[发明专利]离子铣削装置、试料加工方法、加工装置及试料驱动机构

说明书

技术领域

本发明涉及离子铣削装置及扫描电子显微镜用试料加工方法，尤其涉及使用扫描电子显微镜、EBSP法(电子背散射衍射图案、Electron Backscatter diffraction Pattern)等用于制作要观察·分析的试料的离子铣削装置及扫描电子显微镜用试料加工方法。

背景技术

近年，随着电子设备的安装技术的急速进步，电子部件的构成部件也发生小型化、高密度化，对其内部结构的SEM观察·分析需求急速增高。

对于以试料的内部结构观察为目的而通过机械研磨法制作的试料面而言，存在因研磨时施加的应力而造成的变形、研磨损伤、坍塌而无法对微小结构进行观察·分析的情况。作为应对方法，作为机械研磨的精加工而适用离子铣削法。

离子铣削法是指，向试料照射加速的离子，利用照射的离子将试料表面的原子或分子弹飞的溅射现象在无应力的状态下加工试料的手法，其被用作使用了SEM的试料表面及内部结构的层叠形状、膜厚评价、结晶状态、故障和异物剖面的解析用的试料前处理法。

作为离子铣削装置的以往例，存在专利文献1-3的技术。

根据专利文献1记载可知，将试料载置于旋转体上，使其旋转中心轴线与离子束中心的试料表面照射位置错开规定的距离而进行离子铣削，由此获得直径5mm左右的加工面。

在专利文献2中记载了在离子铣削装置内配置内置有摄像机的探针，从而确认加工状态。

专利文献3记载了用于使离子束所照射的部位与加工目的位置一致的适宜的离子铣削法及离子铣削装置。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平3-36285号公报

专利文献2：日本特开平10-140348号公报

专利文献3：日本特开2007-83262号公报

发明的概要

发明要解决的课题

对于通过机械研磨法制作的试料面而言，形成因研磨时施加的应力造成的变形、研磨损伤、坍塌，为了将它们去除而适用离子铣削法。

然而，铣削速率依存于各材料和离子束照射角度，对于由铣削速率不同的材料构成的复合材料而言，向试料照射的离子束照射角度固定的以往的离子铣削法存在无法获得用于微小结构解析的平滑的加工面的问题。

另外，为了确认观察·解析所需的加工是否完成，需要从离子铣削装置取下试料而通过光学显微镜或者SEM进行观察来进行确认，因此作业复杂化而花费时间。

发明内容

鉴于上述的问题点，本发明的目的在于提供不依存于材料和离子束照射角度的加工手法，进一步而言为提供能够容易通过离子铣削法进行终点检测的机构。

用于解决课题的手段

为了达成上述目的，本发明提供一种加工装置，其向试料照射离子束而加工试料，其特征在于，具备使试料相对于所述离子束旋转倾斜的试料倾斜旋转机构，该试料旋转机构具备使试料相对于离子束旋转的旋转轴和相对于该旋转轴正交而使所述试料相对于离子束倾斜的倾斜轴，且同时进行所述试料的旋转和倾斜。

另外，终点检测通过如下的加工装置来达成，所述加工装置的特征在于具备：对试料照射电子线的电子照射系统、对由所述试料产生的电子进行检测的检测器、根据由该检测器检测到的信号使所述离子束向试料的照射结束的控制装置，或者，所述加工装置的特征在于具备用于向试料照射激光的激光照射系统和对由试料反射、散射的激光进行检测的检测器，还具备根据该检测器检测到的信号使所述离子束向试料的照射结束的控制装置。

发明效果

根据本发明，通过连续改变离子束照射角度，即使对于复合材料也能够获得不依存于材料和离子束照射角度的平滑加工面。另外，在离子铣削装置中设置能够向试料照射电子线的电子照射系统和对由试料产生的电子进行检测、显示的功能，并对得到的信号进行处理，或者具备对试料照射激光的光学系统和对由试料反射、散射的激光进行检测的功能，并对检测到的激光进行处理，从而能够进行终点检测，在不取下试料的情况下能够进行加工的终点检测。

附图说明

图1是表示权利要求1、2及实施例1的具备试料旋转倾斜机构的离子铣削装置的说明图。

图2是试料倾斜旋转机构的详细说明图。

图3是试料倾斜旋转机构的详细说明图。

图4是表示基于以往的离子铣削法和本发明的离子铣削法的加工面的比较的说明图。

图5是通过试料倾斜旋转机构连续变化的照射角度的详细说明图。

图6是通过载置台倾斜角度可变的加工范围的详细说明图。