[发明专利]用于加工和观测样品的设备以及加工和观测截面的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过使用离子束照射样品来加工(work)和观测(observe)样品(sample)截面的设备，以及加工和观测截面的方法。 

背景技术

迄今为止，通过使用离子束照射来蚀刻样品以在样品中形成截面已经实现了对截面进行观测的方法。例如，已经提出一种在不使用掩模的情况下，通过使用聚焦的离子束透镜镜筒(lens barrel)并且通过在要形成截面的预定位置上照射聚焦的离子束而形成截面(例如，参见专利文件1)的方法。根据这种方法，在低加速电压下且在小电流下利用聚焦的离子束照射形成的截面，或者还使用或单独构造扫描电子显微镜来照射电子束，并且通过检测所产生的二次(secondary)电子来观测截面。还提出了一种方法，该方法在通过使用聚焦的离子束进行照射以蚀刻预定位置之后，通过使用掩模以聚焦的离子束进行照射从而再次实现精加工(finish working)(例如，参见专利文件2)。 

[专利文件1]日本专利No.3117836 

[专利文件2]JP-A-5-28950 

根据专利文件1和专利文件2的通过使用聚焦的离子束执行加工的方法，加工精度能够被提高，但是对用于照射的电流量却有局限性。因此，当要加工侧面大约为100μm的大截面(例如电子零件(electronic part))时，需要大约几十小时的加工时间。在这种情况下，能够设计通过机械的方法来加工截面，但是不能保持截面上的定位精度。另外，当要观测截面时，必须单独提供用于观测的设备。 

本发明是鉴于上述情况而被实行的，并且提供一种用于加工和观测样品的设备，该用于加工和观测样品的设备能够高效地加工和观测甚至很大的电子零件截面并保持截面的定位精度，本发明还提供了一种加工和观测截面的方法。 

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出下列手段。 

本发明的用于加工和观测样品的设备，包含：样品板，在样品板上要放置样品；第一离子束透镜镜筒，能够使用第一离子束同时在整个预定照射范围上对放置在样品板上的样品进行照射；掩模，能够被设置在所述样品板和所述第一离子束透镜镜筒之间，并且遮蔽所述第一离子束的一部分；掩模移动装置，能够在XY平面上移动掩模，该XY平面与第一离子束透镜镜筒的方向(第一离子束以该方向照射)基本成直角相交；带电粒子束透镜镜筒，能够在第一离子束照射的范围内扫描聚焦的带电粒子束；以及检测装置，能够检测通过使用来自带电粒子束透镜镜筒的带电粒子束对样品或掩模进行照射而产生的二次生成物质。 

另外，本发明的用于加工和观测截面的方法包含掩模位置调整步骤，通过将掩模设置在样品上以及通过检测由于扫描聚焦的带电粒子束而产生的二次生成物质来调整用于形成样品截面的位置和掩模的边缘端(edge end)的位置；第一切割步骤，通过同时在整个预定照射范围上使用第一离子束照射掩模以蚀刻通过掩模中的通孔暴露的样品，来在与掩模的边缘端相对应的用于形成截面的位置处形成样品截面，其中所述掩模在样品上的位置被调整；以及截面观测步骤，检测由于在样品的截面上扫描聚焦的带电粒子束而产生的二次生成物质。 

根据本发明的用于加工和观测样品的设备以及加工和观测截面的方法，首先，在位置调整步骤时，通过掩模移动装置来调整掩模的边缘端的位置和用于形成样品截面的位置。这里，通过带电粒子束透镜镜筒聚焦的带电粒子束在掩模和样品上扫描，以通过检测装置来检测从掩模和样品二次产生的物质，从而正确地把握掩模的边缘端的位置，并因此精确地相对于用于形成截面的位置来调整该位置。然后，在第一切割步骤时，通过使用来自第一离子束透镜镜筒的第一离子束进行照射来蚀刻样品，由此在与掩模的边缘端相对应的用于形成截面的位置处形成样品的截面。这里，能够同时在整个预定照射范围上照射第一离子束，以高效地蚀刻样品。另外，通过位置调整步骤正确地调整掩模的边缘端的位置，并且在用于形成截面的预定位置处正确地形成样品的截面。因此，在截面观测步骤中，使用来自带电粒子束透镜镜筒的带电粒子束来照射样品的截面，并且通过检测装置来检测二次生成物质以精确地观测所期望的样品截面。 

另外，在用于加工和观测样品的设备中，所期望的是，第一离子束透镜镜筒的第一离子束是惰性离子束。 

另外，在加工和观测截面的方法中，所期望的是，第一切割步骤使用惰性离子束作为第一离子束。