超精密离子研磨仪的制作方法

本发明涉及超精密离子研磨仪。

背景技术：

1、在专利文献1中公开了一种超精密离子研磨仪，该超精密离子研磨仪在离子源中生成等离子并引出离子，照射所引出的离子并对基板等实施加工处理。该超精密离子研磨仪公开例如对4英寸(φ100)基板进行加工，为了得到均匀或期望的分布的大口径离子束，通过对离子源内的等离子分布进行电控制来控制引出离子束的分布。作为控制方法的一例，公开了使用法拉第杯测定离子束的分布状态，根据测定结果调整施加于等离子控制电极的电压。

技术实现思路

1、超精密离子研磨仪是用于对试样(例如金属、半导体、玻璃、陶瓷等)照射非聚焦离子束，通过溅射现象使试样表面的原子以无应力弹飞，由此对其表面或剖面进行研磨的装置。超精密离子研磨仪中有作为用于观察基于扫描电子显微镜(sem：scanningelectronmicroscope)、透射电子显微镜(tem：transmission electron microscope)的试样的表面或剖面的预处理装置的装置。对于面向这样的预处理装置的离子产生源，为了使结构小型化而采用有效的潘宁(pinning)方式的情况较多。

2、来自潘宁型离子源的离子束在不收敛的状态下向试样照射，因此试样的离子束照射点附近的离子分布具有中心部的离子密度最高、离子密度从中心向外侧变低的特性。另一方面，特别是在利用电子显微镜的表面观察中，为了准确地观察结构、组成，需要将试样表面平滑地研磨。因此，一边使试样旋转一边以低入射角度照射离子束。由此，对于包含要观察的部位的周边范围，能够得到广泛且平滑的加工面。由于离子密度直接与试样的加工速度(研磨速率)直接连结，因此离子分布的特性对试样加工面的加工形状有很大影响。

3、关于潘宁方式离子源，已知从其结构产生并射出的离子使内部的结构部件磨损。另外，对试样进行加工的结果是，从加工面产生并浮游的微小粒子附着于离子产生源的特别是离子射出口，成为污染的原因。由于这些因素等，如果继续使用超精密离子研磨仪，则离子束的特性发生变化，进而存在试样加工面的加工形状的再现性降低的情况。在以量产工序管理目的进行电子显微镜进行的观察的情况下，要求对多个试样实施相同的加工，因此超精密离子研磨仪的加工形状的再现性的降低有可能导致缺陷检测精度的降低。

4、本发明鉴于这样的课题，提供适合于进行观察试样的表面或剖面的预处理加工的超精密离子研磨仪的离子束调整法以及能够调整离子束的照射条件的超精密离子研磨仪。

5、用于解决课题的手段

6、本发明的一个实施方式的超精密离子研磨仪具有：离子源；试样台，其载置通过照射来自离子源的非聚焦的离子束而加工的试样；驱动单元，其配置在离子源与试样台之间，且使在第一方向上延伸的线状的离子束测定部件在与第一方向正交的第二方向上移动；以及控制部，控制部在从离子源以第一照射条件输出有离子束的状态下，通过驱动单元使离子束测定部件在离子束的照射范围内移动，通过向离子束测定部件照射离子束来测定流过离子束测定部件的离子束电流。

7、另外，作为本发明的另一实施方式的超精密离子研磨仪具有：试样室；离子源位置调整机构，其设置于试样室；离子源，其经由离子源位置调整机构而安装于试样室；试样台，其载置有通过照射来自离子源的非聚焦的离子束而被加工的试样；以及控制部，控制部基于从离子源在第一照射条件下向试样照射了离子束时的离子分布，来求出第一照射条件的调整值，离子源是潘宁型离子源，作为求出第一调整条件的调整值的参数，包含离子源的放电电压、离子源的气体流量、及离子源与试样的距离中的至少一个。

8、发明效果

9、能够提高超精密离子研磨仪的离子分布的再现性。

10、根据本说明书的描述和附图，其他问题和新颖特征将变得清楚。

技术特征：

1.一种超精密离子研磨仪，其特征在于，所述超精密离子研磨仪具有：离子源；试样台，其载置通过照射来自所述离子源的非聚焦离子束而被加工的试样；驱动单元，其配置在所述离子源与所述试样台之间，且使在第一方向上延伸的线状的离子束测定部件在与所述第一方向正交的第二方向上移动；以及控制部，所述控制部在从所述离子源以第一照射条件输出有所述离子束的状态下，通过所述驱动单元使所述离子束测定部件在所述离子束的照射范围内移动，通过向所述离子束测定部件照射所述离子束来测定流过所述离子束测定部件的离子束电流。

2.根据权利要求1所述的超精密离子研磨仪，其特征在于，所述控制部存储表示所述离子束电流与测定到该离子束电流时的所述离子束测定部件的位置之间的关系的离子束电流分布。

3.根据权利要求2所述的超精密离子研磨仪，其特征在于，所述控制部基于所述离子束电流分布来求出所述第一照射条件的调整值。

4.根据权利要求3所述的超精密离子研磨仪，其特征在于，所述控制部对所述离子束电流分布和预先设定好的基准离子束电流分布进行比较，并求出所述第一照射条件的调整值。

5.根据权利要求4所述的超精密离子研磨仪，其特征在于，所述控制部求出所述第一照射条件的调整值，以使得所述离子束电流分布的峰值及半值宽度与所述基准离子束电流分布的峰值及半值宽度相等或近似。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的超精密离子研磨仪，其特征在于，所述超精密离子研磨仪具有试样室和设置于所述试样室的离子源位置调整机构，所述离子源经由所述离子源位置调整机构而安装于所述试样室，所述离子源是潘宁型离子源，所述控制部包含所述离子源的放电电压、所述离子源的气体流量、及所述离子源与所述试样的距离中的至少一个作为求出所述第一照射条件的调整值的参数。

7.根据权利要求4所述的超精密离子研磨仪，其特征在于，所述超精密离子研磨仪具有重叠显示所述离子束电流分布和所述基准离子束电流分布的显示部。

8.根据权利要求1所述的超精密离子研磨仪，其特征在于，来自所述离子源的所述离子束的离子束中心与由所述第一方向和所述第二方向形成的平面正交。

9.根据权利要求1所述的超精密离子研磨仪，其特征在于，所述离子束测定部件是剖面为圆柱形状且直径为所述离子束的半值宽度以下的石墨碳的线状材料。

10.根据权利要求1所述的超精密离子研磨仪，其特征在于，在所述试样台与所述驱动单元之间具有遮挡从来自所述离子源的所述离子束对所述试样的照射的试样保护挡板。

技术总结
本发明提供一种能够提高离子分布的再现性的超精密离子研磨仪。超精密离子研磨仪具有：离子源(1)；试样台(2)，其载置通过照射来自离子源(1)的非聚焦离子束而被加工的试样(4)；以及驱动单元(8)，其配置在离子源(1)与试样台(2)之间，且使在第一方向上延伸的线状的离子束测定部件(7)在与第一方向正交的第二方向上移动，在从离子源(1)以第一照射条件输出离子束的状态下，通过驱动单元(8)使离子束测定部件(7)在离子束的照射范围内移动，通过向离子束测定部件(7)照射离子束来测定流过离子束测定部件(7)的离子束电流。

技术研发人员：盛燮冰
受保护的技术使用者：斯通汉德科技（浙江）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/27