Takeda CR Apparatus 2015/2/4

XVision 200 TB簡易操作マニュアルRev. 1.1 杉山研　助教　久保田雅則　 kubota@ee.t.u-tokyo.ac.jp

注意事項ここに記載されている事項を必ず熟読してください。

• Z軸を上昇させるとき・チルトするとき・サンプルをロードする時、絶対に鏡筒にぶつけないこと。修理費は莫大である。ログイン履歴はもちろんのこと、ステージの移動から倍率の変更まであらゆる操作のログが残るため、誰が壊したかは直ちに明らかになる。

• FIBでは画像が出ている間は試料は削られている。不要な時はビームを照射しない方がよい。目のアイコンか F12で照射のON/OFFができる。F11を押せば 1スキャンだけして目を閉じてくれる。

1 仕様• FIB-SEM。Arビーム付き。W, C, TEOSのデポ可能。ガスアシスト (XeF,有機用,メタル用)によりエッチングレート向上可能。

• 8インチ、4インチ、チップ用試料台有り。断面観察用試料台有り。• 普通の試料台では厚さ 3–4mm程度までのサンプルを取り付け可能。さらに厚いものは断面観察用試料台の凹み部分に貼り付けるなどする。

2 定常状態真空系・制御系起動状態。PCのディスプレイは OFF。FIB, SEM, Arビームは OFF。試料台はロードロックチャンバーに入っている。ロードロックチャンバーは真空引きされている。

3 全体の流れ1. B3F (CR外)でコンプレッサーを起動2. CR入室3. 試料のロード4. ファラデーカップで Eucentric高さを測定5. FIBのビーム調整6. SEMの調整7. 試料位置へ移動8. Eucentric高さへ移動9. 加工

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10. 試料のアンロード

4 コンプレッサーの起動本装置にはアクティブ除振台が付いている。駆動用の圧空は専用のコンプレッサーから供給されているので起動する必要がある。エレベーターで地下三階に行き、突き当たっては左、を繰り返して電気室の前まで行く。左手にコンプレッサーが 4台並んでいる。左奥の小さい Sukesan IIというコンプレッサー (図 1)の電源ボタンを押して動かす。CRに入室する。

図 1 本機用のコンプレッサー。

5 起動・試料のロード1. 紙ログに名前や開始時刻などを記入する。2. PCのディスプレイを 2つともONにする。3. 図 2のような画面が出ている。出ていなければデスクトップのXVisionをダブルクリックして起動する。4. 研究室の IDとパスワードを使用してログインする。5. ログインするとメッセージウィンドウが出ることがある。内容を読んで closeする。間違えて clearしないように!*1

6. ログイン後に図 3のような画面が右側に出る。これはメインコントローラー画面と呼ばれ、大体の制御はこのウィンドウ上で行う。

7. 上の方に 5個のアイコンが並んでおり、左上からスタートアップ画面・ウエハマップ画面・プロセスビュー・

*1 これはユーザーや管理者が全員に周知させたいことを記入することができる機能である。ログインボタンの下にあるMessageボタンをクリックすると内容を編集できる。必要に応じてだれでも使用できる。

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ラージビュー・メンテナンス画面を呼び出すのに使用する。8. スタートアップ画面を出す。（すでにスタート画面のはず。）9. 中央に各チャンバーの圧力が表示されているので、表 1の条件を満たしていることを確認する。紙ログに圧力を記入する。

10. スタートアップ画面内の Sub Cham.のVentをクリックする。11. ベントが終了したらロードロックチャンバーの蓋を開けて試料台を取り出す。12. 試料を固定する。チップ形状の試料は 8インチ試料台の上に両面テープ・片面テープを用いて固定する。4,

8インチのウエハーの場合は専用の試料台にそのまま取り付けることができる。図 4を参照。13. 試料台をロードロックチャンバーに戻す。このとき、図 5に示すようにアームの突起を試料台の爪の中に入れること。これを忘れて適当なところにステージを置くと、試料台ロード時にアームが伸びきらずエラーとなり手動で回収しなければならなくなる。

14. スタートアップ画面の FIB Startが緑色 (ON状態)になっていなければクリックしてONにする。FIB Start

が点滅し、Power ONが点灯する。15. スタートアップ画面の Loadをクリックして、試料台をロードする。16. およそ 3分待つ。17. ロードが終わり、FIBがスタートする。FIBは Ion source started normallyと出れば正常である。画面上のグラフの左側の数値 Emi, Ext, Supの値を紙ログに転記する。

18. もし Heatingをするように促すメッセージが出た場合は FIBがOFFの状態でHeatingボタンをクリックする。Heatingが終了したら再度 FIB Startを試す。紙ログのHeatingに丸を付ける。

19. たまに Ext. (Extraction voltageのこと)を調整するようにというメッセージが出ることもある。その場合はExt. Autoボタンをクリックする。紙ログの Ext. Autoに丸を付ける。

図 2 ログイン画面。

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図 3 メインコントローラー画面。

表 1 各チャンバーの許容圧力

メインチャンバー < 5.0× 10−4 Pa

FIB column < 1.0× 10−5 Pa

EB column < 5.0× 10−7 Pa

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図 4 チップの固定方法。

6 調整調整の流れは、

1. Eucentric高さの測定• 試料を傾けても見かけ上の位置が変わらない高さを Eucentric高さと言い、FIBは全てこの高さで加工する。

2. 各ビームコンディションでの Focus/Stigma調整• Eucentric高さにおいて、各ビームコンディション*2の Focusと Stigmaを調整する。

3. ビームポジション調整• 各ビームコンディションのビーム位置を同じ場所に合わせる。位置を合わせないでビームコンディションを変えると加工位置がずれる。

4. 電流値の測定• 各ビームコンディションのビーム電流密度を測定する。

である。

*2 UFineからURoughまであり、細かい=遅い・高解像度・仕上げ・観察用、粗い=速い・低解像度・粗加工用である。

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図 5 試料台の正しい置き方。

1. メンテナンス画面を呼び出す。2. Opticsというタブをクリックする。3. Daily Adjustをクリックする。4. Go. F. Cup (Go to Faraday Cup)をクリックする。5. Degasの右の Startをクリックする。Adjusting...と出るのでしばらく待つ。終了したら End表示に変わる。6. 目のアイコンをクリックすると FIBでの観察が始まる。7. 目のアイコンの右側の Scan Speedは 2にする。8. 操作卓の Zoomつまみで最低の倍率にする (マウスのホイールを回してもよい)。Brightnessと Contrastで画像を見やすくする。

9. 画面上には穴が映っているはずである（ファラデーカップの像）。ビーム調整や電流値測定などはこのファラデーカップとその周囲で行う。

10. 画面をクリックするとその位置が中央に来るようにステージが移動する。穴の淵のどこかをダブルクリックして中央に持ってくる。以降、ステージの移動は、中心にもってきたい点をダブルクリックである。

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11. Focus/Stigmaの右側の Startボタンをクリックする。12. Eucentric Calculation画面が出る。試料を傾けても見かけの位置やフォーカスがずれない高さのことをユーセントリック高さといい、FIBでは必ずユーセントリック高さにサンプルを持って来て加工する。その高さを計算するのがこのステップである。

13. Eucentric Calculation画面で Coarseタブをクリックする。14. 視野を 50µm程度にする。ズームつまみで調整しても、マウスのスクロールでもメインコントローラー画面で 50 µmを選んでも良い。メインコントローラーの Image Scaleというところに視野が表示される。

15. 何か目印になる特徴的な形状を探し、画面中心に映してから Eucentric Calculation画面の Startボタンをクリックする。画面の指示に従って操作する。ターゲット位置をクリックするように言われるので、先ほどの選んだ目印をクリックしてNEXTをクリックする。ステージが傾くので、目印を見失わないようにする。ステージが止まったら目印をクリックしてNEXTをクリックする。Move New Z-Height OK?と聞かれるのでOKする。（ステージを傾けながらその都度特徴的な形状をクリックして指定し、その位置の変化から Eucentric距離を算出する。）

16. 視野を 30µm程度にする。17. Fineタブをクリックする。目印が画面の中央から右半分に映るようにステージを少し移動させる。目印をクリックして STARTを押す。NEXTを押す。ステージが停止したら、目印をクリックしてNEXTを押す。もう一回同じことをする。

18. 次はステージの角度が戻るので、戻ったらGo To Eucentric Zをクリックしてステージをユーセントリック距離に移動させる。最終的に 0度まで戻ってステージが停止する。

19. Eucentric Calculation画面を閉じる。20. 倍率をできるだけ上げて、フォーカスとスティグマを合わせて、Nextをクリックする。21. ビームのコンディションが UFine→ Fineに変わる。右の方に Condition is changing.. というポップアップが出て、消えるのを待つ。再度フォーカスとスティグマを合わせて Nextをクリックする。ビーム電流が増加するにつれて明るくなり解像度も落ちるため、画質を調整して倍率を低くしながら調整を行う。

22. 同様の調整をURoughまで行う。最後の方は調整中にファラデーカップが削れていってしまうので手早く行う。

23. Focus/Stigmaの Startボタンの右側が goodに変わる。24. URoughでの調整が終わったら目は閉じておく。25. 次に Beam Positionの右の Startをクリックする。26. SEM Start is required.といわれるのでOKする。27. なにか特徴的な形状をファラデーカップの傍で探し、10 µmスケールまで拡大する。特徴的な形状のわかりやすい場所を画面の中央にもってくる。この時だけはシングルクリックで移動する。近い距離を移動するときはビームシフトで移動してしまうが、シフト量が大きくならないようにする。Nextを押す。

28. 次のビーム条件に変更されるのを待つ。右の方に Condition is changing.. というポップアップが出て、消えるのを待つ。

29. F11を押して 1回だけスキャンさせる。30. 先ほどクリックしたのと同じ場所を探してクリックする。31. nextをクリックすると次のビーム条件に移るのでしばらく待つ。

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32. また F11を押して 1スキャンする。先ほどと同じ場所を探してクリックして nextをクリックする。33. 最後のビーム条件まで繰り返す。34. startボタンの右側に goodと表示されたら完了。35. Probe Currentの右側の startをクリックする。36. ステージが移動する。停止するのを待つ。37. Probe Measureボタンをクリックする。38. Nowの値が変化しなくなったらNextを押す。39. これを繰り返す。最後まで行くと目を閉じて終わる。なお、Probe Currentの値が正常値と何割も違う場合はC.L. Settingをする必要があるので管理者に連絡する。（できる人はやる。）Probe Currentの正常値は表 2

を参照。

表 2 各アパーチャーの電流値。2015.2.4現在のアパーチャーの組み合わせによる。アパーチャーを変更していればここに示す電流値でない場合もある。現在選択されているアパーチャーと標準電流値は Optics - BaseAdjust - Settingから確認できる。

Beam condition Aperture current

View 10 pA

UFine 80 pA

Fine 300 pA

Mid 700 pA

Rough 6500 pA

URough 27000 pA

7 加工1. プロセスビューを呼び出す。2. F5, F6キーを押して、Stage Controllerと Search画面を出す。3. 画面の左側にもメインコントローラーと似た画面があるが、その Imageタブをクリックして、Detectorを

OMにする。左側の画面がチャンバー内の顕微鏡画像に変わる。4. Stage Controllerの丸は 8インチの試料台を表している。サンプルを貼り付けたあたりをクリックするとそこへ移動する。細かくは Search画面のXYボタンを押して移動する。鏡筒の下にサンプルが来るように移動する。ステージを上昇させてもいいか聞いてくる場合があるが、1mm未満の薄いサンプルの場合はOK

してよい。厚い場合は慎重にいきたいので、キャンセルする。5. Pop viewという白黒の画面が表示されているが、これは真横から見た赤外線画像である。サンプルやステージが写っている。サンプルの表面を緑色の線まで持ってくると大体 Eucentric高さになる。鏡筒までのクリアランスがほとんどないので慎重に近づけないといけない。絶対に鏡筒にサンプルやステージを接触させてはならない。Pop viewがでていない場合はメインコントローラーの Statusタブをクリックし、IR

ImageのOpenを押す。6. サンプルの高さを Eucentric高さに近づける。緑色の線とサンプルの距離が 1 mm以上あるときは Stage

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Controllerの Zをクリックして +1.000を選び、Goを押す。繰り返して距離が 1 mm程度になるまで近づけていく。ある高さを超えると、毎回確認の画面がでるので、自分が選んだ移動距離を確認してOKする。残り距離が 1 mm程度になったら、Zで +0.100を選んで 0.1 mmずつ近づけていく。1.000と 0.100を間違えると装置を壊すかもしれない。サンプルの表面と緑の線が重なったら Stage Controllerと Search画面を閉じる。

7. ビームコンディションをUFineにする。8. F11で画像を取得して、Eucentric高さ合わせに使用する場所を探して移動する。実際の加工場所と同じ高さにあって、ビームが当たっても構わない場所を選ぶ。F12でやってもよいが、ビームが当たっている間はどんどん表面が削れていくことを忘れずに。

9. メインコントローラーの Statusの上にある Eucentric Calculationボタンを押す。Coarseタブをクリックし、調整でやったようにサンプルを Eucentric高さに持ってくる。

10. 加工場所へ移動する。なお、F7の Position Memoryを使うと場所をいろいろ記憶できる。記憶したい場所に移動して F7を押し、Save positionで保存できる。positionを選んでMove stageで、そこへ移動することもできる。

11. 倍率を適切に設定する。加工範囲全体を大きく写す。12. 次の手順に従って加工条件を設定する。13. Programから選ぶ場合 (断面観察用の断面削り出しなど)

（a）Programから選ぶ場合は、TypeとDataを選んでから Programボタンを押す。（b）例えば断面観察用に Type: Sectionを選び、Data: Cross_5umを選んで Programを押すと、画面に幾つ

かの四角が出る。（c）消したい場合はDel Allをクリックする。（d）右クリックして Program Propertiesを選ぶ。（e）Generalから SizeとDepthを変更する。その他のパラメーターを変更したければして、OKする。詳し

くは自分で勉強する。マニュアルは装置の制御台の上に置いてある。（f）黄色い線をドラッグして切りたい場所に移動できる。

14. 自分で矩形を描く場合（a）単純なエッチングの場合は ETCHボタンを押してから画面の上でドラッグして四角を描く。DEPOや

SLOPEも同様。（b）四角を消したい場合は画面の下のNo.で消したい四角の番号を決め、Deleteを押す。あるいはDel All

で全部消える。（c）右クリックから Propertiesを選ぶ。Material, Width, Height, Depth,ガス銃の指定などを行いOKする。

15. Start/Stopボタンの右に T: X:XX:XXと表示されており、加工時間の見積もりができる。16. ガス銃を使用する場合はGasのところで種類を選んでからDOWNボタンを押す。17. Start/Stopボタンをクリックして加工を始める。終わるまで待つ。18. ガス銃をUPする。19. ビームコンディションをUFineに戻して、観察する。あるいは左側のメインコントローラーで SEMを起動して観察する。SEMのビームコンディションは SEM3を勧める。加速が低いところは不具合があってうまく観察できない (2015.2.4現在)。Scan Speedは適宜調整する。

20. Flat viewと Tilt viewをクリックすると、それぞれ FIBで真上から、SEMで真上から観察できる角度に移

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動する。21. 左側のメインコントローラーの Imageタブで Reduce ScanをONにすると操作範囲を小さくできる。操作範囲は一番下のMouse Actionで Scan Areaを選択してから画面をドラッグして決める。Scan Speedを落としても画面の更新頻度を高くできるので、Focusと Stigmaを合わせやすくなる。また Photo ScanをONにすると 1画面をゆっくり（綺麗に）撮影して停止する。画像を保存するときに適している。Scan rotationを使うと画面を回転できる。特に SEM画面は上下が逆さまになって映るので、Scan rotationを 180度にしたほうが自然に見える。ただしその場合は左右が逆になるので注意する。

22. 画像の保存は F8を押す。上の Target Monitorで左右どちらの画面の画像を保存するか選び、Saveをクリックする。ファイル名を入れてOKする。

8 画像取り出し絶対に自分のUSBメモリを挿してはいけない。過去にウイルス感染あり。連絡通路の PCのところにある、アンチウイルス機能つきUSBメモリを使うこと。連絡通路の PCには自分のUSBメモリを挿して良いので、そこでコピーする。

1. ディスプレイが載っている机の下の PCにUSBメモリを差し込む。2. F8画面でコピーしたい画像をクリックし、Operationから Exportをクリックする。3. DrivesからUSBメモリを選び、OKする。4. USBメモリを安全に外す操作をする。5. USBメモリを抜く。

9 片付け1. スタートアップ画面に戻る。2. SEM Start, FIB Start, Power ONをクリックしてグレイ表示にする（OFF状態へ）。3. TransferのUnloadをクリックする。4. 試料台を取り出してサンプルを外し、試料台をサブチャンバーに戻す。5. Sub Cham. の Evacを押す。6. Loginを押してログアウトする。7. 紙ログの FIB, SEM, Arのうち使ったものに丸を付ける。使ったガスと時間を書く。終了時間を書く。8. ディスプレイ 2台をOFFにする。9. iPodでログを残す。

10. CR外に出てコンプレッサーを停止する。

10 変更履歴2015.2.4 Rev. 1.1 初版の texファイルを無くしたため pdfから書き起こして、追記して一応の完成を見た。2011.3.11 Rev. 1.0 初版途中まで。

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