を表示するか否かについての画像判断を、前記観察ステップ開始後であって前記イオンビーム照射ステップ開始前に行って、画像表示結果又は画像非表示結果を出力する画像判断器と、
前記加速電圧が、前記ワークの内部を前記電子ビームが前記基準面から前記基準部分までの距離だけ進入できる最小値である基準加速電圧以下に到達したか否かについての加速電圧判断を、前記観察ステップ開始後であって前記イオンビーム照射ステップ開始前に行って、加速電圧到達結果又は加速電圧未到達結果を出力する加速電圧判断器と、
中央処理部と、
を有し、
前記中央処理部は、
前記画像表示結果の入力に対応して、前記加速電圧判断器に前記加速電圧判断を行わせ、
前記加速電圧未到達結果の入力に対応して、前記加速電圧判断直後の前記イオンビーム照射ステップで、前記イオンビームの出力が直前の前記イオンビーム照射ステップよりも下がるように前記イオンビーム出力制御部を制御し、前記加速電圧判断直後の前記電子ビーム照射ステップで、前記電子ビームの前記加速電圧が直前の前記電子ビーム照射ステップよりも下がるように前記電子ビーム加速電圧制御部を制御する。本発明によれば、基準部分までの距離を走査電子顕微鏡の加速電圧という尺度で測ることができ、基準部分を削りすぎることがなくなる。これにより、薄膜ワークを高加工精度で作成することが可能な微細加工装置を提供することができる。
(3)この微細加工装置は、
前記中央処理部は、前記画像非表示結果の入力に対応して、前記画像判断直後の前記イオンビーム照射ステップで、前記イオンビームの出力が直前の前記イオンビーム照射ステップと同じになるように前記イオンビーム出力制御部を制御してもよい。
(4)この微細加工装置は、
前記中央処理部は、前記加速電圧到達結果の入力に対応して、前記イオンビーム照射ステップと前記観察ステップの繰り返しを中止するように、前記駆動制御部を制御してもよい。
(5)この微細加工装置は、
前記中央処理部は、前記加速電圧到達結果の入力に対応して、最終回の前記イオンビーム照射ステップを行って、その後の前記イオンビーム照射ステップ及び前記観察ステップを行わないように前記駆動制御部を制御し、最終回の前記イオンビーム照射ステップでは、前記イオンビームの出力が直前の前記イオンビーム照射ステップよりも下がるように前記イオンビーム出力制御部を制御してもよい。
(1) A micromachining method according to the present invention is a micromachining method in which a workpiece is sputter-etched so as to stop at a reference surface at a preset depth,
After the workpiece is sputter-etched by irradiating an ion beam by a focused ion beam method, the reference inside the workpiece is irradiated by irradiating the workpiece with an electron beam using a scanning electron microscope. Obtaining an image of a reference portion preset in a position deeper than the surface;
Including repeated steps of
In the repetition step, the subsequent ion beam is irradiated with an output smaller than the preceding ion beam, the subsequent electron beam is irradiated with an acceleration voltage smaller than the preceding electron beam,
The repeating step is performed until the acceleration voltage drops to a reference acceleration voltage,
The reference acceleration voltage is a minimum value at which the electron beam can enter the work by a distance from the reference surface to the reference portion. According to the present invention, the distance to the reference portion can be measured on a scale called the acceleration voltage of the scanning electron microscope, and the reference portion is not cut too much. This makes it possible to create a thin film workpiece with high processing accuracy.
(2) A micromachining apparatus according to the present invention includes an ion beam irradiator that irradiates an ion beam by a focused ion beam method in order to perform sputter etching of a workpiece by performing an ion beam irradiation step;
An ion beam output controller for controlling the output of the ion beam;
A scanning electron microscope including an electron beam irradiator for irradiating an electron beam, and performing an observation step including an electron beam irradiation step and an image acquisition step using the electron beam irradiator;
An electron beam acceleration voltage controller for controlling the acceleration voltage of the electron beam;
A drive controller that controls the ion beam irradiator and the scanning electron microscope so that the ion beam irradiation step and the observation step are alternately repeated;
The image determination as to whether or not the image acquired in the image acquisition step is to display a preset reference portion at a position deeper than a reference plane at a preset depth inside the work is the observation An image determination unit that outputs an image display result or an image non-display result after the start of the step and before the start of the ion beam irradiation step;
Accelerating voltage determination as to whether or not the accelerating voltage has reached a value below a reference accelerating voltage, which is a minimum value that allows the electron beam to enter the workpiece by a distance from the reference surface to the reference portion. Accelerating voltage determination device that outputs the acceleration voltage arrival result or the acceleration voltage non-reaching result after the step start and before the ion beam irradiation step starts,
A central processing unit;
Have
The central processing unit is
In response to the input of the image display result, the acceleration voltage determination unit performs the acceleration voltage determination,
Corresponding to the input of the acceleration voltage non-reaching result, the ion beam output control unit so that the output of the ion beam is lower than the immediately preceding ion beam irradiation step in the ion beam irradiation step immediately after the acceleration voltage determination. And controlling the electron beam acceleration voltage control unit so that the acceleration voltage of the electron beam is lower than the immediately preceding electron beam irradiation step in the electron beam irradiation step immediately after the acceleration voltage determination. According to the present invention, the distance to the reference portion can be measured on a scale called the acceleration voltage of the scanning electron microscope, and the reference portion is not cut too much. Thereby, the fine processing apparatus which can produce a thin film workpiece | work with high processing precision can be provided.
(3) This fine processing device
In response to the input of the image non-display result, the central processing unit performs the ion beam irradiation step immediately after the image determination so that the output of the ion beam is the same as the previous ion beam irradiation step. The ion beam output control unit may be controlled.
(4) This microfabrication device
The central processing unit may control the drive control unit so as to stop the repetition of the ion beam irradiation step and the observation step in response to the input of the acceleration voltage arrival result.
(5) This fine processing device
The central processing unit performs the final ion beam irradiation step in response to the input of the acceleration voltage arrival result, and does not perform the subsequent ion beam irradiation step and the observation step. In the final ion beam irradiation step, the ion beam output control unit may be controlled so that the output of the ion beam is lower than the previous ion beam irradiation step.
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本実施の形態に係る微細加工方法を説明するフローチャートである。図2は、本実施の形態に係る微細加工装置を説明する図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a flowchart for explaining a microfabrication method according to the present embodiment. FIG. 2 is a diagram for explaining the microfabrication apparatus according to the present embodiment.
本実施の形態に係る微細加工方法は、予め設定された深さにある基準面8(図3参照)で止めるようにワーク(例えば試料又はサンプル)6をスパッタエッチングする方法である。まず、ステップ100では、収束イオンビーム法のイオンビーム12を照射することでワーク6をスパッタエッチングするために、イオンビーム12の出力(電流)をイオンビーム出力制御部14により高出力(例えば、20000pA)に設定する。また、電子ビーム16の加速電圧を電子ビーム加速電圧制御部18により高加速電圧(例えば、15kV)に設定する。
The microfabrication method according to the present embodiment is a method in which a workpiece (for example, a sample or a sample) 6 is sputter-etched so as to be stopped at a reference surface 8 (see FIG. 3) at a preset depth. First, in
次に、ステップ110では、走査電子顕微鏡の電子ビーム照射器20を使用して、ステップ100で設定した加速電圧値の電子ビーム16をワーク6の内部に至るように照射する。これにより、撮像した画像をCRT22に表示し、画像記憶部24に記憶する。図3は、ワーク6と電子ビーム16の入射方向の関係を示す。
Next, in
次に、ステップ120では、イオンビーム12を、イオンビーム照射器26を用いて、ワーク6に照射させ、イオンビーム12でワーク6をスパッタエッチングすることによりワーク6の加工を行う。図3は、ワーク6とイオンビーム12の入射方向の関係を示す。
Next, in
次に、ステップ130では、ステップ120でワーク6をスパッタエッチングした後に、電子ビーム16を、走査電子顕微鏡の電子ビーム照射器20を使用して、ワーク6の内部に至るように照射する。これにより、撮像した画像をCRT22に表示し、画像記憶部24に記憶する。
Next, in
次に、ステップ140は、ステップ130で取得した画像が、ワーク6の内部の予め設定された深さにある基準面8よりも深い位置に予め設定された基準部分10を表示するか否かについての画像判断を行う。この画像判断は、観察ステップ130開始後であって、次のイオンビーム照射ステップ120開始前に行って、画像表示結果又は画像非表示結果を出力する。つまり、初回では、ステップ110で取得した画像とステップ130で取得した画像とを比較し画像表示結果又は画像非表示結果を出力する。2回目以降は、ステップ130で取得する後続する画像と先行する画像とを比較し画像表示結果又は画像非表示結果を出力する。比較方法は、初回又は後続する画像と先行する画像とを比較し、2つの画像の異なる部分を示す先行する画像に対する画像の差画像を抽出する。この差画像を2値化処理し、画像の2値化差画像を得る。この2値化差画像を得ることが画像表示結果になる。また、この2値化差画像が得られない場合、画像非表示結果になる。2値化処理は、数階調の明暗で構成される画像の差画像を、所定のしきい値で白黒に2値化する。しきい値は基準部分10の材料、さえぎるものの材料、二次電子検出器54の状態などの条件によって変化する。
Next, in
次に、ステップ150は、ステップ140で画像表示結果を出力するまで、ステップ120からステップ140までの処理を繰り返すための判定処理である。判定内容は、ステップ140で画像表示結果を出力する状態を「YES」とする。この場合は、ステップ160へ進む。又は、ステップ140で画像非表示結果を出力する状態を「NO」とする。この場合は、ステップ120へ進む。この時、画像判断直後のイオンビーム照射ステップ120で、イオンビーム12の出力が直前のイオンビーム照射ステップ120と同じになるようにイオンビーム出力制御部14を制御する。
Next,
次に、ステップ160は、ステップ150で「YES」と判断された場合、ステップ170と、ステップ130からステップ150までの処理工程を、加速電圧が基準加速電圧に下がるまで繰り返すための判定処理である。基準加速電圧は、電子ビーム16が、ワーク6の内部を、基準面8から基準部分10までの距離だけ進入できる最小の加速電圧値(例えば、1kV)である。判定内容は、電子ビーム16の加速電圧が1kV以下の状態を「YES」とする。この場合は、ステップ180へ進む。又は、電子ビーム16の加速電圧が1kV以上の状態を「NO」とする。この場合は、ステップ170へ進む。
Next,
次に、ステップ170では、ステップ160で「NO」と判断された場合、後続するイオンビーム12を先行するイオンビーム12よりも小さい出力で照射するためにイオンビーム出力制御部14を制御することのよりイオンビーム12の出力を小さくする。また、後続する電子ビーム16を先行する電子ビーム16よりも小さい加速電圧で照射するために電子ビーム加速電圧制御部18を制御することにより電子ビーム16の加速電圧を小さくする。例えば、イオンビーム照射器26で、ワーク6に電流が5000pAのイオンビーム12が照射されるようにイオンビーム出力制御部14を制御し、イオンビーム12の電流を5000pAに下げる。また、電子ビーム照射器20で、ワーク6に加速電圧が3kVで加速された電子ビーム16が照射されるように電子ビーム加速電圧制御部18を制御し、電子ビーム16の加速電圧を3kVに下げる。
Next, in
次に、ステップ180では、ステップ160で「YES」と判断された場合、加速電圧到達結果の入力に対応して、イオンビーム照射ステップ120と観察ステップ130の繰り返しを中止するように、駆動制御部28を制御する。さらに、最終回のイオンビーム照射ステップ180を行って、その後のイオンビーム照射ステップ120及び観察ステップ130を行わないように駆動制御部28を制御する。最終回のイオンビーム照射ステップ180では、イオンビーム12の出力が直前のイオンビーム照射ステップ120よりも下がるようにイオンビーム出力制御部を制御する。例えば、イオンビーム照射器26で、ワーク6に電流が500pAのイオンビーム12を照射させ、イオンビーム12でワーク6をスパッタエッチングすることによりワーク6の加工を行う。
Next, in
図3のようにイオンビーム12をワーク6に照射し、スパッタエッチングにより、設定された加工量だけ加工される。ワーク6を加工面と反対側からイオンビーム12を用いて加工すれば、所定の厚さをもつ、基準部分の薄膜ワークが得られる。その反対側からのワーク6の加工は、最初の加工(表側からの加工)と同じ要領で行われる。このようにして得られた薄膜ワークは透過電子顕微鏡などにより観察され、更に必要に応じて分析も行われる。
As shown in FIG. 3, the
次に、本実施の形態に係る微細加工方法により薄膜ワークを作成する微細加工装置を説明する。 Next, a micromachining apparatus that creates a thin film workpiece by the micromachining method according to the present embodiment will be described.
本実施の形態に係る微細加工装置は、予め設定された深さにある基準面8で止めるようにワーク6をスパッタエッチングする装置である。
The microfabrication apparatus according to the present embodiment is an apparatus that sputter-etches the
本実施の形態に係る微細加工装置は、加工室30を有する。加工室30は、ワーク6を配置する。
The micromachining apparatus according to the present embodiment has a
本実施の形態に係る微細加工装置は、イオンビーム照射器26を有する。イオンビーム照射器26は、収束イオンビーム法によるイオンビーム12を照射する。イオンビーム照射器26は、イオンビーム照射ステップ120を行うことでワーク6をスパッタエッチングする。
The microfabrication apparatus according to the present embodiment has an
本実施の形態に係る微細加工装置は、イオンビーム出力制御部14を有する。イオンビーム出力制御部14は、イオンビーム照射器26のイオンビーム12の出力を制御する。
The microfabrication apparatus according to the present embodiment has an ion beam
本実施の形態に係る微細加工装置は、電子ビーム照射器20を有する。電子ビーム照射器20は、電子ビーム16を照射する。電子ビーム照射器20は、走査電子顕微鏡4に搭載されている。走査電子顕微鏡4は、電子ビーム照射器20を使用した電子ビーム照射ステップと画像取得ステップとを含む観察ステップ110,130を行う。
The microfabrication apparatus according to the present embodiment has an
本実施の形態に係る微細加工装置は、電子ビーム加速電圧制御部18を有する。電子ビーム加速電圧制御部18は、電子ビーム照射器20の電子ビーム16の加速電圧を制御する。
The microfabrication apparatus according to the present embodiment has an electron beam acceleration
本実施の形態に係る微細加工装置は、駆動制御部28を有する。駆動制御部28は、イオンビーム照射ステップ120と観察ステップ130が交互に繰り返されるように、イオンビーム照射器26及び走査電子顕微鏡4を制御する。
The microfabrication apparatus according to the present embodiment has a
本実施の形態に係る微細加工装置は、画像判断器32を有する。画像判断器32は、画像取得ステップで取得した画像が、ワーク6の内部の予め設定された深さにある基準面8よりも深い位置に予め設定された基準部分10を表示するか否かについての画像判断を行う。画像判断器32は、画像判断を観察ステップ130開始後であって、次のイオンビーム照射ステップ120開始前に行って、画像表示結果又は画像非表示結果を出力する。
The microfabrication apparatus according to the present embodiment has an
本実施の形態に係る微細加工装置は、加速電圧判断器34を有する。加速電圧判断器34は、加速電圧が、ワーク6の内部を電子ビーム16が基準面8から基準部分10までの距離だけ進入できる最小値である基準加速電圧以下に到達したか否かについての加速電圧判断を行う。加速電圧判断器34は、加速電圧判断を観察ステップ130開始後であって、次のイオンビーム照射ステップ120開始前に行って、加速電圧到達結果又は加速電圧未到達結果を出力する。
The microfabrication apparatus according to the present embodiment has an acceleration
本実施の形態に係る微細加工装置は、中央処理部36を有する。中央処理部36は、画像表示結果の入力に対応して、加速電圧判断器34に加速電圧判断を行わせる。中央処理部36は、画像非表示結果の入力に対応して、画像判断直後のイオンビーム照射ステップ120で、イオンビーム12の出力が直前のイオンビーム照射ステップ120と同じになるようにイオンビーム出力制御部14を制御する。中央処理部36は、加速電圧未到達結果の入力に対応して、加速電圧判断直後のイオンビーム照射ステップ120で、イオンビーム12の出力が直前のイオンビーム照射ステップ120よりも下がるようにイオンビーム出力制御部14を制御する。中央処理部36は、加速電圧未到達結果の入力に対応して、加速電圧判断直後の電子ビーム照射ステップ130で、電子ビーム16の加速電圧が直前の電子ビーム照射ステップ130よりも下がるように電子ビーム加速電圧制御部18を制御する。中央処理部36は、加速電圧到達結果の入力に対応して、イオンビーム照射ステップ120と観察ステップ130の繰り返しを中止するように、駆動制御部28を制御する。中央処理部36は、加速電圧到達結果の入力に対応して、最終回のイオンビーム照射ステップ180を行って、その後のイオンビーム照射ステップ120及び観察ステップ130を行わないように駆動制御部28を制御する。中央処理部36は、最終回のイオンビーム照射ステップ180では、イオンビーム12の出力が直前のイオンビーム照射ステップ120よりも下がるようにイオンビーム出力制御部14を制御する。
The microfabrication apparatus according to the present embodiment has a
ワーク6は、2軸(イオンビーム方向に対して直交しかつ互いに直交するX及びY)方向に移動可能なワークホルダ38に装填されている。ワーク6の移動はワーク微動装置40により行われ、その制御はワーク微動制御部42により行われる。ワーク6は、図示しないワーク導入系によって加工室30の内部に搬送され、ワークホルダ38に装填され、ワークホルダ38は微細加工装置の筐体に組み込まれたステージ駆動系のワーク微動装置40によって適宜駆動されるように構成されている。ワーク微動装置40はワーク微動制御部42を介して中央処理部36に接続されている。
The
収束イオンビーム法によってイオンビーム12を照射することでワーク6をスパッタエッチングするイオンビーム照射器26から照射したイオンビーム12は、コンデンサレンズ44と絞り46と対物レンズ48を通過し、ワーク6上に収束する。ワーク6に照射するイオンビーム12を偏向し、それによってワーク6を走査する走査コイル50及びその制御のための偏向信号制御部52が配されている。走査コイル50には、加工領域を制御する偏向信号制御部52が接続されている。偏向信号制御部52はビーム位置のデータを得るため、中央処理部36と接続されている。
The
走査電子顕微鏡4は、電子ビーム照射器20と、二次電子検出器54と、信号増幅器56と、コンデンサレンズ58と、走査コイル60と、走査電源62とを備える。電子ビーム照射器20は、電子ビーム16をワーク6の内部に至るように照射する。電子ビーム16はコンデンサレンズ58によりワーク6面上にスポット状に収束され、コンデンサレンズ58及びワーク6の間に配置する電子ビーム16を偏向させる走査コイル60によってワーク6面を走査する。走査コイル60には走査電源62が接続されている。ワーク6と走査コイル60の間には、加工室30の壁面にワーク6を向くように配置され、かつワーク6からの二次電子64を受けて二次電子64の電流量を検出する二次電子検出器54が組み込まれている。二次電子検出器54は信号増幅器56を介して中央処理部36に接続されている。二次電子検出器54は電子ビーム16によるワーク6への照射によってワーク6から放出される二次電子64を検出して、信号増幅器56がその二次電子信号を増幅し、中央処理部36へ送る。中央処理部36は、CRT22に表示すると共に、ワーク6の内部の基準面8よりも深い位置に予め設定された基準部分10の画像を取得する。
The scanning electron microscope 4 includes an
本実施の形態によれば、基準部分までの距離を走査電子顕微鏡の加速電圧という尺度で測ることができ、基準部分を削りすぎることがなくなる。これにより、薄膜ワークを高加工精度で作成することが可能となる。 According to the present embodiment, the distance to the reference portion can be measured on a scale called the acceleration voltage of the scanning electron microscope, and the reference portion is not cut too much. This makes it possible to create a thin film workpiece with high processing accuracy.
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。さらに、本発明は、実施の形態で説明した技術的事項のいずれかを限定的に除外した内容を含む。あるいは、本発明は、上述した実施の形態から公知技術を限定的に除外した内容を含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, the present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same purposes and results). In addition, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the present invention includes a configuration that exhibits the same operational effects as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. Further, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment. Furthermore, the present invention includes contents that exclude any of the technical matters described in the embodiments in a limited manner. Or this invention includes the content which excluded the well-known technique limitedly from embodiment mentioned above.
4…走査電子顕微鏡 6…ワーク 8…基準面 10…基準部分 12…イオンビーム 14…イオンビーム出力制御部 16…電子ビーム 18…電子ビーム加速電圧制御部 20…電子ビーム照射器 22…CRT 24…画像記憶部 26…イオンビーム照射器 28…駆動制御部 30…加工室 32…画像判断器 34…加速電圧判断器 36…中央処理部 38…ワークホルダ 40…ワーク微動装置 42…ワーク微動制御部 44…コンデンサレンズ 46…絞り 48…対物レンズ 50…走査コイル 52…偏向信号制御部 54…二次電子検出器 56…信号増幅器 58…コンデンサレンズ 60…走査コイル 62…走査電源 64…二次電子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 ...
Claims (5)
収束イオンビーム法によってイオンビームを照射することで前記ワークをスパッタエッチングした後に、走査電子顕微鏡を使用して電子ビームを前記ワークの内部に至るように照射することで、前記ワークの内部の前記基準面よりも深い位置に予め設定された基準部分の画像を取得すること、
の繰り返し工程を含み、
前記繰り返し工程で、後続する前記イオンビームを先行する前記イオンビームよりも小さい出力で照射し、後続する前記電子ビームを先行する前記電子ビームよりも小さい加速電圧で照射し、
前記繰り返し工程を、前記加速電圧が基準加速電圧に下がるまで行い、
前記基準加速電圧は、前記電子ビームが、前記ワークの内部を、前記基準面から前記基準部分までの距離だけ進入できる最小値である微細加工方法。 A micromachining method for sputter etching a workpiece so as to stop at a reference surface at a preset depth,
After the workpiece is sputter-etched by irradiating an ion beam by a focused ion beam method, the reference inside the workpiece is irradiated by irradiating the workpiece with an electron beam using a scanning electron microscope. Obtaining an image of a reference portion preset in a position deeper than the surface;
Including repeated steps of
In the repetition step, the subsequent ion beam is irradiated with an output smaller than the preceding ion beam, the subsequent electron beam is irradiated with an acceleration voltage smaller than the preceding electron beam,
The repeating step is performed until the acceleration voltage drops to a reference acceleration voltage,
The micro-machining method, wherein the reference acceleration voltage is a minimum value at which the electron beam can enter the workpiece by a distance from the reference surface to the reference portion.
前記イオンビームの出力を制御するイオンビーム出力制御部と、
電子ビームを照射する電子ビーム照射器を含み、前記電子ビーム照射器を使用した電子ビーム照射ステップと画像取得ステップとを含む観察ステップを行う走査電子顕微鏡と、
前記電子ビームの加速電圧を制御する電子ビーム加速電圧制御部と、
前記イオンビーム照射ステップと前記観察ステップが交互に繰り返されるように、前記イオンビーム照射器及び前記走査電子顕微鏡を制御する駆動制御部と、
前記画像取得ステップで取得した画像が、前記ワークの内部の予め設定された深さにある基準面よりも深い位置に予め設定された基準部分を表示するか否かについての画像判断を、前記観察ステップ開始後であって前記イオンビーム照射ステップ開始前に行って、画像表示結果又は画像非表示結果を出力する画像判断器と、
前記加速電圧が、前記ワークの内部を前記電子ビームが前記基準面から前記基準部分までの距離だけ進入できる最小値である基準加速電圧以下に到達したか否かについての加速電圧判断を、前記観察ステップ開始後であって前記イオンビーム照射ステップ開始前に行って、加速電圧到達結果又は加速電圧未到達結果を出力する加速電圧判断器と、
中央処理部と、
を有し、
前記中央処理部は、
前記画像表示結果の入力に対応して、前記加速電圧判断器に前記加速電圧判断を行わせ、
前記加速電圧未到達結果の入力に対応して、前記加速電圧判断直後の前記イオンビーム照射ステップで、前記イオンビームの出力が直前の前記イオンビーム照射ステップよりも下がるように前記イオンビーム出力制御部を制御し、前記加速電圧判断直後の前記電子ビーム照射ステップで、前記電子ビームの前記加速電圧が直前の前記電子ビーム照射ステップよりも下がるように前記電子ビーム加速電圧制御部を制御する微細加工装置。 An ion beam irradiator that irradiates an ion beam by a focused ion beam method in order to perform sputter etching of a workpiece by performing an ion beam irradiation step;
An ion beam output controller for controlling the output of the ion beam;
A scanning electron microscope including an electron beam irradiator for irradiating an electron beam, and performing an observation step including an electron beam irradiation step and an image acquisition step using the electron beam irradiator;
An electron beam acceleration voltage controller for controlling the acceleration voltage of the electron beam;
A drive controller that controls the ion beam irradiator and the scanning electron microscope so that the ion beam irradiation step and the observation step are alternately repeated;
The image determination as to whether or not the image acquired in the image acquisition step is to display a preset reference portion at a position deeper than a reference plane at a preset depth inside the work is the observation An image determination unit that outputs an image display result or an image non-display result after the start of the step and before the start of the ion beam irradiation step;
Accelerating voltage determination as to whether or not the accelerating voltage has reached a value below a reference accelerating voltage, which is a minimum value that allows the electron beam to enter the workpiece by a distance from the reference surface to the reference portion. Accelerating voltage determination device that outputs the acceleration voltage arrival result or the acceleration voltage non-reaching result after the step start and before the ion beam irradiation step starts,
A central processing unit;
Have
The central processing unit is
In response to the input of the image display result, the acceleration voltage determination unit performs the acceleration voltage determination,
Corresponding to the input of the acceleration voltage non-reaching result, the ion beam output control unit so that the output of the ion beam is lower than the immediately preceding ion beam irradiation step in the ion beam irradiation step immediately after the acceleration voltage determination. And the electron beam accelerating voltage control unit controls the electron beam accelerating voltage control unit so that the accelerating voltage of the electron beam is lower than the immediately preceding electron beam irradiating step in the electron beam irradiating step immediately after the acceleration voltage determination. .
前記中央処理部は、前記画像非表示結果の入力に対応して、前記画像判断直後の前記イオンビーム照射ステップで、前記イオンビームの出力が直前の前記イオンビーム照射ステップと同じになるように前記イオンビーム出力制御部を制御する微細加工装置。 The microfabrication apparatus according to claim 2, wherein
In response to the input of the image non-display result, the central processing unit performs the ion beam irradiation step immediately after the image determination so that the output of the ion beam is the same as the previous ion beam irradiation step. A fine processing device that controls the ion beam output controller.
前記中央処理部は、前記加速電圧到達結果の入力に対応して、前記イオンビーム照射ステップと前記観察ステップの繰り返しを中止するように、前記駆動制御部を制御する微細加工装置。 In the microfabrication apparatus according to claim 2 or claim 3,
The central processing unit controls the drive control unit so as to stop the repetition of the ion beam irradiation step and the observation step in response to an input of the acceleration voltage arrival result.
前記中央処理部は、前記加速電圧到達結果の入力に対応して、最終回の前記イオンビーム照射ステップを行って、その後の前記イオンビーム照射ステップ及び前記観察ステップを行わないように前記駆動制御部を制御し、最終回の前記イオンビーム照射ステップでは、前記イオンビームの出力が直前の前記イオンビーム照射ステップよりも下がるように前記イオンビーム出力制御部を制御する微細加工装置。 The microfabrication apparatus according to claim 4, wherein
The central processing unit performs the final ion beam irradiation step in response to the input of the acceleration voltage arrival result, and does not perform the subsequent ion beam irradiation step and the observation step. In the final ion beam irradiation step, the ion beam output control unit is controlled so that the output of the ion beam is lower than the previous ion beam irradiation step.
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- 2004-04-14 JP JP2004118998A patent/JP2005302600A/en not_active Withdrawn
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