イオンビーム発生装置のイオンビーム位置検出板
【課題】本発明はイオンビーム発生装置のイオンビーム位置検出板に関し、蛍光材を用いることなく、且つ真空度を低下させることのない、イオンのビーム照射位置を特定することができるイオンビーム発生装置のイオンビーム検出板を提供することを目的としている。
【解決手段】イオンビーム１を発生させて試料２を加工する装置において、イオンビーム１を照射してイオンビーム１の照射点を検出するための板であって、イオンビーム１の照射点と周囲の部位との区別がつくような材料であって、且つイオンビーム照射によりガス放出がない材料を用いて構成される。
【解決手段】イオンビーム１を発生させて試料２を加工する装置において、イオンビーム１を照射してイオンビーム１の照射点を検出するための板であって、イオンビーム１の照射点と周囲の部位との区別がつくような材料であって、且つイオンビーム照射によりガス放出がない材料を用いて構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はイオンビーム発生装置のイオンビーム検出板に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオンビームを用いて試料に加工する装置が知られている。具体的には、試料上にイオンビームを照射してスパッタリングを行なうものである。このような装置は、例えばＳＥＭ、ＴＥＭ試料をイオンビームにより研磨・エッチング・ミーリングする場合がある。ここで、ミーリングとは削り取るという意味である。
【０００３】
図４は電子顕微鏡用試料作成装置の構成例を示す図である。１は試料室であり、この中に試料が置かれる。２は試料、３は該試料２の上に載置された蛍光板、４は試料２が載置される試料ステージである。５はイオンを発生するイオンガン、６は該イオンガン５から出射されたイオンビームである。７は試料室１を高真空に引くための排気装置である。８はイオンビーム６の照射位置を確認するための観察窓で、観察窓８にはルーペ９が取り付けられている。
【０００４】
このように構成された装置において、イオンガン５からイオンビーム６を出射すると、該イオンビーム６は蛍光板３に照射される。蛍光板３は蛍光物質から構成されており、イオンビームが照射されると、その位置が発光する。観察窓８からこの発光位置を確認し、その位置で固定した後、蛍光板３を取り除き、試料２にイオンビームを照射し、試料２をエッチングする。このようにして、エッチングされた試料２をＳＥＭ等で観察するものである。
【０００５】
図５はビーム位置検出の説明図である。イオンビーム６を蛍光板３に照射する。この結果、イオンビーム６が照射された位置は発光する。この発光位置をルーペ９で確認した後、その位置で固定し、図に示すように蛍光板３を回転させて取り除き、同じ位置にある試料２にイオンビーム６を照射し、照射位置をエッチングする。
【０００６】
図６はイオンビーム照射の説明図である。（ａ）はイオンビーム照射による蛍光板３の発光の様子を示している。蛍光板３は蛍光物質層３ａと、金属板３ｂより構成されている。即ち、蛍光板３は金属板３ｂの上に蛍光物質層３ａを塗布したものである。蛍光物質層３ａは蛍光物質である粉を接着剤で金属板３ｂの表面に塗り固めたものである。従って、イオンビーム６によりイオンビーム照射位置の蛍光物質層３ａはスパッタリングされ、蛍光粉１０が飛び散る。（ｂ）は蛍光物質層３ａがスパッタリングされ、蛍光粉１０が飛び散る様子を示している。
【０００７】
従来のこの種の装置としては、イオンビームの導入路に直交方向に円柱状の電流測定杆を取り付け、イオンビームの進行方向側のイオンビーム導入路上に発光体薄膜を備えた透明な発光板を外部から観察できるようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−１１３７００号公報（段落０００６〜００１０、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
試料面上におけるイオンビームの形状と位置を観察する手段として前述した蛍光板を使用する場合、イオンビームが蛍光板に照射されると蛍光材料の温度上昇が生じ、真空度を悪化させるという問題がある。また、イオンビームが蛍光板に照射されると蛍光粉の飛散が生じ、蛍光が発生しなくなるという問題がある。
【０００９】
また、試料面上におけるイオンビームの形状と位置を観察する手段として紙を使用する場合、紙にイオンビームを照射して変色部位を観察し、ビーム位置や形状を観察している。
【００１０】
イオンビームを観察する手段として蛍光板を用いる場合、蛍光材は粉体を金属板に塗布しているため、粉体を有機接着にて固定させる必要があるが、温度上昇が生じると、有機接着材によるガス放出が発生し、真空度を悪化させる。また、Ｘ線や電子線の場合は、蛍光材のスパッタリング効果は無視できるが、アルゴン（Ａｒ）イオン等では、質量が大きいためにスパッタリング効果により蛍光材が削りとられてしまう。
【００１１】
蛍光板の代わりに紙を使用した場合、紙の変色によりビーム位置と形状が観察可能であるが、炭化して破損するという問題がある。また、変色領域が拡散してビーム形状の特定が正確にできないという問題がある。更に、温度上昇により紙よりガスが放出し、真空度を悪化させるという問題がある。
【００１２】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、蛍光材を用いることなく、かつ試料室の真空度を低下させることのない、イオンのビーム照射位置を特定することができるイオンビーム発生装置のイオンビーム位置検出板を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
（１）請求項１記載の発明は、イオンビームを発生させて試料を加工する装置において、イオンビームを照射してイオンビームの照射点を検出するための板であって、イオンビームの照射点と周囲の部位との区別がつくような材料であって、且つイオンビーム照射によりガス放出がない材料を用いたことを特徴とする。
（２）請求項２記載の発明は、前記材料として酸化皮膜が施されたＳｉ基板又は炭酸カルシウムを用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
（１）請求項１記載の発明によれば、イオンビームを照射することにより、イオンビームの照射点と周囲の部位との区別がつくような材料であって、且つイオンビーム照射によりガス放出がない材料を用いるため、イオンビームの照射位置を特定することができ、しかもイオンビーム照射によりガスが発生しないため、真空度を低下させることもない。
（２）請求項２記載の発明によれば、照射点を検出するための板であって、その材質として酸化膜又は炭酸カルシウムを用いれば、イオンビーム照射によりイオンビームの照射位置を特定することができ、しかもガスが放出しないため真空度を悪化することもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
図１は本発明によるイオンビーム位置検出板の構成例を示す図である。図において、２０はＳｉ基板、２１はＳｉ基板２０の表面に形成された酸化膜である。イオンビーム６はこの酸化膜２１に照射される。酸化膜はＳｉＯ2で表される。Ｓｉ基板２０に酸化膜２１を形成させる方法としては、例えばＳｉ基板２０を高温下に所定時間放置する方法がある。高温下では、Ｓｉは酸素Ｏ2と化学反応を起こしＳｉＯ2膜が形成される。このようなイオンビーム位置検出板の動作を以下に説明する。なお、本発明を実行するシステムとしては、図４に示すシステムが用いられる。
【００１６】
図２は本発明によるイオンビーム位置検出の説明図である。図１と同一のものは、同一の符号を付して示す。酸化膜２１は表面がざらざらしたいわゆる梨地である。このような材料の表面にイオンビーム１が照射すると、乱反射する。一方、同一箇所をイオンビーム１で照射し続けると、酸化膜２１はスパッタリングされ、Ｓｉ基板２０の表面が現れる。このＳｉ基板２０の表面は鏡面であるので、このＳｉ基板２０に照射されたイオンビームは鏡面反射される。そして、その周囲の乱反射と鏡面反射とは目視により容易に区別がつくので、イオンビームが照射されている位置を特定することができる。また、酸化膜ＳｉＯ2はイオンビーム１によりスパッタリングされてもガスを放出することはないので、真空度は維持される。
【００１７】
このように、本発明によれば、イオンビームを照射することにより、イオンビームの照射点と周囲の部位との区別がつくような材料であって、且つイオンビーム照射によりガス放出がない材料を用いるため、イオンビームの照射位置を特定することができ、しかもイオンビーム照射によりガスが発生しないため、真空度を低下させることもない。
【００１８】
以上、イオンビーム位置検出板として酸化膜が施されたＳｉ基板を用いた場合を例にとったが、本発明はこれに限るものではなく他の材料を用いることができる。例えば、貝の殻は炭酸カルシウムである。この貝の殻（貝殻）を平面化してこの貝の殻の板を作り、この貝殻の板にイオンビームを照射すると、そのイオンビームが照射された位置が発光するので、イオンビーム照射点を特定することができる。炭酸カルシウムは、飛散してもガスを放出しないので、試料室の真空度を保持することができる。その他の材料としてすりガラスや、岩塩等も使用できる可能性がある。
【００１９】
図３は本発明の動作説明図である。（ａ）はイオンビーム照射位置に対応したクロスマーカ２５の付いた望遠鏡と試料上に載せたイオンビーム位置検出板でイオンビーム位置を一致させるようにしたものである。この場合、望遠鏡をＸＹ移動させて位置合わせをする。
【００２０】
（ｂ）では、イオンビーム位置検出板を外し、望遠鏡のクロスマーカ２５中心に試料ステージの移動により試料ミーリング位置を合わせる。この場合、試料をＸＹ移動させて位置合わせをする。２７はミーリング位置である。
【００２１】
この例では、電子顕微鏡用試料をイオンビームにより研磨・ミーリングする。この場合において、観察希望部位がイオン照射されるようにイオン照射位置に対応するクロスマーカの付いた望遠鏡をセットし、イオンビーム中心の位置に試料２を試料台移動により移動させる。この結果、クロスマーカの交点にエッチングしたい試料２の部位を合わせ込むことができ、希望の位置にイオンビームによるエッチングが施されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明によるイオンビーム位置検出板の構成例を示す図である。
【図２】イオンビーム位置検出の説明図である。
【図３】本発明の動作説明図である。
【図４】電子顕微鏡用試料作成装置の構成例を示す図である。
【図５】ビーム位置検出の説明図である。
【図６】イオンビーム照射の説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
２０ Ｓｉ基板
２１ 酸化膜
【技術分野】
【０００１】
本発明はイオンビーム発生装置のイオンビーム検出板に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオンビームを用いて試料に加工する装置が知られている。具体的には、試料上にイオンビームを照射してスパッタリングを行なうものである。このような装置は、例えばＳＥＭ、ＴＥＭ試料をイオンビームにより研磨・エッチング・ミーリングする場合がある。ここで、ミーリングとは削り取るという意味である。
【０００３】
図４は電子顕微鏡用試料作成装置の構成例を示す図である。１は試料室であり、この中に試料が置かれる。２は試料、３は該試料２の上に載置された蛍光板、４は試料２が載置される試料ステージである。５はイオンを発生するイオンガン、６は該イオンガン５から出射されたイオンビームである。７は試料室１を高真空に引くための排気装置である。８はイオンビーム６の照射位置を確認するための観察窓で、観察窓８にはルーペ９が取り付けられている。
【０００４】
このように構成された装置において、イオンガン５からイオンビーム６を出射すると、該イオンビーム６は蛍光板３に照射される。蛍光板３は蛍光物質から構成されており、イオンビームが照射されると、その位置が発光する。観察窓８からこの発光位置を確認し、その位置で固定した後、蛍光板３を取り除き、試料２にイオンビームを照射し、試料２をエッチングする。このようにして、エッチングされた試料２をＳＥＭ等で観察するものである。
【０００５】
図５はビーム位置検出の説明図である。イオンビーム６を蛍光板３に照射する。この結果、イオンビーム６が照射された位置は発光する。この発光位置をルーペ９で確認した後、その位置で固定し、図に示すように蛍光板３を回転させて取り除き、同じ位置にある試料２にイオンビーム６を照射し、照射位置をエッチングする。
【０００６】
図６はイオンビーム照射の説明図である。（ａ）はイオンビーム照射による蛍光板３の発光の様子を示している。蛍光板３は蛍光物質層３ａと、金属板３ｂより構成されている。即ち、蛍光板３は金属板３ｂの上に蛍光物質層３ａを塗布したものである。蛍光物質層３ａは蛍光物質である粉を接着剤で金属板３ｂの表面に塗り固めたものである。従って、イオンビーム６によりイオンビーム照射位置の蛍光物質層３ａはスパッタリングされ、蛍光粉１０が飛び散る。（ｂ）は蛍光物質層３ａがスパッタリングされ、蛍光粉１０が飛び散る様子を示している。
【０００７】
従来のこの種の装置としては、イオンビームの導入路に直交方向に円柱状の電流測定杆を取り付け、イオンビームの進行方向側のイオンビーム導入路上に発光体薄膜を備えた透明な発光板を外部から観察できるようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−１１３７００号公報（段落０００６〜００１０、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
試料面上におけるイオンビームの形状と位置を観察する手段として前述した蛍光板を使用する場合、イオンビームが蛍光板に照射されると蛍光材料の温度上昇が生じ、真空度を悪化させるという問題がある。また、イオンビームが蛍光板に照射されると蛍光粉の飛散が生じ、蛍光が発生しなくなるという問題がある。
【０００９】
また、試料面上におけるイオンビームの形状と位置を観察する手段として紙を使用する場合、紙にイオンビームを照射して変色部位を観察し、ビーム位置や形状を観察している。
【００１０】
イオンビームを観察する手段として蛍光板を用いる場合、蛍光材は粉体を金属板に塗布しているため、粉体を有機接着にて固定させる必要があるが、温度上昇が生じると、有機接着材によるガス放出が発生し、真空度を悪化させる。また、Ｘ線や電子線の場合は、蛍光材のスパッタリング効果は無視できるが、アルゴン（Ａｒ）イオン等では、質量が大きいためにスパッタリング効果により蛍光材が削りとられてしまう。
【００１１】
蛍光板の代わりに紙を使用した場合、紙の変色によりビーム位置と形状が観察可能であるが、炭化して破損するという問題がある。また、変色領域が拡散してビーム形状の特定が正確にできないという問題がある。更に、温度上昇により紙よりガスが放出し、真空度を悪化させるという問題がある。
【００１２】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、蛍光材を用いることなく、かつ試料室の真空度を低下させることのない、イオンのビーム照射位置を特定することができるイオンビーム発生装置のイオンビーム位置検出板を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
（１）請求項１記載の発明は、イオンビームを発生させて試料を加工する装置において、イオンビームを照射してイオンビームの照射点を検出するための板であって、イオンビームの照射点と周囲の部位との区別がつくような材料であって、且つイオンビーム照射によりガス放出がない材料を用いたことを特徴とする。
（２）請求項２記載の発明は、前記材料として酸化皮膜が施されたＳｉ基板又は炭酸カルシウムを用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
（１）請求項１記載の発明によれば、イオンビームを照射することにより、イオンビームの照射点と周囲の部位との区別がつくような材料であって、且つイオンビーム照射によりガス放出がない材料を用いるため、イオンビームの照射位置を特定することができ、しかもイオンビーム照射によりガスが発生しないため、真空度を低下させることもない。
（２）請求項２記載の発明によれば、照射点を検出するための板であって、その材質として酸化膜又は炭酸カルシウムを用いれば、イオンビーム照射によりイオンビームの照射位置を特定することができ、しかもガスが放出しないため真空度を悪化することもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
図１は本発明によるイオンビーム位置検出板の構成例を示す図である。図において、２０はＳｉ基板、２１はＳｉ基板２０の表面に形成された酸化膜である。イオンビーム６はこの酸化膜２１に照射される。酸化膜はＳｉＯ2で表される。Ｓｉ基板２０に酸化膜２１を形成させる方法としては、例えばＳｉ基板２０を高温下に所定時間放置する方法がある。高温下では、Ｓｉは酸素Ｏ2と化学反応を起こしＳｉＯ2膜が形成される。このようなイオンビーム位置検出板の動作を以下に説明する。なお、本発明を実行するシステムとしては、図４に示すシステムが用いられる。
【００１６】
図２は本発明によるイオンビーム位置検出の説明図である。図１と同一のものは、同一の符号を付して示す。酸化膜２１は表面がざらざらしたいわゆる梨地である。このような材料の表面にイオンビーム１が照射すると、乱反射する。一方、同一箇所をイオンビーム１で照射し続けると、酸化膜２１はスパッタリングされ、Ｓｉ基板２０の表面が現れる。このＳｉ基板２０の表面は鏡面であるので、このＳｉ基板２０に照射されたイオンビームは鏡面反射される。そして、その周囲の乱反射と鏡面反射とは目視により容易に区別がつくので、イオンビームが照射されている位置を特定することができる。また、酸化膜ＳｉＯ2はイオンビーム１によりスパッタリングされてもガスを放出することはないので、真空度は維持される。
【００１７】
このように、本発明によれば、イオンビームを照射することにより、イオンビームの照射点と周囲の部位との区別がつくような材料であって、且つイオンビーム照射によりガス放出がない材料を用いるため、イオンビームの照射位置を特定することができ、しかもイオンビーム照射によりガスが発生しないため、真空度を低下させることもない。
【００１８】
以上、イオンビーム位置検出板として酸化膜が施されたＳｉ基板を用いた場合を例にとったが、本発明はこれに限るものではなく他の材料を用いることができる。例えば、貝の殻は炭酸カルシウムである。この貝の殻（貝殻）を平面化してこの貝の殻の板を作り、この貝殻の板にイオンビームを照射すると、そのイオンビームが照射された位置が発光するので、イオンビーム照射点を特定することができる。炭酸カルシウムは、飛散してもガスを放出しないので、試料室の真空度を保持することができる。その他の材料としてすりガラスや、岩塩等も使用できる可能性がある。
【００１９】
図３は本発明の動作説明図である。（ａ）はイオンビーム照射位置に対応したクロスマーカ２５の付いた望遠鏡と試料上に載せたイオンビーム位置検出板でイオンビーム位置を一致させるようにしたものである。この場合、望遠鏡をＸＹ移動させて位置合わせをする。
【００２０】
（ｂ）では、イオンビーム位置検出板を外し、望遠鏡のクロスマーカ２５中心に試料ステージの移動により試料ミーリング位置を合わせる。この場合、試料をＸＹ移動させて位置合わせをする。２７はミーリング位置である。
【００２１】
この例では、電子顕微鏡用試料をイオンビームにより研磨・ミーリングする。この場合において、観察希望部位がイオン照射されるようにイオン照射位置に対応するクロスマーカの付いた望遠鏡をセットし、イオンビーム中心の位置に試料２を試料台移動により移動させる。この結果、クロスマーカの交点にエッチングしたい試料２の部位を合わせ込むことができ、希望の位置にイオンビームによるエッチングが施されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明によるイオンビーム位置検出板の構成例を示す図である。
【図２】イオンビーム位置検出の説明図である。
【図３】本発明の動作説明図である。
【図４】電子顕微鏡用試料作成装置の構成例を示す図である。
【図５】ビーム位置検出の説明図である。
【図６】イオンビーム照射の説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
２０ Ｓｉ基板
２１ 酸化膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンビームを発生させて試料を加工する装置において、
イオンビームを照射してイオンビームの照射点を検出するための板であって、
イオンビームの照射点と周囲の部位との区別がつくような材料であって、且つイオンビーム照射によりガス放出がない材料を用いたことを特徴とするイオンビーム発生装置のイオンビーム位置検出板。
【請求項２】
前記材料として酸化皮膜が施されたＳｉ基板又は炭酸カルシウムを用いたことを特徴とする請求項１記載のイオンビーム発生装置のイオンビーム位置検出板。
【請求項１】
イオンビームを発生させて試料を加工する装置において、
イオンビームを照射してイオンビームの照射点を検出するための板であって、
イオンビームの照射点と周囲の部位との区別がつくような材料であって、且つイオンビーム照射によりガス放出がない材料を用いたことを特徴とするイオンビーム発生装置のイオンビーム位置検出板。
【請求項２】
前記材料として酸化皮膜が施されたＳｉ基板又は炭酸カルシウムを用いたことを特徴とする請求項１記載のイオンビーム発生装置のイオンビーム位置検出板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−２８０７５０（Ｐ２００７−２８０７５０Ａ）
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１０４９７３（Ｐ２００６−１０４９７３）
【出願日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【出願人】（０００００４２７１）日本電子株式会社 (811)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【出願人】（０００００４２７１）日本電子株式会社 (811)
【Ｆターム（参考）】
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