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JP7770583B2 - Ion milling device, cross-sectional milling method, and cross-sectional milling holder - Google Patents
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JP7770583B2 - Ion milling device, cross-sectional milling method, and cross-sectional milling holder - Google Patents

Ion milling device, cross-sectional milling method, and cross-sectional milling holder

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JP7770583B2 JP2024545386A JP2024545386A JP7770583B2 JP 7770583 B2 JP7770583 B2 JP 7770583B2 JP 2024545386 A JP2024545386 A JP 2024545386A JP 2024545386 A JP2024545386 A JP 2024545386A JP 7770583 B2 JP7770583 B2 JP 7770583B2
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Description

本発明は、イオンミリング装置、断面ミリング処理方法及び断面ミリングホルダに関する。The present invention relates to an ion milling apparatus, a cross-section milling method, and a cross-section milling holder.

イオンミリング装置は、試料(例えば、金属、半導体、ガラス、セラミックなど)の表面あるいは断面に、数kVに加速させた非集束のイオンビーム(Arイオンなど)を照射し、スパッタリング現象により無応力で試料表面の原子を弾き飛ばすことにより、平滑な加工面を得ることができる。これは、走査電子顕微鏡(SEM:Scanning Electron Microscope)や透過電子顕微鏡(TEM:Transmission Electron Microscope)に代表される電子顕微鏡により、試料の表面あるいは断面を観察するための平滑加工を行うために優れた特性である。An ion milling device irradiates the surface or cross section of a sample (e.g., metal, semiconductor, glass, ceramic, etc.) with an unfocused ion beam (e.g., Ar ions) accelerated to several kV, sputtering atoms off the sample surface without stress, thereby obtaining a smooth, machined surface. This is an excellent characteristic for smoothing the surface or cross section of a sample for observation using an electron microscope, such as a scanning electron microscope (SEM) or a transmission electron microscope (TEM).

特許文献1には、被加工物の上部を遮蔽板で覆い、その遮蔽板から突き出した部分にイオンビームを照射してエッチングすることにより、遮蔽板のエッジに沿った部分の試料を鏡面研磨する断面観察試料の作製方法が開示される。特許文献1の開示によれば、遮蔽板の一側面に固定されたロッドの往復運動により遮蔽板を移動しながらイオンビーム照射を行うことにより、一試料の加工中にイオンビーム照射により遮蔽板に生じる窪みの深さを浅くすることができ、遮蔽板の寿命を長くすることができる。Patent Document 1 discloses a method for preparing a cross-section observation sample in which the top of a workpiece is covered with a shielding plate, and the portion protruding from the shielding plate is irradiated with an ion beam to etch the sample, thereby mirror-polishing the portion of the sample along the edge of the shielding plate. According to the disclosure of Patent Document 1, by irradiating the ion beam while moving the shielding plate by the reciprocating motion of a rod fixed to one side of the shielding plate, it is possible to reduce the depth of a depression formed in the shielding plate by ion beam irradiation during processing of a sample, and to extend the life of the shielding plate.

特開2012-2740号公報JP 2012-2740 A

イオンミリング装置による断面ミリング処理によってきれいな断面を得るためには、イオンが遮蔽板と試料との間に入り込まないよう、遮蔽板と試料とを密着させる必要がある。特許文献1の開示において、遮蔽板と試料とを密着させた状態で遮蔽板を移動させるとすれば、遮蔽板と試料との摩擦の作用により、遮蔽板と試料台との間に挟み込んだ試料の位置がずれてしまうおそれがある。したがって、遮蔽板と試料との密着性を低下させた状態でイオンビーム照射を行うことになる。In order to obtain a clean cross section by cross-section milling using an ion milling device, it is necessary to bring the shielding plate and the sample into close contact with each other to prevent ions from entering between them. As disclosed in Patent Document 1, if the shielding plate is moved while the shielding plate and the sample are in close contact with each other, friction between the shielding plate and the sample may cause the position of the sample sandwiched between the shielding plate and the sample stage to shift. Therefore, the ion beam irradiation is performed with the contact between the shielding plate and the sample reduced.

特許文献1開示の技術は、イオンビーム照射による遮蔽板の損傷を浅くすることができるため、厚い試料の断面を露出させるときのように、長時間の断面ミリング処理を行う場合にも有効であると考えられる。しかしながら、遮蔽板と試料との密着性を低下させた状態で長時間のイオンビーム照射を行うことは、断面の精度を低下させることにつながる。断面の精度を低下させることなく、イオンビーム照射による遮蔽板の損傷を分散させるためには、試料を加工するときと遮蔽板を移動させるときとで、それぞれに適切な試料と遮蔽板との密着度が得られるよう制御する必要がある。The technology disclosed in Patent Document 1 can minimize damage to the shielding plate caused by ion beam irradiation, and is therefore considered effective even when performing long-term cross-section milling, such as when exposing the cross-section of a thick sample. However, performing long-term ion beam irradiation while reducing the adhesion between the shielding plate and the sample can lead to a decrease in the accuracy of the cross-section. In order to distribute the damage to the shielding plate caused by ion beam irradiation without reducing the accuracy of the cross-section, it is necessary to control the adhesion between the sample and the shielding plate so that an appropriate degree of adhesion is obtained when processing the sample and when moving the shielding plate.

本発明の一実施の態様であるイオンミリング装置は、試料と遮蔽板とを保持する断面ミリングホルダが搭載される試料ステージと、試料に向けて非集束のイオンビームを放出するイオンガンと、試料と遮蔽板との密着性、及び断面ミリングホルダに保持された試料と遮蔽板との境界に沿ったエッジ方向における試料に対する遮蔽板の位置を変化させる遮蔽板駆動部とを有する。An ion milling apparatus according to one embodiment of the present invention comprises a sample stage on which a cross-sectional milling holder for holding a sample and a shielding plate is mounted, an ion gun for emitting an unfocused ion beam toward the sample, and a shielding plate driving unit for changing the adhesion between the sample and the shielding plate and the position of the shielding plate relative to the sample in the edge direction along the boundary between the sample held in the cross-sectional milling holder and the shielding plate.

断面ミリング処理における深さ方向の加工範囲を拡大できる。その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。The processing range in the depth direction in cross-sectional milling processing can be expanded. Other objects and novel features will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

イオンミリング装置の全体構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of an ion milling apparatus. 断面ミリング処理による遮蔽板と試料の様子を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the state of the shielding plate and the sample after cross-section milling processing. 試料と遮蔽板との密着性を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the adhesion between the sample and the shielding plate. 試料と遮蔽板との密着性を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the adhesion between the sample and the shielding plate. 断面ミリングホルダの正面図である。FIG. 2 is a front view of the cross-sectional milling holder. 断面ミリングホルダの側面図である。FIG. 1 is a side view of a cross-sectional milling holder. 遮蔽板の移動動作を示す模式図である。10A and 10B are schematic diagrams showing the movement of the shielding plate. モータユニットに断面ミリングホルダを取り付けた状態の模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing the state in which the cross-section milling holder is attached to the motor unit. 遮蔽板の移動動作を伴う断面ミリング処理のフローチャートである。10 is a flowchart of a cross-section milling process involving a moving operation of a shielding plate.

図1は、イオンミリング装置の全体構成を示す図である。試料1は試料ステージ2上に設置され、イオンガン4から試料1にイオンビームが照射される。イオンガン4としては、構造を小型化するために有効なペニング方式を採用する。ぺニング方式のイオンガンでは、イオンガン内部においてぺニング放電によって発生させた電子とアルゴンガスとを衝突させることによってアルゴンイオンを生成し、生成したアルゴンイオンを加速してイオンビームとして放出する。このため、イオンガン4には、高圧電源5aからぺニング放電を発生させるための放電電圧、アルゴンイオンを加速させるための加速電圧が印加され、MFC(Mass Flow Controller)5bにより流量制御されたアルゴンガスが供給される。FIG. 1 shows the overall configuration of an ion milling apparatus. A sample 1 is placed on a sample stage 2, and an ion beam is irradiated onto the sample 1 from an ion gun 4. The ion gun 4 employs a Penning system, which is effective for miniaturizing the structure. In a Penning system ion gun, argon ions are generated by colliding electrons generated by a Penning discharge with argon gas inside the ion gun, and the generated argon ions are accelerated and emitted as an ion beam. To this end, a discharge voltage for generating a Penning discharge and an acceleration voltage for accelerating the argon ions are applied to the ion gun 4 from a high-voltage power supply 5a, and argon gas is supplied, the flow rate of which is controlled by an MFC (Mass Flow Controller) 5b.

試料1上には、イオンガン4から試料1に照射されるイオンビームを遮蔽する遮蔽板3が配置され、遮蔽板3の端面から突き出すように露出された試料1の部分がイオンビームによってミリングされる(断面ミリング)。試料ステージ2は、断面ミリング処理中、ステージ駆動部9によって駆動される。例えば、ステージ駆動部9は試料ステージ2に、イオンビームのイオンビーム中心Bと直交するように設定されるスイング軸S(Y方向)を中心としたスイング動作と、試料1と遮蔽板3との境界に沿ったエッジ方向(試料1がイオンガン4と正対している場合には、イオンビーム中心B及びスイング軸Sと直交する方向(X方向))に沿ったスライド動作とを行わせる。スイング軸Sを中心に試料1を所定の角度範囲(スイング角度)でスイングさせるスイング動作により、加工面を平滑化させることができる。また、イオンビーム中心Bを中心として試料1をエッジ方向に行き来させるスライド動作により、エッジ方向の加工幅を広げることができる。イオンミリング処理は排気系10により真空排気された試料室6内において行われる。さらに、本実施例のイオンミリング装置は、遮蔽板3を試料1に対してエッジ方向に移動させる遮蔽板駆動部8を備えている。なお、遮蔽板駆動部8、ステージ駆動部9は図1では試料室6の外部にあるように示されているが、駆動部の存在を模式的に示しているのみであり、駆動部の配置位置を限定しているものではない。また、図1では試料1が試料ステージ2にそのまま載せられているように簡略化して示されているが、後述するように試料1と遮蔽板3とは断面ミリングホルダによって保持され、断面ミリングホルダが試料ステージ2上に搭載される。A shielding plate 3 is placed above the sample 1 to shield the ion beam irradiated onto the sample 1 from the ion gun 4. The exposed portion of the sample 1 protruding from the edge of the shielding plate 3 is milled with the ion beam (cross-section milling). The sample stage 2 is driven by a stage driver 9 during the cross-section milling process. For example, the stage driver 9 controls the sample stage 2 to perform a swing motion about a swing axis S (Y direction) that is set perpendicular to the ion beam center B of the ion beam, and a sliding motion along the edge direction along the boundary between the sample 1 and the shielding plate 3 (in the case where the sample 1 faces the ion gun 4, a direction (X direction) perpendicular to the ion beam center B and the swing axis S). The swing motion, which swings the sample 1 around the swing axis S within a predetermined angular range (swing angle), can smooth the processed surface. Furthermore, the sliding motion, which moves the sample 1 back and forth in the edge direction around the ion beam center B, can widen the processing width in the edge direction. The ion milling process is performed in a sample chamber 6 evacuated by an exhaust system 10. Furthermore, the ion milling apparatus of this embodiment is equipped with a shielding plate driver 8 that moves the shielding plate 3 in the edge direction relative to the sample 1. Although the shielding plate driver 8 and stage driver 9 are shown in FIG. 1 as being outside the sample chamber 6, this merely shows the existence of the drivers and does not limit the location of the drivers. Furthermore, while FIG. 1 simply shows the sample 1 as if it were directly placed on the sample stage 2, as will be described later, the sample 1 and shielding plate 3 are held by a cross-section milling holder, and the cross-section milling holder is mounted on the sample stage 2.

イオンミリング装置の制御は、計算機12とコントローラ11とにより行われ、これらを包括して制御部と呼ぶこともある。計算機12はユーザにより設定されたイオンミリング条件をコントローラ11に設定し、コントローラ11は設定された制御値に基づき、イオンミリング装置の各構成(イオンガン4、試料ステージ2、遮蔽板3、排気系10など)を制御する。The ion milling apparatus is controlled by a computer 12 and a controller 11, which are sometimes collectively referred to as a control unit. The computer 12 sets the ion milling conditions set by the user in the controller 11, and the controller 11 controls each component of the ion milling apparatus (the ion gun 4, the sample stage 2, the shielding plate 3, the exhaust system 10, etc.) based on the set control values.

図2は、遮蔽板3を移動させることなく断面ミリング処理をおこなわせた場合における、遮蔽板3と試料1の様子を示した図である。加工時間が経過するとともに、遮蔽板3の上端も徐々にミリングされていることが分かる。遮蔽板3の上端がイオンビームによって深く切削されてしまうと、試料1に対するイオンの衝突が不均一となり、断面ミリング処理される試料1の断面に凹凸などの乱れが生じるおそれがある。このため、本実施例の遮蔽板駆動部8は、遮蔽板3を試料1に対してエッジ方向に移動させることにより、断面ミリング処理期間中に遮蔽板3に照射されるイオンビームの影響を広い範囲に分散させ、遮蔽板3の一部が深く傷つき、試料1の断面に影響を与えることを防止する。FIG. 2 shows the state of the shielding plate 3 and the sample 1 when cross-section milling is performed without moving the shielding plate 3. It can be seen that the upper end of the shielding plate 3 is gradually milled away as the processing time passes. If the upper end of the shielding plate 3 is deeply milled away by the ion beam, the ions will collide with the sample 1 unevenly, which may cause irregularities such as bumps on the cross-section of the sample 1 being cross-section milled. Therefore, the shielding plate driving unit 8 of this embodiment moves the shielding plate 3 in the edge direction relative to the sample 1, thereby dispersing the influence of the ion beam irradiating the shielding plate 3 over a wide area during the cross-section milling process and preventing deep damage to a portion of the shielding plate 3 and affecting the cross-section of the sample 1.

ここで、断面ミリング処理中においては、試料1と遮蔽板3との密着性を強くしておくことが望まれる。試料1と遮蔽板3との隙間にイオンが入り込むことで試料1の断面に乱れが生じるおそれがあるためである。一方、そのように密着性の強い状態で遮蔽板3を試料1に対して移動させようとすると、試料1と遮蔽板3との摩擦によって、試料1が位置ずれするおそれがある。図3A,Bは、試料1と遮蔽板3との密着性を示す図である。なお、ここでの試料1はSi板である。図3Aは試料1を加工中の状態であり、試料1と遮蔽板3とは隙間なく固定されている。一方、図3Bは遮蔽板3をエッジ方向に移動させるときの状態であり、試料1と遮蔽板3との間に隙間31が生じている。これにより、遮蔽板3の移動によって試料ホルダ上で試料1が動いてしまうといった不都合を防止することができる。During cross-section milling, it is desirable to maintain strong adhesion between the sample 1 and the shielding plate 3. This is because ions may enter the gap between the sample 1 and the shielding plate 3, causing distortion of the cross-section of the sample 1. On the other hand, if the shielding plate 3 is moved relative to the sample 1 while the adhesion is strong, friction between the sample 1 and the shielding plate 3 may cause the sample 1 to shift position. Figures 3A and 3B are diagrams showing the adhesion between the sample 1 and the shielding plate 3. The sample 1 in this example is a Si plate. Figure 3A shows the state in which the sample 1 is being processed, with the sample 1 and the shielding plate 3 fixed without any gap. On the other hand, Figure 3B shows the state in which the shielding plate 3 is being moved toward the edge, with a gap 31 formed between the sample 1 and the shielding plate 3. This prevents the sample 1 from moving on the sample holder due to the movement of the shielding plate 3.

図4A,Bを用いて、試料1に遮蔽板3を固定する断面ミリングホルダ40の構造を説明する。図4Aが正面図(イオンガン4からみた図)、図4Bが側面図である。遮蔽板3は、固定ねじ44によって遮蔽板おさえ43に固定されている。また、遮蔽板おさえ43は、遮蔽板固定ねじ42によって試料ホルダ41に固定されている。遮蔽板おさえ43は、遮蔽板3と試料1との密着性を調整する働きを有する。遮蔽板固定ねじ42を締めることにより密着性が高め、遮蔽板固定ねじ42を緩めることにより密着性が弱めることができる。遮蔽板おさえ43の材料としては、ばね性を有する金属、例えばリン青銅とすることが望ましい。遮蔽板固定ねじ42を締めることで、Z方向に力がかかり、遮蔽板3と試料1との間の高い密着性を実現する。The structure of the cross-section milling holder 40 for fixing the shielding plate 3 to the sample 1 will be described using Figures 4A and 4B. Figure 4A is a front view (viewed from the ion gun 4), and Figure 4B is a side view. The shielding plate 3 is fixed to a shielding plate holder 43 with fixing screws 44. The shielding plate holder 43 is fixed to the sample holder 41 with shielding plate fixing screws 42. The shielding plate holder 43 functions to adjust the adhesion between the shielding plate 3 and the sample 1. Tightening the shielding plate fixing screws 42 increases the adhesion, and loosening the shielding plate fixing screws 42 decreases the adhesion. The shielding plate holder 43 is preferably made of a metal with spring properties, such as phosphor bronze. Tightening the shielding plate fixing screws 42 applies force in the Z direction, achieving high adhesion between the shielding plate 3 and the sample 1.

また、遮蔽板固定ねじ42は、遮蔽板おさえ43の溝45を通って試料ホルダ41に固定される。溝45は、縦方向(Y方向)は遮蔽板固定ねじ42の直径にあわせた長さとされる一方で、横方向(エッジ方向)に長く形成されている。これにより、溝45の長手方向(エッジ方向)における遮蔽板固定ねじ42の位置を変えることによって、遮蔽板3を試料1に対してX方向に移動させることができる。The shield plate fixing screws 42 are fixed to the sample holder 41 through grooves 45 in the shield plate holder 43. The grooves 45 have a length in the vertical direction (Y direction) that matches the diameter of the shield plate fixing screws 42, while being elongated in the horizontal direction (edge direction). This allows the shield plate 3 to be moved in the X direction relative to the sample 1 by changing the position of the shield plate fixing screws 42 in the longitudinal direction (edge direction) of the grooves 45.

図4Cは、断面ミリングホルダ40における遮蔽板3の移動動作を示す模式図である。断面ミリングホルダ40aは遮蔽板固定ねじ42が溝45の長手方向の中心に位置する状態であり、断面ミリングホルダ40bは遮蔽板固定ねじ42が溝45の長手方向の中心よりも、イオンガンからみて右寄りに位置する状態であり、断面ミリングホルダ40cは遮蔽板固定ねじ42が溝45の長手方向の中心よりも、イオンガンからみて左寄りに位置する状態である。図4Cでは遮蔽板3の移動動作の相対的な位置関係を分かりやすく示すため、中心線47を示している。このように、遮蔽板3が固定された遮蔽板おさえ43を試料ホルダ41に対してエッジ方向(左右)に移動動作させることにより、試料1に対して遮蔽板3をエッジ方向(左右)に移動動作させることができる。遮蔽板おさえ43を移動させるときには、試料1が位置ずれしないように、遮蔽板固定ねじ42を緩めた状態で行う必要がある。FIG. 4C is a schematic diagram showing the movement of the shielding plate 3 in the cross-section milling holder 40. In the cross-section milling holder 40a, the shielding plate fixing screw 42 is located at the longitudinal center of the groove 45. In the cross-section milling holder 40b, the shielding plate fixing screw 42 is located to the right of the longitudinal center of the groove 45 as viewed from the ion gun. In the cross-section milling holder 40c, the shielding plate fixing screw 42 is located to the left of the longitudinal center of the groove 45 as viewed from the ion gun. In FIG. 4C, a center line 47 is shown to clearly show the relative positional relationship of the movement of the shielding plate 3. In this way, by moving the shielding plate holder 43 to which the shielding plate 3 is fixed in the edge direction (left and right) relative to the sample holder 41, the shielding plate 3 can be moved in the edge direction (left and right) relative to the sample 1. When moving the shielding plate holder 43, the shielding plate fixing screw 42 must be loosened to prevent the sample 1 from being misaligned.

遮蔽板3の移動動作を断面ミリング処理中に行うため、遮蔽板3を電動制御する。図5に、遮蔽板3を移動動作させる遮蔽板駆動部8の詳細構成の模式図(上面図)を示す。遮蔽板駆動部8は、断面ミリングホルダ40の背面に取り付けられるモータユニット50と、モータユニット50によって回転させられる回転体51と、遮蔽板移動機構52と、モータユニット50に電力を供給する電源ケーブル53とを備える。モータユニット50は、コントローラ11の制御に応じて回転体51を回転させる。回転体51は、時計方向、反時計方向に回転方向を切り替え可能とされる。遮蔽板移動機構52は、回転体51の回転を遮蔽板固定ねじ42を回転させるための駆動源、遮蔽板固定ねじ42の溝45内での位置を移動させるための駆動源として用いる。The shielding plate 3 is electrically controlled to move during the cross-section milling process. Figure 5 shows a schematic diagram (top view) of the detailed configuration of the shielding plate drive unit 8 that moves the shielding plate 3. The shielding plate drive unit 8 includes a motor unit 50 attached to the back surface of the cross-section milling holder 40, a rotor 51 rotated by the motor unit 50, a shielding plate moving mechanism 52, and a power cable 53 that supplies power to the motor unit 50. The motor unit 50 rotates the rotor 51 under the control of the controller 11. The rotor 51 can switch its rotation direction between clockwise and counterclockwise. The shielding plate moving mechanism 52 uses the rotation of the rotor 51 as a drive source for rotating the shielding plate fixing screw 42 and for moving the position of the shielding plate fixing screw 42 within the groove 45.

図6に、遮蔽板3の移動動作を伴う断面ミリング処理のフローチャートを示す。FIG. 6 shows a flowchart of the cross-section milling process accompanied by the movement of the shielding plate 3.

ステップ101:利用者は、断面ミリング処理を行う試料1をイオンミリング装置に載置するとともに、計算機12からイオンミリング装置に試料1の加工条件を設定した後、加工開始指示を送る。Step 101: The user places the sample 1 to be subjected to cross-section milling processing on the ion milling apparatus, sets the processing conditions for the sample 1 in the ion milling apparatus from the computer 12, and then sends a processing start command.

ステップ102:制御部は、所定の時間だけイオンガン4から試料1にイオンビームを照射させ、試料1に対する加工(断面ミリング処理)を行う。加工条件に応じて、制御部は、スイング動作やスライド動作も実行させる。Step 102: The control unit causes the ion gun 4 to irradiate the sample 1 with an ion beam for a predetermined time, thereby performing processing (cross-section milling processing) on the sample 1. Depending on the processing conditions, the control unit also causes a swing operation and a slide operation to be performed.

ステップ103:制御部は、試料1の加工を一時停止する。Step 103: The control unit temporarily stops the processing of the sample 1.

ステップ104:遮蔽板駆動部8は、断面ミリングホルダ40の遮蔽板固定ねじ42を緩め、試料1と遮蔽板3との密着性を弱める。Step 104: The shielding plate driving unit 8 loosens the shielding plate fixing screws 42 of the cross-section milling holder 40 to weaken the adhesion between the sample 1 and the shielding plate 3.

ステップ105:試料1と遮蔽板3との密着性を弱めた状態で、遮蔽板駆動部8は遮蔽板3を試料1に対してエッジ方向に一定量移動させる。Step 105: With the contact between the sample 1 and the shielding plate 3 weakened, the shielding plate driving unit 8 moves the shielding plate 3 by a certain amount in the edge direction relative to the sample 1.

ステップ106:遮蔽板駆動部8は、断面ミリングホルダ40の遮蔽板固定ねじ42を締め、試料1と遮蔽板3との密着性を強める。Step 106: The shielding plate driving unit 8 tightens the shielding plate fixing screws 42 of the cross-section milling holder 40 to strengthen the adhesion between the sample 1 and the shielding plate 3.

ステップ107:制御部は、加工を再開し、ステップ102へ遷移する。Step 107: The control unit restarts the machining and transitions to step 102.

ステップ102における加工を行う所定時間、及びステップ105における遮蔽板3の移動量は、ステップ101で設定する加工条件によって、動的に調整するようにしてもよい。The predetermined time for performing the processing in step 102 and the amount of movement of the shielding plate 3 in step 105 may be dynamically adjusted depending on the processing conditions set in step 101 .

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすくするために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。The present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail to make the present invention easier to understand, and the present invention is not necessarily limited to those including all of the described configurations. Furthermore, it is possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, or to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Furthermore, it is possible to add, delete, or replace part of the configuration of each embodiment with other configurations.

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば、集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、ま
たは、ICカード、メモリカード、光学記録媒体、磁気記録媒体等の記録媒体に置くことができる。
Furthermore, the above-described configurations, functions, processing units, processing means, etc. may be partially or entirely implemented in hardware, for example, by designing them as integrated circuits. The above-described configurations, functions, etc. may also be implemented in software, with a processor interpreting and executing a program that implements each function. Information such as the program, table, and file that implements each function can be stored in a memory, a recording device such as a hard disk or SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, memory card, optical recording medium, or magnetic recording medium.

1:試料、2:試料ステージ、3:遮蔽板、4:イオンガン、5a:高圧電源、5b:MFC、6:試料室、8:遮蔽板駆動部、9:ステージ駆動部、10:排気系、11:コントローラ、12:計算機、31:隙間、40:断面ミリングホルダ、41:試料ホルダ、42:遮蔽板固定ねじ、43:遮蔽板おさえ、44:固定ねじ、45:溝、47:中心線、50:モータユニット、51:回転体、52:遮蔽板移動機構、53:電源ケーブル。1: sample, 2: sample stage, 3: shielding plate, 4: ion gun, 5a: high-voltage power supply, 5b: MFC, 6: sample chamber, 8: shielding plate drive unit, 9: stage drive unit, 10: exhaust system, 11: controller, 12: computer, 31: gap, 40: cross-section milling holder, 41: sample holder, 42: shielding plate fixing screw, 43: shielding plate holder, 44: fixing screw, 45: groove, 47: center line, 50: motor unit, 51: rotating body, 52: shielding plate moving mechanism, 53: power cable.

Claims (12)

試料と遮蔽板とを保持する断面ミリングホルダが搭載される試料ステージと、
前記試料に向けて非集束のイオンビームを放出するイオンガンと、
前記試料と前記遮蔽板との密着性、及び前記断面ミリングホルダに保持された前記試料と前記遮蔽板との境界に沿ったエッジ方向における前記試料に対する前記遮蔽板の位置を変化させる遮蔽板駆動部とを有するイオンミリング装置。
a sample stage on which a cross-section milling holder for holding a sample and a shielding plate is mounted;
an ion gun that emits an unfocused ion beam toward the sample;
An ion milling apparatus having a shielding plate driving unit that changes the adhesion between the sample and the shielding plate and the position of the shielding plate relative to the sample in the edge direction along the boundary between the sample held in the cross-section milling holder and the shielding plate.
請求項1において、
前記試料の断面ミリング処理を制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記イオンガンからの前記試料への前記イオンビームの照射を停止して、前記遮蔽板駆動部により前記試料と前記遮蔽板との密着性を弱めて前記エッジ方向における前記試料に対する前記遮蔽板の位置を移動させ、前記試料と前記遮蔽板との密着性を強めた後に、前記イオンガンからの前記試料への前記イオンビームの照射を再開するイオンミリング装置。
In claim 1,
a control unit for controlling the cross-section milling process of the sample;
The control unit stops the irradiation of the ion beam from the ion gun onto the sample, weakens the adhesion between the sample and the shielding plate using the shielding plate driving unit, moves the position of the shielding plate relative to the sample in the edge direction, and after strengthening the adhesion between the sample and the shielding plate, resumes the irradiation of the ion beam from the ion gun onto the sample.
請求項2において、
前記制御部は、所定時間の前記イオンガンからの前記試料への前記イオンビームの照射と前記エッジ方向における前記試料に対する前記遮蔽板の位置の移動とを繰り返し実行するイオンミリング装置。
In claim 2,
The control unit is an ion milling apparatus that repeatedly performs irradiation of the ion beam from the ion gun to the sample for a predetermined time and movement of the position of the shielding plate relative to the sample in the edge direction.
請求項1において、
前記試料ステージに、前記イオンビームのイオンビーム中心と直交するように設定されるスイング軸を中心としたスイング動作と、前記エッジ方向に前記試料を移動させるスライド動作とを行わせるステージ駆動部を有するイオンミリング装置。
In claim 1,
an ion milling apparatus having a stage driving unit that causes the sample stage to perform a swing motion about a swing axis that is set perpendicular to the center of the ion beam of the ion beam, and a slide motion that moves the sample in the edge direction.
請求項2において、
前記断面ミリングホルダは、前記遮蔽板が固定される遮蔽板おさえと、前記遮蔽板と前記試料を挟み込む試料ホルダと、前記遮蔽板おさえを前記試料ホルダに固定する遮蔽板固定ねじとを備え、
前記遮蔽板固定ねじは、前記遮蔽板おさえに設けられた前記エッジ方向に長手方向を有する溝を通って前記遮蔽板おさえを前記試料ホルダに固定するイオンミリング装置。
In claim 2,
the cross-section milling holder comprises a shield plate holder to which the shield plate is fixed, a sample holder that sandwiches the shield plate and the sample, and a shield plate fixing screw that fixes the shield plate holder to the sample holder;
The shield plate fixing screw passes through a groove provided in the shield plate holder and having a longitudinal direction in the edge direction, thereby fixing the shield plate holder to the sample holder.
請求項5において、
前記遮蔽板駆動部は、前記遮蔽板固定ねじが前記遮蔽板おさえの溝を通る位置を移動させるイオンミリング装置。
In claim 5,
The shielding plate driving unit moves the position where the shielding plate fixing screw passes through the groove of the shielding plate holder in the ion milling apparatus.
請求項5において、
前記遮蔽板駆動部は、モータユニットと、前記モータユニットによって回転させられる回転体と、前記回転体の回転を駆動源として、前記遮蔽板固定ねじの回転または移動を行う遮蔽板駆動機構とを備えるイオンミリング装置。
In claim 5,
The shielding plate driving unit is an ion milling apparatus that includes a motor unit, a rotating body that is rotated by the motor unit, and a shielding plate driving mechanism that uses the rotation of the rotating body as a driving source to rotate or move the shielding plate fixing screw.
請求項5において、
前記遮蔽板おさえの材料はリン青銅であるイオンミリング装置。
In claim 5,
An ion milling apparatus in which the material of the shielding plate holder is phosphor bronze.
イオンミリング装置を用いた断面ミリング処理方法であって、
前記イオンミリング装置は、試料と遮蔽板とを保持する断面ミリングホルダが搭載される試料ステージと、前記試料に向けて非集束のイオンビームを放出するイオンガンと、前記試料と前記遮蔽板との密着性、及び前記断面ミリングホルダに保持された前記試料と前記遮蔽板との境界に沿ったエッジ方向における前記試料に対する前記遮蔽板の位置を変化させる遮蔽板駆動部とを備え、
前記イオンガンは、前記試料への前記イオンビームの照射を所定時間経過後に停止し、
前記遮蔽板駆動部は、前記試料と前記遮蔽板との密着性を弱めて前記エッジ方向における前記試料に対する前記遮蔽板の位置を移動させ、再度前記試料と前記遮蔽板との密着性を強め、
前記イオンガンは、前記試料への前記イオンビームの照射を再開する断面ミリング処理方法。
A cross-section milling method using an ion milling apparatus, comprising:
the ion milling apparatus comprises a sample stage on which a cross-section milling holder for holding a sample and a shielding plate is mounted, an ion gun for emitting an unfocused ion beam toward the sample, and a shielding plate driving unit for changing the adhesion between the sample and the shielding plate and the position of the shielding plate relative to the sample in an edge direction along the boundary between the sample held by the cross-section milling holder and the shielding plate;
the ion gun stops irradiating the sample with the ion beam after a predetermined time has elapsed;
the shielding plate driving unit weakens the adhesion between the sample and the shielding plate to move the position of the shielding plate relative to the sample in the edge direction, and then strengthens the adhesion between the sample and the shielding plate again;
The ion gun resumes irradiating the sample with the ion beam.
請求項9において、
所定時間の前記イオンガンからの前記試料への前記イオンビームの照射と前記エッジ方向における前記試料に対する前記遮蔽板の位置の移動とを繰り返し実行する断面ミリング処理方法。
In claim 9,
A cross-section milling method that repeatedly performs irradiation of the ion beam from the ion gun onto the sample for a predetermined time and movement of the position of the shielding plate relative to the sample in the edge direction.
イオンミリング装置による断面ミリング処理のために、試料と遮蔽板とを保持する断面ミリングホルダであって、
前記遮蔽板が固定される遮蔽板おさえと、
前記遮蔽板と前記試料を挟み込む試料ホルダと、
前記遮蔽板おさえを前記試料ホルダに固定する遮蔽板固定ねじとを有し、
前記遮蔽板固定ねじは、前記遮蔽板おさえに設けられ、前記試料と前記遮蔽板との境界に沿ったエッジ方向に長手方向を有する溝を通って前記遮蔽板おさえを前記試料ホルダに固定する断面ミリングホルダ。
A cross-section milling holder for holding a sample and a shielding plate for cross-section milling processing by an ion milling apparatus,
a shielding plate holder to which the shielding plate is fixed;
a sample holder that sandwiches the shielding plate and the sample;
a shield plate fixing screw for fixing the shield plate holder to the sample holder;
The shield plate fixing screw is provided in the shield plate holder and passes through a groove having a longitudinal direction in the edge direction along the boundary between the sample and the shield plate to fix the shield plate holder to the sample holder.
請求項11において、
前記遮蔽板おさえの材料はリン青銅である断面ミリングホルダ。
In claim 11,
The material of the shielding plate holder is phosphor bronze.
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