(57)【要約】【課題】非結晶領域の薄い断面を作製することができる試料作製装置を提供する。【解決手段】試料作製装置１００は、試料Ｓにイオンビームを照射して試料Ｓの断面を作製する試料作製装置であって、イオンビームを発生させるイオンビーム発生部１０と、試料Ｓの一部を覆うように配置され、試料Ｓをイオンビームから遮蔽するための遮蔽板４０と、イオンビーム発生部１０を制御する制御部８２と、を含み、制御部８２は、イオンビーム発生部１０を制御して、試料Ｓと遮蔽板４０とが所定の相対位置で位置している状態において、イオンビームを第１加速電圧により加速して試料Ｓに照射する第１処理と、イオンビーム発生部１０を制御して、試料Ｓと遮蔽板４０とが前記所定の相対位置に位置している状態において、イオンビームを第１加速電圧よりも低い第２加速電圧により加速して試料Ｓに照射する第２処理と、を行う。【選択図】図２
2015169458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料にイオンビームを照射して前記試料の断面を作製する試料作製装置であって、
前記イオンビームを発生させるイオンビーム発生部と、
前記試料の一部を覆うように配置され、前記試料を前記イオンビームから遮蔽するための遮蔽板と、
前記イオンビーム発生部を制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、
前記イオンビーム発生部を制御して、前記試料と前記遮蔽板とが所定の相対位置で位置している状態において、前記イオンビームを第１加速電圧により加速して前記試料に照射する第１処理と、
前記イオンビーム発生部を制御して、前記試料と前記遮蔽板とが前記所定の相対位置に位置している状態において、前記イオンビームを前記第１加速電圧よりも低い第２加速電圧により加速して前記試料に照射する第２処理と、
を行う、試料作製装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１処理における前記イオンビームの照射時間と前記第１加速電圧の情報を含む第１加工条件、および前記第２処理における前記イオンビームの照射時間と前記第２加速電圧の情報を含む第２加工条件を記憶する記憶部を含み、
前記制御部は、前記記憶部に記憶されている前記第１加工条件に基づいて前記第１処理を行い、前記記憶部に記憶されている前記第２加工条件に基づいて前記第２処理を行う、試料作製装置。
【請求項３】
試料にイオンビームを照射して前記試料の断面を作製する試料作製方法であって、
前記試料と遮蔽板とが所定の相対位置で位置している状態において、前記イオンビームを第１加速電圧により加速して前記試料に照射する第１工程と、
前記試料と前記遮蔽板とが前記所定の相対位置に位置している状態において、前記イオンビームを前記第１加速電圧よりも低い第２加速電圧により加速して前記試料に照射する第２工程と、
を含む、試料作製方法。
【請求項４】
請求項３において、
前記第１工程において、前記第１加速電圧による前記イオンビームの照射は、前記イオンビームの光軸と前記試料の断面が平行になる前に終了する、試料作製方法。
【請求項５】
請求項３または４において、
前記遮蔽板の側面は、前記イオンビームの光軸に対して傾いており、
前記第１工程において、前記第１加速電圧による前記イオンビームの照射は、前記イオンビームの光軸に対する前記試料の断面の傾きが前記イオンビームの光軸に対する前記遮蔽板の側面の傾きよりも小さくなった後に終了する、試料作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料作製装置および試料作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子顕微鏡で観察や分析を行うための試料の作製方法として、試料を機械的に研磨する方法（機械研磨法）が知られている。しかしながら、機械研磨法では、加工面に力がかかるため、柔らかい部分が先に削れて凹凸ができたり、柔らかい部分がつぶれたりする場合があった。また、柔らかい部分に硬い材料が埋め込まれる場合があった。そのため、機械研磨法では、特に、硬さの異なる材料の接合部や界面等を平滑に研磨することが困難であった。このように、機械研磨法では、試料の構造や組成を変化させずに試料の断面を作製することが困難であった。
【０００３】
このような問題に対して、例えば、特許文献１では、加工の影響を比較的受けない断面の作製方法であるＣＰ（クロスセクションポリッシャー）法を用いて試料の加工を行う試料作製装置が開示されている。この特許文献１に開示された試料作製装置では、試料上にイオンビームを遮蔽するための板（遮蔽板）を置いてイオンビームの照射領域を制御し、遮蔽板によって遮蔽されていない試料の非遮蔽領域にイオンビームを照射して試料を加工している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１９２５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の試料作製装置のように、イオンビームとイオンビームを遮蔽する材料を使った試料作製装置においても、結晶性の試料断面を作製した場合、極表面の結晶性が乱れることが知られている。この結晶性の乱れ（非晶質化）の深さは、イオンビームの加速電圧によって異なり、加速電圧が高いほど深くなる傾向がある。
【０００６】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、非結晶領域の薄い断面を作製することができる試料作製装置を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、非結晶領域の薄い断面を作製することができる試料作製方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明に係る試料作製装置は、
試料にイオンビームを照射して前記試料の断面を作製する試料作製装置であって、
前記イオンビームを発生させるイオンビーム発生部と、
前記試料の一部を覆うように配置され、前記試料を前記イオンビームから遮蔽するための遮蔽板と、
前記イオンビーム発生部を制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、
前記イオンビーム発生部を制御して、前記試料と前記遮蔽板とが所定の相対位置で位置している状態において、前記イオンビームを第１加速電圧により加速して前記試料に照射する第１処理と、
前記イオンビーム発生部を制御して、前記試料と前記遮蔽板とが前記所定の相対位置に位置している状態において、前記イオンビームを前記第１加速電圧よりも低い第２加速電圧により加速して前記試料に照射する第２処理と、
を行う。
【０００８】
このような試料作製装置では、効率よく、非結晶領域の薄い断面を作製することができる。
【０００９】
（２）本発明に係る試料作製装置において、
前記第１処理における前記イオンビームの照射時間と前記第１加速電圧の情報を含む第１加工条件、および前記第２処理における前記イオンビームの照射時間と前記第２加速電圧の情報を含む第２加工条件を記憶する記憶部を含み、
前記制御部は、前記記憶部に記憶されている前記第１加工条件に基づいて前記第１処理を行い、前記記憶部に記憶されている前記第２加工条件に基づいて前記第２処理を行ってもよい。
【００１０】
このような試料作製装置では、例えば第１処理の後に自動で第２処理を行うことができる。
【００１１】
（３）本発明に係る試料作製方法は、
試料にイオンビームを照射して前記試料の断面を作製する試料作製方法であって、
前記試料と前記遮蔽板とが所定の相対位置で位置している状態において、前記イオンビームを第１加速電圧により加速して前記試料に照射する第１工程と、
前記試料と前記遮蔽板とが前記所定の相対位置に位置している状態において、前記イオンビームを前記第１加速電圧よりも低い第２加速電圧により加速して前記試料に照射する第２工程と、
を含む。
【００１２】
このような試料作製方法では、効率よく、非結晶領域の薄い断面を作製することができる。
【００１３】
（４）本発明に係る試料作製方法において、
前記第１工程において、前記第１加速電圧による前記イオンビームの照射は、前記イオンビームの光軸と前記試料の断面が平行になる前に終了してもよい。
【００１４】
このような試料作製方法では、効率よく、非結晶領域の薄い断面を作製することができる。
【００１５】
（５）本発明に係る試料作製方法において、
前記遮蔽板の側面は、前記イオンビームの光軸に対して傾いており、
前記第１工程において、前記第１加速電圧による前記イオンビームの照射は、前記イオンビームの光軸に対する前記試料の断面の傾きが前記イオンビームの光軸に対する前記遮蔽板の側面の傾きよりも小さくなった後に終了してもよい。
【００１６】
このような試料作製方法では、効率よく、非結晶領域の薄い断面を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態に係る試料作製装置を模式的に示す図。
【図２】第１実施形態に係る試料作製装置を模式的に示す図。
【図３】第１実施形態に係る試料作製装置の試料ステージを模式的に示す図。
【図４】イオンビーム照射時の試料および遮蔽板を模式的に示す断面図。
【図５】第１実施形態に係る試料作製方法の一例を示すフローチャート。
【図６】第１実施形態に係る試料作製装置の制御ＧＵＩ画面の一例を示す図。
【図７】粗加工処理における試料の断面の変化の様子を模式的に示す断面図。
【図８】第２実施形態に係る試料作製装置の制御ＧＵＩ画面の一例を示す図。
【図９】加速電圧８ｋＶのＡｒイオンビームで加工したシリコン基板の加工断面のＥＢＳＤパターン。
【図１０】加速電圧８ｋＶのＡｒイオンビームで加工した後、加速電圧３ｋＶのＡｒイオンビームで３分間加工したシリコン基板の加工断面のＥＢＳＤパターン。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
１．第１実施形態
１．１．  試料作製装置
まず、第１実施形態に係る試料作製装置について図面を参照しながら説明する。図１および図２は、第１実施形態に係る試料作製装置１００を模式的に示す図である。なお、図１および図２では、便宜上、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示している。
【００２０】
試料作製装置１００は、図１に示すように、イオンビーム発生部１０と、試料ステージ引出機構２０と、試料ステージ３０と、遮蔽板４０と、試料位置調節機構５０と、遮蔽板位置調節機構６０と、光学顕微鏡７０と、処理部８０と、操作部９０と、表示部９２と、記憶部９４と、を含む。なお、図１は試料ステージ引出機構２０が開いた状態を図示し、図２は試料ステージ引出機構２０が閉じた状態を図示している。
【００２１】
イオンビーム発生部１０は、イオンビームを発生させる。イオンビーム発生部１０は、真空チャンバー２の上部に取り付けられている。イオンビーム発生部１０は、例えば、イオン銃である。イオンビーム発生部１０は、所定の加速電圧でイオンビームを加速させて放出する。イオンビームとしては、例えば、Ａｒイオンビームを用いることができる。イオンビーム発生部１０から放出されるイオンビームは、Ｚ軸に沿って進行する。イオンビーム発生部１０から放出されるイオンビームの光軸は、例えば、Ｚ軸に平行である。
【００２２】
試料ステージ引出機構２０は、真空チャンバー２に開閉可能に取り付けられている。試料ステージ引出機構２０には試料ステージ３０が取り付けられている。試料ステージ引出機構２０を開くことで、図１に示すように、試料ステージ３０を加工室４から引き出すことができる。また、試料ステージ引出機構２０を閉じることで、図２に示すように、試料ステージ３０を加工室４に導入することができる。試料ステージ引出機構２０が閉じられた状態で加工室４は排気装置６によって真空排気される。
【００２３】
図３は、試料作製装置１００の試料ステージ３０を模式的に示す図である。
【００２４】
試料ステージ３０には、試料位置調節機構５０が配置されている。試料位置調節機構５０上には、試料Ｓが載置された試料ホルダー５２が装着されている。試料位置調節機構５０は、試料ホルダー５２および試料ホルダー５２に載置された試料ＳをＸ軸およびＹ軸方向に移動可能に構成されている。
【００２５】
遮蔽板４０は、試料Ｓの一部を覆うように配置され、試料Ｓをイオンビームから遮蔽することができる。すなわち、遮蔽板４０は、試料Ｓの非加工領域をイオンビームから遮蔽するための部材である。遮蔽板４０は、遮蔽板保持機構４２によって保持されている。遮蔽板４０の側面４１は、イオンビーム発生部１０から放出されるイオンビームの光軸（すなわち図示の例ではＺ軸）に対して傾いている。
【００２６】
遮蔽板保持機構４２は、遮蔽板傾斜機構４４に傾斜可能に取り付けられている。遮蔽板保持機構４２は、Ｘ軸に平行な軸の周りに回動して遮蔽板４０を試料Ｓ上から退避させることができる。遮蔽板位置調節機構６０は、試料ステージ３０上に配置されている。遮蔽板位置調節機構６０は、遮蔽板４０をＹ軸方向に移動可能に構成されている。
【００２７】
試料作製装置１００では、試料位置調節機構５０および遮蔽板位置調節機構６０によって試料Ｓと遮蔽板４０との間の相対位置を変化させる。すなわち、試料位置調節機構５０および遮蔽板位置調節機構６０が、試料Ｓと遮蔽板４０との間の相対位置を変化させる相対位置調整部として機能する。
【００２８】
光学顕微鏡位置調節機構７２は、図１および図２に示すように、光学顕微鏡７０を保持している。光学顕微鏡位置調節機構７２は、光学顕微鏡傾倒機構７４に傾倒可能に取り付けられている。図２に示すように、試料ステージ引出機構２０が閉じた場合、光学顕微鏡７０と光学顕微鏡位置調節機構７２は、真空チャンバー２の外に位置するように構成されている。
【００２９】
操作部９０は、ユーザーが操作情報を入力するためのものであり、入力された操作情報を制御部８２に出力する。ユーザーは、操作部９０を操作して、試料位置調節機構５０を動作させて試料Ｓの位置調整を行ったり、遮蔽板位置調節機構６０を動作させて遮蔽板４０の位置調整を行ったりすることができる。操作部９０の機能は、キーボード、マウス、ボタン、タッチパネル型ディスプレイなどのハードウェアにより実現することができる。
【００３０】
表示部９２は、処理部８０によって生成された画像を表示するものであり、その機能は、ＬＣＤ、ＣＲＴなどにより実現できる。表示部９２には、後述する制御ＧＵＩ画面（図６、図８参照）等が表示される。
【００３１】
記憶部９４は、処理部８０の各部としてコンピュータを機能させるためのプログラムや各種データを記憶するとともに、処理部８０のワーク領域として機能し、その機能はハードディスク、ＲＡＭなどにより実現できる。記憶部９４には、例えば、加工条件（加速電圧、放電ガス流量、加工時間等）が記憶されている。より具体的には、記憶部９４には、後述する、粗加工処理（第１処理）におけるイオンビームの照射時間とイオンビームの加速電圧（第１加速電圧）の情報を含む粗加工条件（第１加工条件）、および仕上げ加工処理（第２処理）におけるイオンビームの照射時間とイオンビームの加速電圧（第２加速電圧）の情報を含む仕上げ加工条件（第２加工条件）が記憶されている。
【００３２】
粗加工条件および仕上げ加工条件は、例えば、照射時間、および加速電圧に加えて、放電ガス流量、ステージのスイング動作、間欠加工の条件（イオンビームのオン時間およびオフ時間）等の情報を含んでいてもよい。
【００３３】
処理部８０は、イオンビーム発生部１０から放出されるイオンビームの加速電圧を制御する処理や、試料位置調節機構５０や遮蔽板位置調節機構６０を制御する処理などを行う。処理部８０の機能は、各種プロセッサ（ＣＰＵ、ＤＳＰ等）、ＡＳＩＣ（ゲートアレイ等）などのハードウェアや、プログラムにより実現できる。処理部８０は、制御部８２を含む。
【００３４】
制御部８２は、操作部９０からの操作情報に基づき制御信号を生成し、生成した制御信号をイオンビーム発生部１０や、試料位置調節機構５０、遮蔽板位置調節機構６０に出力して、イオンビーム発生部１０や、試料位置調節機構５０、遮蔽板位置調節機構６０の動作を制御する。
【００３５】
制御部８２は、イオンビーム発生部１０を制御して、試料Ｓと遮蔽板４０とが所定の相対位置で位置している状態において、イオンビームを第１加速電圧により加速して試料Ｓに照射する粗加工処理（第１処理）と、イオンビーム発生部１０を制御して、前記所定の相対位置に位置している状態において、イオンビームを第１加速電圧よりも小さい第２加速電圧により加速して試料Ｓに照射する仕上げ加工処理（第２処理）と、を行う。
【００３６】
すなわち、制御部８２は、仕上げ加工処理では、粗加工処理における試料Ｓと遮蔽板４０の相対位置を変化させることなく、イオンビームの加速電圧を小さくして試料Ｓの断面の加工を行う。
【００３７】
第１加速電圧は、例えば８ｋＶ程度である。また、第２加速電圧は、例えば３ｋＶ程度である。第２加速電圧は、例えば、第１加速電圧の８０％以下である。なお、第１加速電圧および第２加速電圧は、試料Ｓの材質や要求される非結晶領域の厚さによって、適宜、設定される。
【００３８】
制御部８２は、記憶部９４に記憶されている粗加工条件に基づいて粗加工処理（第１処理）を行い、記憶部９４に記憶されている仕上げ加工条件に基づいて仕上げ加工処理（第２処理）を行う。記憶部９４に予めこれらの加工条件を記憶させておくことにより、制御部８２は、粗加工処理の後に自動で仕上げ加工処理を行うことができる。
【００３９】
試料作製装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００４０】
試料作製装置１００では、制御部８２は、イオンビーム発生部１０を制御して、試料Ｓと遮蔽板４０とが所定の相対位置で位置している状態において、イオンビームを第１加速電圧により加速して試料Ｓに照射する粗加工処理と、イオンビーム発生部１０を制御して、所定の相対位置に位置している状態において、イオンビームを第１加速電圧よりも低い第２加速電圧により加速して試料Ｓに照射する仕上げ加工処理と、を行う。これにより、試料作製装置１００では、効率よく、非結晶領域の薄い断面を作製することができる。
【００４１】
ここで、非結晶領域について説明する。図４は、イオンビームＩＢ照射時の試料Ｓおよび遮蔽板４０を模式的に示す断面図である。非結晶領域Ｓａは、結晶性の試料Ｓを加工して断面を作製した際に、試料表面に衝突したときのイオンの相互作用によって試料Ｓの結晶性が乱れて形成される。イオンビームＩＢのエネルギーが高いと試料表面に衝突したときのイオンの相互作用が試料Ｓの内部まで広がり、試料Ｓのより深くの結晶が乱れることとなり、非結晶領域Ｓａが厚くなる。加速電圧を下げることで、相互作用の範囲を浅くすることができ、非結晶領域Ｓａを薄くすることができる。
【００４２】
試料作製装置１００では、例えば低い加速電圧のみで加工した場合や、高い加速電圧で加工した後に試料と遮蔽板との相対位置を変化させて低い加速電圧で加工した場合と比べて、短い時間で、非結晶領域の薄い断面を作製することができる。また、例えば、試料作製装置１００では、高い加速電圧のみで加工した場合と比べて、非結晶領域の薄い断面を作製することができる。このように、試料作製装置１００では、効率よく、非結晶領域の薄い断面を作製することができる。
【００４３】
試料作製装置１００では、記憶部９４は、粗加工処理におけるイオンビームの照射時間と第１加速電圧の情報を含む粗加工条件、および仕上げ加工処理におけるイオンビームの照射時間と第２加速電圧の情報を含む仕上げ加工条件を記憶し、制御部８２は、記憶部９４に記憶されている粗加工条件に基づいて粗加工処理を行い、記憶部９４に記憶されている仕上げ加工条件に基づいて仕上げ加工処理を行う。そのため、試料作製装置１００では、例えば粗加工処理の後に自動で仕上げ加工処理を行うことができる。
【００４４】
１．２．  試料作製方法
次に、第１実施形態に係る試料作製方法について説明する。ここでは、試料作製装置１００を用いた試料作製方法について説明する。図５は、第１実施形態に係る試料作製方法の一例を示すフローチャートである。以下、図１〜図５を参照しながら、第１実施形態に係る試料作製方法について説明する。
【００４５】
まず、試料Ｓと遮蔽板４０との相対位置を調整して、試料Ｓの断面作製位置の位置決めを行う。具体的には、まず、試料ステージ引出機構２０を閉じて加工室４を真空排気した状態（図２参照）で、イオンビームを試料Ｓ上の任意の位置に所定時間照射しイオンビーム痕を形成する。次に、試料ステージ引出機構２０を開けて加工室４を大気開放した状態（図１参照）で、光学顕微鏡位置調節機構７２を操作して、イオンビーム痕が光学顕微鏡７０の視野中心に来るように光学顕微鏡７０の位置調節を行う。これにより、光学顕微鏡７０の光軸をイオンビームの光軸に一致させることができる。
【００４６】
次に、ユーザーは光学顕微鏡７０で遮蔽板４０を観察しながら操作部９０を操作して、制御部８２を介して遮蔽板位置調節機構６０を動作させることにより、遮蔽板４０の側面４１の位置を光学顕微鏡７０の光軸上に位置するように調節する。次に、ユーザーは光学顕微鏡７０で試料Ｓを観察しながら操作部９０を操作して、制御部８２を介して試料位置調節機構５０を動作させることにより、試料Ｓの断面作製位置が遮蔽板４０の端縁部の真下に位置するように調節する。
【００４７】
以上の工程により、試料Ｓの断面作製位置の位置決めを行うことができる。
【００４８】
上記のように断面作製位置を決めることができたら、再び試料ステージ引出機構２０を閉じて加工室４を真空排気する。
【００４９】
ユーザーが操作部９０に対して加工を開始する操作を行うと、操作部９０から開始信号が制御部８２に出力される。図６は、試料作製装置１００の制御ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）画面の一例を示す図である。ユーザーが、表示部９２に表示された図６に示す制御ＧＵＩ画面の加工開始ボタン９２２を押すことにより、操作部９０から開始信号が制御部８２に出力される。
【００５０】
制御部８２は、開始信号を受けて、粗加工処理を行う（ステップＳ１００）。具体的には、制御部８２は、イオンビーム発生部１０を制御して、試料Ｓと遮蔽板４０とが上記の位置決め工程で位置決めされた位置（所定の相対位置）に位置している状態において、イオンビームを第１加速電圧により加速して試料Ｓに照射する。制御部８２は、記憶部９４に記憶されている粗加工条件に基づいて、粗加工処理を行う。
【００５１】
図７は、粗加工処理における試料Ｓの断面の変化の様子を模式的に示す断面図である。図７に示すように、試料Ｓは、図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）、図７（Ｄ）、図７（Ｅ）の順で、徐々に断面が加工される。本実施形態では、図７（Ｅ）に示すように、粗加工処理において、イオンビームの光軸Ａに対する試料Ｓの断面（加工断面）の傾きβが、イオンビームの光軸Ａに対する遮蔽板４０の側面４１の傾きαよりも小さくなった後、
イオンビームの光軸Ａと試料Ｓの断面が平行になる前に粗加工処理を終了する。例えばイオンビームの光軸Ａに対する遮蔽板４０の側面４１の傾きαが１．５°の場合、イオンビームの光軸Ａに対する試料Ｓの断面の傾きβが１．０°になったときに、粗加工処理を終了する。例えば、予め実験やシミュレーションを行い加速電圧および加工時間等の加工条件を求めて記憶部９４に記録することで、制御部８２は、上記の条件で粗加工処理を終了することができる。
【００５２】
粗加工処理が終了した後、図６に示す制御ＧＵＩ画面の仕上げ加工のチェック欄９２４がチェックされている場合（ステップＳ１０２でＹＥＳの場合）、制御部８２は、仕上げ加工処理を行う（ステップＳ１０４）。
【００５３】
具体的には、制御部８２は、イオンビーム発生部１０を制御して、試料Ｓと遮蔽板４０とが粗加工処理が行われたときと同じ相対位置に位置している状態において、イオンビームを第１加速電圧よりも低い第２加速電圧により加速して試料Ｓに照射する。すなわち、粗加工処理が行われた後、試料位置調節機構５０および遮蔽板位置調節機構６０を動作させることなく、仕上げ加工処理が行われる。制御部８２は、記憶部９４に記憶されている仕上げ加工条件に基づいて、粗加工処理を行う。
【００５４】
仕上げ加工処理が終了した後、制御部８２は処理を終了する。
【００５５】
また、粗加工処理が終了した後、図６に示す制御ＧＵＩ画面の仕上げ加工のチェック欄９２４がチェックされていない場合（ステップＳ１０２でＮＯの場合）、制御部８２は処理を終了する。
【００５６】
第１実施形態に係る試料作製方法は、例えば、以下の特徴を有する。
【００５７】
第１実施形態に係る試料作製方法では、試料Ｓにイオンビームを照射して試料Ｓの断面を作製する試料作製方法であって、試料Ｓと遮蔽板４０とが所定の相対位置で位置している状態において、イオンビームを第１加速電圧により加速して試料Ｓに照射する粗加工工程と、試料Ｓと遮蔽板４０とが前記所定の相対位置に位置している状態において、イオンビームを第１加速電圧よりも低い第２加速電圧により加速して試料Ｓに照射する仕上げ加工工程と、を含む。これにより、第１実施形態に係る試料作製方法では、効率よく、非結晶領域の薄い断面を形成することができる。
【００５８】
第１実施形態に係る試料作製方法では、粗加工工程において、第１加速電圧によるイオンビームの照射は、イオンビームの光軸Ａと試料Ｓの断面が平行になる前に終了する。例えば、イオンビームの光軸Ａと試料Ｓの断面が平行になった後に粗加工を終了すると、仕上げ加工において試料Ｓの断面に照射されるイオンビームの量が少なくなり、加工に時間がかかってしまうという問題がある。第１実施形態に係る試料作製方法では、粗加工工程においてイオンビームの光軸Ａと試料Ｓの断面が平行になる前にイオンビームの照射を終了するため、このような問題が生じない。したがって、第１実施形態に係る試料作製方法では、効率よく、非結晶領域の薄い断面を形成することができる。
【００５９】
また、第１実施形態に係る試料作製方法では、粗加工工程において、第１加速電圧によるイオンビームの照射は、イオンビームの光軸Ａに対する試料Ｓの断面の傾きβがイオンビームの光軸Ａに対する遮蔽板４０の側面４１の傾きαよりも小さくなった後に終了する。そのため、第１実施形態に係る試料作製方法では、効率よく、非結晶領域の薄い断面を形成することができる。
【００６０】
２．第２実施形態
次に、第２実施形態に係る試料作製装置について説明する。第２実施形態に係る試料作製装置の構成は、上述した図１〜図３に示す第１実施形態に係る試料作製装置１００と同様であり、以下では、第１実施形態に係る試料作製装置１００との相違点について説明する。
【００６１】
図８は、第２実施形態に係る試料作製装置の制御ＧＵＩ画面の一例を示す図である。図８に示すように、第２実施形態に係る試料作製装置の制御ＧＵＩ画面では、図６に示す試料作製装置１００の制御ＧＵＩ画面と比べて、仕上げ加工のチェック欄９２４がない。
【００６２】
第２実施形態に係る試料作製装置では、加工開始ボタン９２２が押されると、粗加工処理が行われた後、常に、仕上げ加工処理が行われる。
【００６３】
３．  実施例
以下、実施例を挙げて本実施形態をさらに詳細に説明するが、本発明はこれによって制限されるものではない。
【００６４】
試料としては、シリコン基板を用いた。異なる条件でシリコン基板をＡｒイオンビームで加工して断面を作製し、非結晶領域の厚さの評価を行った。
【００６５】
具体的には、まず、シリコン基板を、加速電圧８ｋＶのＡｒイオンビームで加工した。そして、当該シリコン基板の加工断面について、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いてＥＢＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂａｃｋ  Ｓｃａｔｔｅｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｐａｔｔｅｒｎｓ）法により、結晶解析を行った。
【００６６】
次に、シリコン基板を、加速電圧８ｋＶのＡｒイオンビームで加工した後、加速電圧３ｋＶのＡｒイオンビームで３分間加工した。そして、当該シリコン基板の加工断面について、同様に、走査電子顕微鏡を用いてＥＢＳＤ法により、結晶解析を行った。
【００６７】
図９は、加速電圧８ｋＶのＡｒイオンビームで加工したシリコン基板の加工断面のＥＢＳＤパターンである。図１０は、加速電圧８ｋＶのＡｒイオンビームで加工した後、加速電圧３ｋＶのＡｒイオンビームで３分間加工したシリコン基板の加工断面のＥＢＳＤパターンである。
【００６８】
図１０に示すＥＢＳＤパターンは、図９に示すＥＢＳＤパターンに比べて、コントラストが高く、パターンが鮮明である。また、パターンの質の指標として用いられるＩＱ（イメージクオリティ）は、図１０に示すＥＢＳＤパターンでは、３２７５．９であり、図９に示すＥＢＳＤパターンでは、１３７７．５であった。
【００６９】
この結果から、加速電圧８ｋＶのＡｒイオンビームで加工した後、加速電圧３ｋＶのＡｒイオンビームで３分間加工したシリコン基板の加工断面は、加速電圧８ｋＶのＡｒイオンビームで加工したシリコン基板の加工断面よりも、非結晶領域が薄いことがわかった。
【００７０】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法およ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）を含む。また、本発明は、実施の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、実施の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、実施の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】
【００７１】
２…真空チャンバー、４…加工室、６…排気装置、１０…イオンビーム発生部、２０…試料ステージ引出機構、３０…試料ステージ、４０…遮蔽板、４１…側面、４２…遮蔽板保持機構、４４…遮蔽板傾斜機構、５０…試料位置調節機構、５２…試料ホルダー、６０…遮蔽板位置調節機構、７０…光学顕微鏡、７２…光学顕微鏡位置調節機構、７４…光学顕微鏡傾倒機構、８０…処理部、８２…制御部、９０…操作部、９２…表示部、９４…記憶部、１００…試料作製装置、９２２…加工開始ボタン、９２４…チェック欄
【図１】
2015169458.tif 000003
【図２】
2015169458.tif 000004
【図３】
2015169458.tif 000005
【図４】
2015169458.tif 000006
【図５】
2015169458.tif 000007
【図６】
2015169458.tif 000008
【図７】
2015169458.tif 000009
【図８】
2015169458.tif 000010
【図９】
2015169458.tif 000011
【図１０】
2015169458.tif 000012