特許 7583002 試料加工装置、遮蔽板、および試料加工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-05

(45)【発行日】2024-11-13

(54)【発明の名称】試料加工装置、遮蔽板、および試料加工方法

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/09 20060101AFI20241106BHJP

   H01J 37/305 20060101ALI20241106BHJP

   G01N 1/32 20060101ALI20241106BHJP

【ＦＩ】

H01J37/09 Z

H01J37/305 A

G01N1/32 B

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2022147736

(22)【出願日】2022-09-16

(65)【公開番号】P2024042839

(43)【公開日】2024-03-29

【審査請求日】2023-12-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000004271

【氏名又は名称】日本電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090387

【弁理士】

【氏名又は名称】布施 行夫

(74)【代理人】

【識別番号】100090398

【弁理士】

【氏名又は名称】大渕 美千栄

(74)【代理人】

【識別番号】100161540

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 良伸

(72)【発明者】

【氏名】小塚 心尋

(72)【発明者】

【氏名】根岸 勉

(72)【発明者】

【氏名】木村 達人

【審査官】藤本 加代子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－００３７３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３００７５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１７４９４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０２６３７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１７３８７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３５８２０１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００６／０２５５２９５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／００７７１０６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｊ ３７／００－３７／３６

Ｇ０１Ｎ １／００－１／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

イオンビームを照射して試料を加工する試料加工装置であって、
イオンビームを放出するイオン源と、
前記試料上に配置され、前記試料の一部を覆う遮蔽板と、
を含み、
前記遮蔽板は、
イオンビームが照射される遮蔽面と、
前記遮蔽面に接続してエッジを形成する底面と、
を含み、
前記底面の面積は、前記遮蔽面の面積よりも小さく、
前記遮蔽板を支持する遮蔽板ホルダーを含み、
前記遮蔽板ホルダーは、前記遮蔽面と前記底面が形成するエッジのみが前記試料にあたるように前記遮蔽板を支持する、試料加工装置。

【請求項2】

イオンビームを照射して試料を加工する試料加工装置であって、
イオンビームを放出するイオン源と、
前記試料上に配置され、前記試料の一部を覆う遮蔽板と、
を含み、
前記遮蔽板は、
イオンビームが照射される遮蔽面と、
前記遮蔽面に接続してエッジを形成する底面と、
を含み、
前記底面の面積は、前記遮蔽面の面積よりも小さく、
前記遮蔽面は、
前記試料の上面に対して傾斜した第１傾斜面と、
前記第１傾斜面よりも前記試料の上面に対する傾斜角度が小さい第２傾斜面と、
を含み、
前記第１傾斜面は、前記底面に接続され、
前記第２傾斜面は、前記第１傾斜面に接続されている、試料加工装置。

【請求項3】

請求項２において、
前記第２傾斜面よりも前記試料の上面に対する傾斜角度が小さい第３傾斜面を含み、
前記第３傾斜面は、前記第２傾斜面に接続されている、試料加工装置。

【請求項4】

イオンビームを照射して試料を加工する試料加工装置であって、
イオンビームを放出するイオン源と、
前記試料上に配置され、前記試料の一部を覆う遮蔽板と、
を含み、
前記遮蔽板は、
イオンビームが照射される遮蔽面と、
前記遮蔽面に接続してエッジを形成する底面と、
を含み、
前記底面の面積は、前記遮蔽面の面積よりも小さく、
前記遮蔽板は、前記遮蔽面に接続する上面を含み、
前記試料の上面の垂線方向から見て、前記遮蔽面と前記遮蔽板の上面が形成するエッジと前記遮蔽面と前記底面が形成するエッジとの間の距離は、イオンビーム強度の半値半幅よりも大きい、試料加工装置。

【請求項5】

請求項１ないし４のいずれか１項において、
前記遮蔽板を支持する遮蔽板ホルダーを含み、
前記遮蔽板と前記遮蔽板ホルダーの接触面積は、前記遮蔽板と前記試料の接触面積よりも大きい、試料加工装置。

【請求項6】

イオンビームを照射して試料を加工する試料加工装置であって、
イオンビームを放出するイオン源と、
前記試料上に配置され、前記試料の一部を覆う遮蔽板と、
を含み、
前記遮蔽板は、
イオンビームが照射される遮蔽面と、
前記遮蔽面に接続してエッジを形成する底面と、
を含み、
前記底面の面積は、前記遮蔽面の面積よりも小さく、
前記遮蔽板を支持する遮蔽板ホルダーを含み、
前記遮蔽板と前記遮蔽板ホルダーの接触面積は、前記遮蔽板と前記試料の接触面積よりも大きく、
前記遮蔽板ホルダーの熱伝導率は、前記遮蔽板の熱伝導率よりも高い、試料加工装置。

【請求項7】

イオンビームを照射して試料を加工する試料加工装置であって、
イオンビームを放出するイオン源と、
前記試料上に配置され、前記試料の一部を覆う遮蔽板と、
を含み、
前記遮蔽板は、
イオンビームが照射される遮蔽面と、
前記遮蔽面に接続してエッジを形成する底面と、
を含み、
前記底面の面積は、前記遮蔽面の面積よりも小さく、
前記遮蔽面と前記底面が形成するエッジおよび前記遮蔽面を覆う導電性テープを含む、試料加工装置。

【請求項8】

イオンビームを照射して試料を加工する試料加工装置において、前記試料上に配置され、前記試料の一部を覆う遮蔽板であって、
イオンビームが照射される遮蔽面と、
前記遮蔽面に接続してエッジを形成する底面と、
を含み、
前記底面の面積は、前記遮蔽面の面積よりも小さく、
前記遮蔽面は、
前記試料の上面に対して傾斜した第１傾斜面と、
前記第１傾斜面よりも前記試料の上面に対する傾斜角度が小さい第２傾斜面と、
を含み、
前記第１傾斜面は、前記底面に接続され、
前記第２傾斜面は、前記第１傾斜面に接続されている、遮蔽板。

【請求項9】

請求項８において、
前記第２傾斜面よりも前記試料の上面に対する傾斜角度が小さい第３傾斜面を含み、
前記第３傾斜面は、前記第２傾斜面に接続されている、遮蔽板。

【請求項10】

請求項８または９に記載の遮蔽板を準備する工程と、
前記遮蔽板を前記試料上に配置して、前記試料の一部を前記遮蔽板で覆う工程と、
前記遮蔽板および前記試料にイオンビームを照射する工程と、
を含む、試料加工方法。

【請求項11】

イオンビームを照射して試料を加工する試料加工装置において、前記試料上に配置され、前記試料の一部を覆う遮蔽板であって、イオンビームが照射される遮蔽面と、前記遮蔽面に接続してエッジを形成する底面と、を含み、前記底面の面積は、前記遮蔽面の面積よりも小さい遮蔽板を準備する工程と、
前記遮蔽板を前記試料上に配置して、前記試料の一部を前記遮蔽板で覆う工程と、
前記遮蔽板および前記試料にイオンビームを照射する工程と、
を含み、
前記遮蔽面と前記底面が形成するエッジおよび前記遮蔽面を導電性テープで覆う工程を含む、試料加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、試料加工装置、遮蔽板、および試料加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

イオンビームを用いて試料を加工する試料加工装置として、クロスセクションポリッシャ（登録商標）が知られている。クロスセクションポリッシャ（登録商標）は、試料上に遮蔽板を配置してイオンビームを照射することによって、イオンビームによりエッチングされる照射領域と遮蔽板で遮蔽されてエッチングされない非照射領域との境界に沿って断面を形成する。

【0003】

特許文献１には、照射領域と非照射領域を規定するエッジ部分の厚みを他の部分の厚みよりも大きくした遮蔽板が開示されている。特許文献１において、遮蔽板は試料上に密接配置されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００５－０６２１３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

クロスセクションポリッシャでは、イオンビームの約半分は遮蔽板に照射される。そのため、遮蔽板で発生した熱が試料に流入し、試料が損傷する場合があった。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る試料加工装置の一態様は、
イオンビームを照射して試料を加工する試料加工装置であって、
イオンビームを放出するイオン源と、
前記試料上に配置され、前記試料の一部を覆う遮蔽板と、
を含み、
前記遮蔽板は、
イオンビームが照射される遮蔽面と、
前記遮蔽面に接続してエッジを形成する底面と、
を含み、
前記底面の面積は、前記遮蔽面の面積よりも小さく、
前記遮蔽板を支持する遮蔽板ホルダーを含み、
前記遮蔽板ホルダーは、前記遮蔽面と前記底面が形成するエッジのみが前記試料にあたるように前記遮蔽板を支持する。
本発明に係る試料加工装置の一態様は、
イオンビームを照射して試料を加工する試料加工装置であって、
イオンビームを放出するイオン源と、
前記試料上に配置され、前記試料の一部を覆う遮蔽板と、
を含み、
前記遮蔽板は、
イオンビームが照射される遮蔽面と、
前記遮蔽面に接続してエッジを形成する底面と、
を含み、
前記底面の面積は、前記遮蔽面の面積よりも小さく、
前記遮蔽面は、
前記試料の上面に対して傾斜した第１傾斜面と、
前記第１傾斜面よりも前記試料の上面に対する傾斜角度が小さい第２傾斜面と、
を含み、
前記第１傾斜面は、前記底面に接続され、
前記第２傾斜面は、前記第１傾斜面に接続されている。
本発明に係る試料加工装置の一態様は、
イオンビームを照射して試料を加工する試料加工装置であって、
イオンビームを放出するイオン源と、
前記試料上に配置され、前記試料の一部を覆う遮蔽板と、
を含み、
前記遮蔽板は、
イオンビームが照射される遮蔽面と、
前記遮蔽面に接続してエッジを形成する底面と、
を含み、
前記底面の面積は、前記遮蔽面の面積よりも小さく、
前記遮蔽板は、前記遮蔽面に接続する上面を含み、
前記試料の上面の垂線方向から見て、前記遮蔽面と前記遮蔽板の上面が形成するエッジと前記遮蔽面と前記底面が形成するエッジとの間の距離は、イオンビーム強度の半値半幅よりも大きい。
本発明に係る試料加工装置の一態様は、
イオンビームを照射して試料を加工する試料加工装置であって、
イオンビームを放出するイオン源と、
前記試料上に配置され、前記試料の一部を覆う遮蔽板と、
を含み、
前記遮蔽板は、
イオンビームが照射される遮蔽面と、
前記遮蔽面に接続してエッジを形成する底面と、
を含み、
前記底面の面積は、前記遮蔽面の面積よりも小さく、
前記遮蔽板を支持する遮蔽板ホルダーを含み、
前記遮蔽板と前記遮蔽板ホルダーの接触面積は、前記遮蔽板と前記試料の接触面積よりも大きく、
前記遮蔽板ホルダーの熱伝導率は、前記遮蔽板の熱伝導率よりも高い。
本発明に係る試料加工装置の一態様は、
イオンビームを照射して試料を加工する試料加工装置であって、
イオンビームを放出するイオン源と、
前記試料上に配置され、前記試料の一部を覆う遮蔽板と、
を含み、
前記遮蔽板は、
イオンビームが照射される遮蔽面と、
前記遮蔽面に接続してエッジを形成する底面と、
を含み、
前記底面の面積は、前記遮蔽面の面積よりも小さく、
前記遮蔽面と前記底面が形成するエッジおよび前記遮蔽面を覆う導電性テープを含む。

【0007】

このような試料加工装置では、遮蔽板の底面の面積が遮蔽面の面積よりも小さいため、底面の面積が遮蔽面の面積以上の場合と比べて、遮蔽板にイオンビームが照射されることにより遮蔽板で発生する熱の試料への流入を低減できる。したがって、このような試料加工装置では、試料の熱による損傷を低減できる。

【0008】

本発明に係る遮蔽板の一態様は、
イオンビームを照射して試料を加工する試料加工装置において、前記試料上に配置され、前記試料の一部を覆う遮蔽板であって、
イオンビームが照射される遮蔽面と、
前記遮蔽面に接続してエッジを形成する底面と、
を含み、
前記底面の面積は、前記遮蔽面の面積よりも小さく、
前記遮蔽面は、
前記試料の上面に対して傾斜した第１傾斜面と、
前記第１傾斜面よりも前記試料の上面に対する傾斜角度が小さい第２傾斜面と、
を含み、
前記第１傾斜面は、前記底面に接続され、
前記第２傾斜面は、前記第１傾斜面に接続されている。

【0009】

このような遮蔽板では、遮蔽板の底面の面積が遮蔽面の面積よりも小さいため、底面の面積が遮蔽面の面積以上の場合と比べて、遮蔽板にイオンビームが照射されることにより遮蔽板で発生する熱の試料への流入を低減できる。したがって、このような遮蔽板では、試料の熱による損傷を低減できる。

【0010】

本発明に係る試料加工方法の一態様は、
前記遮蔽板を準備する工程と、
前記遮蔽板を前記試料上に配置して、前記試料の一部を前記遮蔽板で覆う工程と、
前記遮蔽板および前記試料にイオンビームを照射する工程と、
を含む。
本発明に係る試料加工方法の一態様は、
イオンビームを照射して試料を加工する試料加工装置において、前記試料上に配置され、前記試料の一部を覆う遮蔽板であって、イオンビームが照射される遮蔽面と、前記遮蔽面に接続してエッジを形成する底面と、を含み、前記底面の面積は、前記遮蔽面の面積よりも小さい遮蔽板を準備する工程と、
前記遮蔽板を前記試料上に配置して、前記試料の一部を前記遮蔽板で覆う工程と、
前記遮蔽板および前記試料にイオンビームを照射する工程と、
を含み、
前記遮蔽面と前記底面が形成するエッジおよび前記遮蔽面を導電性テープで覆う工程を含む。

【0011】

このような試料加工方法では、遮蔽板の底面の面積が遮蔽面の面積よりも小さいため、底面の面積が遮蔽面の面積以上の場合と比べて、遮蔽板にイオンビームが照射されることにより遮蔽板で発生する熱の試料への流入を低減できる。したがって、このような試料高方法では、試料の熱による損傷を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態に係る試料加工装置の構成を示す図。

【図2】遮蔽板を模式的に示す断面図。

【図3】遮蔽面を模式的に示す平面図。

【図4】参考例に係る遮蔽板を模式的に示す断面図。

【図5】本発明の一実施形態に係る試料加工装置を用いた試料加工方法の一例を示すフローチャート。

【図6】試料加工方法の変形例を説明するための図。

【図7】試料加工方法の変形例を示すフローチャート。

【図8】プリント基板の断面の走査電子顕微鏡像。

【図9】遮蔽板の変形例を模式的に示す断面図。

【図10】遮蔽板の変形例を模式的に示す断面図。

【図11】遮蔽板の変形例を模式的に示す断面図。

【図12】遮蔽板の変形例を模式的に示す断面図。

【図13】遮蔽板の変形例を模式的に示す断面図。

【図14】遮蔽板の変形例を模式的に示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

【0014】

１． 試料加工装置
まず、本発明の一実施形態に係る試料加工装置について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る試料加工装置１００の構成を示す図である。

【0015】

試料加工装置１００は、試料ＳにイオンビームＩＢを照射して試料Ｓを加工する。試料加工装置１００では、例えば、走査電子顕微鏡用の断面試料を作製できる。

【0016】

試料加工装置１００は、図１に示すように、イオン源１０と、遮蔽板２０と、遮蔽板ホルダー３０と、支持部材４０と、試料ステージ５０と、チャンバー６０と、を含む。

【0017】

イオン源１０は、試料ＳにイオンビームＩＢを照射する。イオン源１０は、チャンバー
６０の上部に取り付けられている。イオン源１０は、例えば、所定の加速電圧でイオンを加速させてイオンビームＩＢを放出するイオン銃である。イオンビームＩＢとしては、例えば、Ａｒイオンビームを用いることができる。

【0018】

遮蔽板２０は、試料Ｓ上に配置される。遮蔽板２０は、試料Ｓの上面Ｓａの一部を覆う。試料Ｓ上に遮蔽板２０を配置してイオンビームＩＢを照射することによって、イオンビームＩＢによりエッチングされる照射領域と遮蔽板２０で遮蔽されてエッチングされない非照射領域との境界に沿って断面を形成できる。

【0019】

遮蔽板ホルダー３０は、遮蔽板２０を保持している。支持部材４０は、遮蔽板ホルダー３０を支持している。支持部材４０は、遮蔽板２０の位置を調整するための遮蔽板位置調整機構を備えている。

【0020】

試料ステージ５０には、試料位置調整機構５２が設けられている。試料位置調整機構５２上には、試料Ｓを保持する試料ホルダー５４が装着されている。試料位置調整機構５２によって試料Ｓの位置を調整できる。

【0021】

試料ステージ５０は、試料ホルダー５４に保持された試料Ｓおよび遮蔽板２０を軸Ａを回転軸として回転可能な回転機構を備えている。軸Ａは、イオンビームＩＢの光軸に直交する軸である。回転機構は、例えば、モーター駆動によって動作する。試料加工装置１００では、回転機構によって試料Ｓおよび遮蔽板２０を軸Ａを回転軸（スイング軸）としてスイングさせながら、イオンビームＩＢを試料Ｓに照射できる。

【0022】

試料加工装置１００では、遮蔽板位置調整機構および試料位置調整機構５２によって、遮蔽板２０と試料Ｓとの間の位置関係を調整できる。さらに、遮蔽板位置調整機構および試料位置調整機構５２によって、試料Ｓとイオン源１０との間の位置関係、および遮蔽板２０とイオン源１０との間の位置関係を調整できる。

【0023】

チャンバー６０内には、試料Ｓが収容される。チャンバー６０内は、不図示の真空ポンプによって真空状態にできる。チャンバー６０内において、試料ＳにイオンビームＩＢが照射される。

【0024】

なお、図示はしないが試料加工装置１００は、遮蔽板２０および試料Ｓの位置を確認するためのカメラ、および試料Ｓの加工状況を確認するためのカメラを備えていてもよい。

【0025】

２． 遮蔽板
図２は、遮蔽板２０を模式的に示す断面図である。

【0026】

図２に示すように、遮蔽板２０は、試料Ｓ上、すなわち試料Ｓの上面Ｓａに配置される。イオンビームＩＢは、試料Ｓおよび遮蔽板２０の回転軸（スイング軸）となる軸Ａに対して垂直に照射される。軸Ａは、試料Ｓの上面Ｓａと遮蔽板２０との境界を通る。試料Ｓの上面Ｓａは、軸Ａに平行である。試料加工装置１００では、軸Ａに平行な試料Ｓの上面ＳａにイオンビームＩＢを照射し、上面Ｓａに垂直な断面を形成できる。

【0027】

遮蔽板２０は、図２に示すように、遮蔽面２と、底面４と、上面６と、背面８と、を含む。

【0028】

図３は、遮蔽面２を模式的に示す平面図である。

【0029】

遮蔽面２は、イオンビームＩＢが照射される面である。遮蔽面２は、図２および図３に
示すように、第１傾斜面２ａと、第２傾斜面２ｂと、を有している。

【0030】

第１傾斜面２ａは、底面４に接続されている。第１傾斜面２ａと底面４によってエッジ３が形成される。第１傾斜面２ａは、図２に示すように、垂直ではなく、試料Ｓの上面Ｓａの垂線に対してわずかに傾いている。第１傾斜面２ａと試料Ｓの上面Ｓａがなす角度θ１は、鋭角である。第１傾斜面２ａと試料Ｓの上面Ｓａがなす角度θ１は、例えば、８５°＜θ１＜９０°である。第１傾斜面２ａが試料Ｓの上面Ｓａの垂線に対して傾いていることによって、イオンビームＩＢの照射角度がずれた場合でも遮蔽板２０が試料Ｓの上面Ｓａに影をつくることを防ぐことができる。

【0031】

図４は、参考例に係る遮蔽板２０を模式的に示す断面図である。

【0032】

図４に示すように、遮蔽板２０の遮蔽面２が垂直の場合、イオンビームＩＢの照射角度がずれると、遮蔽板２０の影１０１が上面Ｓａにできてしまう。遮蔽板２０の影１０１が上面Ｓａにできると、遮蔽面２と底面４がつくるエッジ３を境界として断面を作製できなくなってしまう。第１傾斜面２ａを傾斜させることによって、イオンビームＩＢの照射角度がずれた場合でも遮蔽板２０が試料Ｓの上面Ｓａに影１０１をつくることを防ぐことができる。

【0033】

なお、第１傾斜面２ａと試料Ｓの上面Ｓａがなす角度θ１が小さくなると、イオンビームＩＢの照射によって遮蔽板２０のエッチングが進んでしまい、遮蔽板２０の消耗が早くなってしまう。そのため、第１傾斜面２ａと試料Ｓの上面Ｓａがなす角度θ１は、８５°＜θ１＜９０°とする。

【0034】

第２傾斜面２ｂは、第１傾斜面２ａに接続されている。第２傾斜面２ｂは、上面６に接続されている。第２傾斜面２ｂと上面６によって、エッジ５が形成される。第２傾斜面２ｂは、第１傾斜面２ａよりも試料Ｓの上面Ｓａに対する傾斜角度が小さい。第２傾斜面２ｂと試料Ｓの上面Ｓａがなす角度θ２は、鋭角である。第２傾斜面２ｂと試料Ｓの上面Ｓａがなす角度θ２は、例えば、６５°＜θ２＜θ１である。

【0035】

ここで、試料Ｓの断面形状は、遮蔽面２の形状に影響を受ける。特に、第１傾斜面２ａおよびエッジ３の形状は、試料Ｓの断面形状に影響を与える。これに対して、第２傾斜面２ｂの形状は試料Ｓの断面形状にほとんど影響しない。そのため、第１傾斜面２ａは精密に研磨しなければならないが、第２傾斜面２ｂは精密な研磨は要求されない。このように遮蔽板２０では、遮蔽面２が第１傾斜面２ａおよび第２傾斜面２ｂを有することによって、精密に研磨する領域を狭くでき、遮蔽板２０を容易に製造できる。例えば、図４に示すように遮蔽面２が１つの傾斜面からなる場合、遮蔽面２の全体を精密に研磨しなければならない。

【0036】

底面４は、試料Ｓの上面Ｓａを向く面である。底面４は、遮蔽面２に接続されている。遮蔽面２と底面４によって、エッジ３が形成される。図示の例では、第１傾斜面２ａが底面４に接続されてエッジ３を形成している。エッジ３は、イオンビームＩＢでエッチングされる照射領域と遮蔽板２０で遮蔽されてイオンビームＩＢでエッチングされない非照射領域との境界を決める。

【0037】

試料加工装置１００では、エッジ３のみが試料Ｓの上面Ｓａにあたるように遮蔽板２０が遮蔽板ホルダー３０で支持されている。図２に示す例では、遮蔽板２０の底面４は試料Ｓの上面Ｓａに接しておらず、エッジ３のみが上面Ｓａに接している。底面４は試料Ｓの上面Ｓａに対して傾斜しているため、底面４は試料Ｓに接触しない。遮蔽板２０では、底面４が試料Ｓに接触しないため、底面４に対して精密な研磨が不要である。

【0038】

底面４の面積は、遮蔽面２の面積よりも小さい。遮蔽面２のエッジ３に沿った最大の大きさＷ２と底面４のエッジ３に沿った最大の大きさＷ４は、等しい。遮蔽面２のエッジ３に垂直な最大の大きさＬ２は、底面４のエッジ３に垂直な最大の大きさＬ４よりも大きい。底面４の大きさＷ４は、底面４の大きさＬ４よりも大きい。底面４の大きさＷ４は、イオンビームＩＢの径よりも大きくしなければならないため、底面４の大きさＬ４を小さくすることによって底面４の面積を小さくしている。また、遮蔽板２０では、底面４の長さＬ４が小さいため、長さＬ４に沿った遮蔽板２０の熱膨張による変形量が小さい。したがって、遮蔽板２０では、熱によるエッジ３のずれが小さい。

【0039】

試料加工装置１００では、底面４の面積を遮蔽面２の面積よりも小さくすることによって、例えば、底面４の面積が遮蔽面２の面積以上の場合と比べて、イオンビームＩＢが照射されることにより遮蔽板２０で発生した熱の試料Ｓへの流入を低減できる。したがって、試料Ｓの熱による損傷を低減できる。また、試料加工装置１００では、試料Ｓと遮蔽板２０の接触面積が遮蔽板２０の遮蔽面２の面積よりも小さい。そのため、試料加工装置１００では、イオンビームＩＢが照射されることにより遮蔽板２０で発生した熱の試料Ｓへの流入を低減できる。

【0040】

上面６は、遮蔽面２の第２傾斜面２ｂに接続されている。遮蔽面２と上面６によって、エッジ５が形成されている。エッジ５は、イオンビームＩＢの強度が弱い位置に配置される。エッジ５は、イオンビームＩＢによってエッチングされやすい形状を有している。そのため、例えば、図４に示すように、遮蔽面２と上面６が形成するエッジ５に強いイオンビームＩＢが照射されるとエッジ５が選択的にエッチングされてしまい、遮蔽板２０が消耗してしまう。イオンビームＩＢの強度が弱い位置にエッジ５を配置することによって、遮蔽板２０の消耗を低減できる。

【0041】

例えば、試料Ｓの上面Ｓａの垂線方向から見て（すなわち、イオンビームＩＢの照射方向から見て）、エッジ５とエッジ３との間の距離Ｄは、イオンビームＩＢの強度の半値半幅よりも大きい。イオンビームＩＢの強度の半値半幅は、半値全幅の半分の大きさである。エッジ３上にはイオンビームＩＢの中心軸が位置するため、距離ＤをイオンビームＩＢの強度の半値半幅よりも大きくすることによって、エッジ５をイオンビームＩＢの強度が弱い位置に配置でき、エッジ５に強いイオンビームＩＢが照射されることを防ぐことができる。

【0042】

遮蔽面２が第２傾斜面２ｂを有することによって、遮蔽板２０が大きくなることを防ぎつつ、エッジ５をイオンビームＩＢの強度が弱い位置に配置できる。例えば、遮蔽面２が１つの傾斜面のみからなる場合、遮蔽面２と上面６が形成するエッジ５をイオンビームＩＢの強度が弱い位置に配置するためには、遮蔽板２０の高さを大きくしなければならず、遮蔽板２０とイオン源１０との間の距離が小さくなってしまう。

【0043】

これに対して、遮蔽面２が、第１傾斜面２ａよりも傾斜角度が小さい第２傾斜面２ｂを有することによって、遮蔽板２０の高さが大きくなることを防ぎつつ、エッジ５をイオンビームＩＢの強度が弱い位置に配置できる。したがって、遮蔽板２０とイオン源１０との間の距離を適切に保ちつつ、エッジ５をイオンビームＩＢの強度が弱い位置に配置できる。

【0044】

背面８は、遮蔽面２の反対側の面である。背面８は、上面６に接続されている。背面８は、底面４に接続されている。背面８には、遮蔽板ホルダー３０が接続されている。

【0045】

遮蔽板ホルダー３０は、遮蔽板２０の熱を逃がす。遮蔽板ホルダー３０の熱伝導率は、
遮蔽板２０の熱伝導率よりも高い。遮蔽板２０の材質は、例えば、ステンレス鋼である。遮蔽板ホルダー３０の材質は、例えば、銅である。

【0046】

イオンビームＩＢが照射されることによって遮蔽板２０に生じた熱は、遮蔽板ホルダー３０を通して放熱される。遮蔽板２０では、遮蔽面２の面積が大きいため、背面８の面積も大きくすることができる。例えば、背面８の面積は、底面４の面積よりも大きい。そのため、遮蔽板２０と遮蔽板ホルダー３０の接触面積を、遮蔽板２０と試料Ｓの接触面積よりも大きくできる。これにより、遮蔽板２０では、遮蔽板２０を効率よく放熱でき、かつ、試料Ｓへの熱の流入を低減できる。この結果、試料Ｓの温度の上昇を低減できる。

【0047】

このように遮蔽板２０では、イオンビームＩＢが照射されることによって生じた熱を、効率よく放熱できる。そのため、遮蔽板２０の材質として、スーパーインバーなどの熱膨張率が低い材料を用いなくてもよく、材料の自由度が高い。例えば、遮蔽板２０の材質として、研磨しやすい均質な材料を選択できる。

【0048】

３． 試料加工方法
図５は、試料加工装置１００を用いた試料加工方法の一例を示すフローチャートである。

【0049】

まず、遮蔽板２０を準備する（Ｓ１００）。

【0050】

次に、遮蔽板２０を試料Ｓ上に配置して、試料Ｓの一部を遮蔽板２０で覆う（Ｓ１０２）。

【0051】

図２に示すように、遮蔽板２０を遮蔽板ホルダー３０に装着し、遮蔽板２０のエッジ３を試料Ｓ上の断面を作製する位置に配置する。このとき、遮蔽板２０のエッジ３のみが試料Ｓの上面Ｓａにあたるように、遮蔽板２０を試料Ｓ上に配置する。遮蔽板２０の位置は遮蔽板位置調整機構で調整でき、試料Ｓの位置は試料位置調整機構５２で調整できる。また、遮蔽板２０のエッジ３の位置を、イオンビームＩＢの照射位置に合わせる。例えば、エッジ３上にイオンビームＩＢの中心が位置するように、遮蔽板２０および試料Ｓの位置合わせを行う。

【0052】

次に、遮蔽板２０および試料Ｓの上面ＳａにイオンビームＩＢを照射する（Ｓ１０４）。

【0053】

図１に示すように、チャンバー６０内を真空状態とし、イオン源１０からイオンビームＩＢを照射する。このとき、試料Ｓおよび遮蔽板２０をスイングさせてもよい。試料Ｓの一部を遮蔽板２０で覆った状態でイオンビームＩＢを照射することによって、エッジ３に沿って試料Ｓの断面を形成できる。

【0054】

上記の工程により、試料Ｓの断面を作製できる。このようにして形成された試料Ｓの断面は、走査電子顕微鏡等で観察できる。

【0055】

４． 効果
試料加工装置１００は、試料Ｓ上に配置され、試料Ｓの一部を覆う遮蔽板２０を含む。遮蔽板２０は、イオンビームＩＢが照射される遮蔽面２と、遮蔽面２に接続してエッジ３を形成する底面４と、を含み、底面４の面積は、遮蔽面２の面積よりも小さい。そのため、試料加工装置１００では、例えば、底面４の面積が遮蔽面２の面積以上の場合と比べて、イオンビームＩＢが照射されることにより遮蔽板２０で発生した熱の試料Ｓへの流入を低減できる。したがって、試料Ｓの熱による損傷を低減できる。

【0056】

さらに、遮蔽面２の面積を底面４の面積よりも大きくすることによって、背面８の面積を大きくできる。そのため、遮蔽板２０と遮蔽板ホルダー３０の接触面積を大きくでき、遮蔽板２０で発生した熱を遮蔽板ホルダー３０を通して放熱できる。

【0057】

試料加工装置１００では、遮蔽板２０を支持する遮蔽板ホルダー３０を含み、遮蔽板ホルダー３０は、遮蔽面２と底面４が形成するエッジ３のみが試料Ｓにあたるように遮蔽板２０を支持する。そのため、試料加工装置１００では、底面４の全体が試料Ｓに接触する場合と比べて、遮蔽板２０で発生した熱の試料Ｓへの流入を低減できる。

【0058】

試料加工装置１００では、遮蔽面２は、試料Ｓの上面Ｓａに対して傾斜した第１傾斜面２ａと、第１傾斜面２ａよりも試料Ｓの上面Ｓａに対する傾斜角度が小さい第２傾斜面２ｂと、を含む。また、第１傾斜面２ａは底面４に接続され、第２傾斜面２ｂは第１傾斜面２ａに接続されている。そのため、試料加工装置１００では、遮蔽板２０が大きくなることを防ぎつつ、エッチングされやすい形状のエッジ５に強いイオンビームＩＢが照射されることを防ぐことができる。

【0059】

試料加工装置１００では、遮蔽板２０は、遮蔽面２に接続する上面６を含み、試料Ｓの上面Ｓａの垂線方向から見て、遮蔽面２と上面６が形成するエッジ５と遮蔽面２と底面４が形成するエッジ３との間の距離Ｄは、イオンビームＩＢの強度の半値半幅よりも大きい。そのため、エッチングされやすい形状のエッジ５に強いイオンビームＩＢが照射されることを防ぐことができる。

【0060】

試料加工装置１００では、遮蔽板２０と遮蔽板ホルダー３０の接触面積は、遮蔽板２０と試料Ｓの接触面積よりも大きい。そのため、試料加工装置１００では、遮蔽板２０で発生した熱を遮蔽板ホルダー３０を通して放熱でき、かつ、熱の試料Ｓへの流入を低減できる。したがって、試料Ｓの熱による損傷を低減できる。

【0061】

試料加工装置１００では、遮蔽板ホルダー３０の熱伝導率は、遮蔽板２０の熱伝導率よりも高い。そのため、試料加工装置１００では、遮蔽板２０で発生した熱を遮蔽板ホルダー３０を通して効率よく放熱できる。

【0062】

試料加工装置１００を用いた試料加工方法では、遮蔽板２０を試料Ｓ上に配置して、試料Ｓの一部を遮蔽板２０で覆う工程と、遮蔽板２０および試料ＳにイオンビームＩＢを照射する工程と、を含む。そのため、このような試料加工方法では、試料Ｓの熱による損傷を低減できる。

【0063】

５． 変形例
本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。以下では、上述した実施形態と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。

【0064】

５．１． 第１変形例
図６は、試料加工方法の変形例を説明するための図である。

【0065】

試料加工装置１００は、導電性テープ２１０を含む。図６に示すように、遮蔽板２０の遮蔽面２およびエッジ３は、導電性テープ２１０で覆われている。図示の例では、遮蔽面２、エッジ３、底面４、エッジ５、および上面６が、導電性テープ２１０で覆われている。導電性テープ２１０は、遮蔽板２０のうちの少なくともイオンビームＩＢが照射される領域を覆う。

【0066】

導電性テープ２１０は、例えば、導電層２１２と、粘着層２１４と、を含む。導電層２１２は、例えば、アルミニウム、銅、カーボンなどからなる金属箔や、グラファイトシートなどの導電性薄膜である。圧延によって製造された光沢のある金属箔は表面粗さが小さいため、導電層２１２として好ましい。導電層２１２の厚さは、例えば、５０μｍ程度である。導電層２１２の表面は、鏡面であることが好ましい。粘着層２１４は、導電性を有する接着剤である。粘着層２１４は、耐熱性を有する。

【0067】

図７は、試料加工方法の変形例を示すフローチャートである。第１変形例では、遮蔽板２０を試料Ｓ上に配置する工程Ｓ１０２の前に、遮蔽板２０のエッジ３および遮蔽面２を導電性テープ２１０で覆う工程Ｓ１０１を含む点で、上述した図５に示す試料加工方法と異なる。ここでは、上述した図５に示す試料加工方法と異なる点について説明し、同様の点についてはその説明を省略する。

【0068】

遮蔽板２０のエッジ３および遮蔽面２を導電性テープ２１０で覆う工程Ｓ１０１では、図６に示すように、遮蔽板２０に導電性テープ２１０をしわや気泡がないように貼り付ける。導電性テープ２１０にしわや気泡があると、試料Ｓの断面形状に影響を与えてしまう。また、導電性テープ２１０にしわや気泡があると、イオンビームＩＢによってしわや気泡の部分が選択的にエッチングされて、導電性テープ２１０に孔があいてしまう場合がある。

【0069】

遮蔽板２０を試料Ｓ上に配置する工程Ｓ１０２では、遮蔽面２およびエッジ３が導電性テープ２１０で覆われた遮蔽板２０を遮蔽板ホルダー３０に装着する。このとき、導電性テープ２１０で覆われたエッジ３のみが試料Ｓにあたるように遮蔽板ホルダー３０が遮蔽板２０を支持する。すなわち、導電性テープ２１０でエッジ３を覆うことによって形成されるエッジのみが試料Ｓにあたる。

【0070】

イオンビームＩＢを照射する工程Ｓ１０４では、遮蔽面２およびエッジ３が導電性テープ２１０で覆われた遮蔽板２０にイオンビームＩＢを照射する。

【0071】

以上の工程により、試料Ｓの断面を作製できる。

【0072】

第１変形例では、遮蔽面２と底面４が形成するエッジ３および遮蔽面２を導電性テープ２１０で覆う工程を含むため、遮蔽板２０の消耗する領域を導電性テープ２１０で覆うことができる。これにより、遮蔽板２０の消耗を低減できる。また、導電性テープ２１０を張り替えることで、遮蔽板２０を再利用できるため、低コスト化を図ることができる。また、エッジ３を導電性テープ２１０で覆うため、凹凸の無いきれいなエッジ３を得ることができる。例えば、導電性テープ２１０の導電層２１２として、圧延によって製造された光沢のある金属箔を用いることにより、機械加工および研磨によって精度の高い遮蔽面２を作成しなくてもよい。

【0073】

図８は、プリント基板の断面の走査電子顕微鏡像（ＳＥＭ像）である。

【0074】

図８に示すプリント基板のＳＥＭ像は、遮蔽面２およびエッジ３をアルミニウム箔テープで覆った遮蔽板２０を用いて、ブロードなイオンビームで加工した断面のＳＥＭ写真である。遮蔽面２およびエッジ３を導電性テープで覆った遮蔽板２０を用いて加工を行った場合でも、走査電子顕微鏡による観察に適した良好な断面を得ることができた。

【0075】

５．２． 第２変形例
図９は、遮蔽板２０の変形例を模式的に示す断面図である。

【0076】

図９に示すように、遮蔽板２０の遮蔽面２は、第１傾斜面２ａと、第２傾斜面２ｂと、第３傾斜面２ｃと、第４傾斜面２ｄと、を有していてもよい。

【0077】

第３傾斜面２ｃは、第２傾斜面２ｂに接続されている。第３傾斜面２ｃと試料Ｓの上面Ｓａがなす角度（傾斜角度）は、第２傾斜面２ｂと試料Ｓの上面Ｓａがなす角度θ２よりも小さい。第４傾斜面２ｄは、第３傾斜面２ｃに接続されている。第４傾斜面２ｄと試料Ｓの上面Ｓａがなす角度（傾斜角度）は、第３傾斜面２ｃと試料Ｓの上面Ｓａがなす角度よりも小さい。

【0078】

図９に示す遮蔽板２０は、図２に示す遮蔽板２０と同様の作用効果を奏することができる。

【0079】

なお、図２および図９に示す例では、各傾斜面が平面である場合について説明したが、各傾斜面は曲面であってもよい。また、図２に示す遮蔽板２０では遮蔽面２が２つの傾斜面を有し、図９に示す遮蔽板２０では遮蔽面２が４つの傾斜面を有していたが、遮蔽面２が有する傾斜面の数は特に限定されない。

【0080】

５．３． 第３変形例
図１０～図１４は、遮蔽板２０の変形例を模式的に示す断面図である。

【0081】

図１０および図１１に示すように、底面４は、複数の面を含んでいてもよい。

【0082】

図１０に示す遮蔽板２０では、底面４は、第１底面４ａと、第２底面４ｂと、を含む。第１底面４ａは、遮蔽面２とともにエッジ３を形成している。第１底面４ａは、試料Ｓの上面Ｓａに対して平行な面であり、試料Ｓに接している。第２底面４ｂは第１底面４ａに接続している。第２底面４ｂは、試料Ｓの上面Ｓａに対して傾斜している。第２底面４ｂは、試料Ｓの上面Ｓａに接していない。図１０に示す遮蔽板２０では、底面４の面積は遮蔽面２の面積よりも小さいため、図２に示す遮蔽板２０と同様に、遮蔽板２０で発生した熱の試料Ｓへの流入を低減できる。

【0083】

図１１に示す遮蔽板２０では、底面４は、第１底面４ａと、第２底面４ｂと、を含む。第１底面４ａは、遮蔽面２とともにエッジ３を形成している。第１底面４ａは、試料Ｓの上面Ｓａに対して平行な面であり、試料Ｓに接している。第１底面４ａと第２底面４ｂとの間には段差が設けられている。第２底面４ｂは、試料Ｓの上面Ｓａに接していない。図１１に示す遮蔽板２０では、底面４の面積は遮蔽面２の面積よりも小さいため、図２に示す遮蔽板２０と同様に、遮蔽板２０で発生した熱の試料Ｓへの流入を低減できる。

【0084】

図１２に示す遮蔽板２０では、底面４の全体が試料Ｓの上面Ｓａに接している。底面４の面積は遮蔽面２の面積よりも小さいため、図２に示す遮蔽板２０と同様に、遮蔽板２０で発生した熱の試料Ｓへの流入を低減できる。

【0085】

図１３および図１４に示すように、底面４は曲面であってもよい。

【0086】

図１３に示す遮蔽板２０では、底面４は凸状の曲面である。図１４に示す遮蔽板２０では、底面４は凹状の曲面である。図１３に示す遮蔽板２０および図１４に示す遮蔽板２０では、図２に示す遮蔽板２０と同様に、エッジ３のみが試料Ｓの上面Ｓａにあたっている。そのため、図１３に示す遮蔽板２０および図１４に示す遮蔽板２０では、図２に示す遮蔽板２０と同様に、遮蔽板２０で発生した熱の試料Ｓへの流入を低減できる。

【0087】

なお、上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば実施形態及び各変形例は、適宜組み合わせることが可能である。

【0088】

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成を含む。実質的に同一の構成とは、例えば、機能、方法、及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成である。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

【符号の説明】

【0089】

２…遮蔽面、２ａ…第１傾斜面、２ｂ…第２傾斜面、２ｃ…第３傾斜面、２ｄ…第４傾斜面、３…エッジ、４…底面、４ａ…第１底面、４ｂ…第２底面、５…エッジ、６…上面、８…背面、１０…イオン源、２０…遮蔽板、３０…遮蔽板ホルダー、４０…支持部材、５０…試料ステージ、５２…試料位置調整機構、５４…試料ホルダー、６０…チャンバー、１００…試料加工装置、１０１…影、２１０…導電性テープ、２１２…導電層、２１４…粘着層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】