JP2001168070A - Gas supply mechanism for focus ion beam system - Google Patents

Gas supply mechanism for focus ion beam system

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JP2001168070A
JP2001168070A JP35148999A JP35148999A JP2001168070A JP 2001168070 A JP2001168070 A JP 2001168070A JP 35148999 A JP35148999 A JP 35148999A JP 35148999 A JP35148999 A JP 35148999A JP 2001168070 A JP2001168070 A JP 2001168070A
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gas
sample
gas supply
ion beam
nozzle
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Kenji Tsuruhara
健次 鶴原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mechanism for supplying gas from a nozzle to a deep machining part of a sample in which the interval between the nozzle and the sample can be adjusted readily with high accuracy without having any effect on the surface state of the sample. SOLUTION: A sample stage 5 and a gas supply unit 9 are disposed in the sample chamber 7 of a focus ion beam system and a microscope 31 is interposed between a sample 6 on the sample stage 5 and the gas nozzle 10 of the gas supply unit 9. A control computer 46, a control monitor 47 and a controller 48 are disposed on the outside of the sample chamber 7. Interval between the sample 6 and the gas nozzle 10 is adjusted by means of an interval adjusting mechanism and the angle of the gas nozzle 10 is adjusted by means of a nozzle angle varying mechanism.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は集束イオンビーム装
置のガス供給機構に関し、特に、ガス銃の先端部分の角
度を任意の角度に設定して様々な方向からLSI(大規
模集積回路)等の試料にガスを供給することを可能にし
たガス供給機構に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas supply mechanism for a focused ion beam apparatus, and more particularly, to a gas gun having a tip portion set at an arbitrary angle to an LSI (large-scale integrated circuit) or the like from various directions. The present invention relates to a gas supply mechanism capable of supplying a gas to a sample.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、集束イオンビーム(以後FI
Bと呼称する)装置は、半導体に限らず様々な分野にお
いて利用されている。半導体を例にとると、FIB装置
は、LSIの回路間を接続する配線に局所的にイオンビ
ームを照射し、配線内の分子にスパッタリング現象を起
させて配線を切断するのに用いられる。また、FIB装
置は、FIB励起CVD(化学的気相成長)を用いて、
半導体の任意の領域を成膜したり、金属配線を形成して
回路間を接続することが可能である。さらに、FIB装
置は各種ガスを用いてガスアシストエッチングを行うこ
とができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a focused ion beam (hereinafter referred to as FI
The device (referred to as B) is used not only in semiconductors but also in various fields. Taking a semiconductor as an example, an FIB apparatus is used to locally irradiate an ion beam to a wiring connecting between circuits of an LSI and cut off the wiring by causing a sputtering phenomenon on molecules in the wiring. In addition, the FIB apparatus uses FIB excitation CVD (chemical vapor deposition),
An arbitrary region of a semiconductor can be formed into a film or a metal wiring can be formed to connect circuits. Further, the FIB apparatus can perform gas-assisted etching using various gases.

【0003】従来のFIB装置を説明する前に、上記F
IB励起CVDの原理とガスアシストエッチングについ
て簡単に説明する。FIB励起CVDに関して、図10
(a)に示すように、試料室内の試料106の表面に、W
(タングステン)120とCO(一酸化炭素)121の
化合物ガスであるタングステンヘキサカルボニルW(C
O)6ガス119を噴射し、試料の表面にW(CO)6ガス
119を吸着させる。次に、図10(b)に示すように、
配線を形成する領域にのみFIB104を照射する。照
射された領域のW(CO)6は、FIB104によってス
パッタリングされ、W120とCO121に分離され
る。さらに、分離したCO121は真空ポンプによって
試料室の外へ排出される一方、W120はFIB照射領
域に残り、時間の経過とともに積層される。この積層さ
れたW120によって例えば金属製の配線が形成され
る。
Before describing a conventional FIB apparatus, the F
The principle of IB excitation CVD and gas assisted etching will be briefly described. Regarding FIB excitation CVD, FIG.
As shown in (a), the surface of the sample 106 in the sample chamber is
(Tungsten) 120 and CO (carbon monoxide) 121, a compound gas of tungsten hexacarbonyl W (C
O) 6 gas 119 is injected to adsorb W (CO) 6 gas 119 on the surface of the sample. Next, as shown in FIG.
The FIB 104 is irradiated only to a region where a wiring is to be formed. W (CO) 6 in the irradiated area is sputtered by the FIB 104 and separated into W 120 and CO 121. Further, the separated CO121 is discharged out of the sample chamber by the vacuum pump, while W120 remains in the FIB irradiation area and is laminated with the passage of time. For example, a metal wiring is formed by the laminated W120.

【0004】次に、ガスアシストエッチングについて、
図11(a),(b)を用いて説明する。半導体分野で用い
るアシストガスの代表例として、フッ化キセノンガスと
塩素ガスがあげられる。フッ化キセノンガスは、LSI
の製造工程で使用される絶縁性の膜をエッチングするの
に用いられ、塩素ガスは金属性の膜をエッチングするの
に用いられる。FIB装置を用いて試料をエッチングす
る場合、図11(a)に示すように、スパッタリングによ
って試料の原子が弾き出されてエッチング穴123が形
成され、さらにエッチング穴123の原子が弾き出され
てエッチングが進行する。弾き出された原子122は真
空ポンプによって装置外に排出される。しかし、図11
(a)に示すように、アシストガスを用いることなくエッ
チングを行なった場合、エッチングの深さが増すにつれ
て、弾き出された原子がエッチング穴123の側壁部分
に再付着してエッチングが進まなくなる。一方、図11
(b)に示すように、試料表面にアシストガス124を噴
射してエッチングをした場合、スパッタリングによって
弾き出された原子122が吹き飛ばされてエッチング穴
123に再付着(再デポジション)しにくくなる。従っ
て、アシストガスを用いると原子の再付着が少なくなる
ので、アシストガスを用いない場合に比較して、より多
くの原子122がエッチング穴123から弾き出され、
短い時間で深いエッチング穴を形成できる。
Next, regarding gas assisted etching,
This will be described with reference to FIGS. Xenon fluoride gas and chlorine gas are typical examples of the assist gas used in the semiconductor field. Xenon fluoride gas is used in LSI
Is used to etch an insulating film used in the manufacturing process of the above, and chlorine gas is used to etch a metallic film. When the sample is etched using the FIB apparatus, as shown in FIG. 11A, the atoms of the sample are ejected by sputtering to form an etching hole 123, and the atoms of the etching hole 123 are ejected to progress the etching. I do. The ejected atoms 122 are discharged out of the apparatus by a vacuum pump. However, FIG.
As shown in (a), when etching is performed without using an assist gas, the ejected atoms are reattached to the side wall portion of the etching hole 123 as the etching depth increases, and the etching does not proceed. On the other hand, FIG.
As shown in (b), when the etching is performed by injecting the assist gas 124 onto the surface of the sample, the atoms 122 ejected by sputtering are blown off, making it difficult to reattach (redeposition) the etching holes 123. Therefore, when the assist gas is used, reattachment of atoms is reduced, so that more atoms 122 are ejected from the etching holes 123 as compared with the case where the assist gas is not used,
A deep etching hole can be formed in a short time.

【0005】図12は、従来のFIB装置を示す。この
FIB装置を用いて、FIB励起CVDまたはガスアシ
ストエッチングが行われる。FIB励起CVDまたはガ
スアシストエッチングを行なうには、図12に示される
ように、イオンビームがイオンソース101から高電界
によって引き出され、鏡筒102に収められている静電
レンズ(図示せず)を通して最小0.01μmの直径ま
で集束される。イオンビームを安定して集束させるため
に、鏡筒102の側部には真空ポンプ103が設けられ
ていて、鏡筒102の中は常に高真空に保たれている。
FIB104は試料室107内に設置された試料ステー
ジ105上に固定された試料106に照射され、試料1
06の表面から放出される2次電子または2次イオンを
検出器108で検出し、検出された2次電子または2次
イオンは画像処理された後に表面像として目で見ること
が可能である。試料室107は鏡筒102と同様に真空
ポンプ103で引かれて、高真空状態が保持されてい
る。試料室107の側面にガス供給ユニット109が設
置され、ガス供給ユニット109に供給されたガスは、
ガスノズル110から試料106の表面に噴射される。
ガス供給ユニット109のガスは、配管112を介して
ガスボンベ111から供給される。配管112と試料室
の間には、ガスの流れを調節する流量調節器113が備
え付けられていて、試料表面にガスを噴出することによ
って試料室の真空度が低下し過ぎるのをコントロールす
る役目を持っている。
FIG. 12 shows a conventional FIB device. Using this FIB apparatus, FIB excitation CVD or gas assisted etching is performed. In order to perform FIB excitation CVD or gas assisted etching, as shown in FIG. 12, an ion beam is extracted from an ion source 101 by a high electric field and passes through an electrostatic lens (not shown) contained in a lens barrel 102. It is focused to a minimum diameter of 0.01 μm. In order to stably focus the ion beam, a vacuum pump 103 is provided on the side of the lens barrel 102, and the inside of the lens barrel 102 is always kept at a high vacuum.
The FIB 104 irradiates a sample 106 fixed on a sample stage 105 installed in a sample chamber 107,
The secondary electrons or secondary ions emitted from the surface of the detector 06 are detected by the detector 108, and the detected secondary electrons or secondary ions can be visually observed as a surface image after image processing. The sample chamber 107 is pulled by the vacuum pump 103 similarly to the lens barrel 102, and a high vacuum state is maintained. A gas supply unit 109 is installed on the side of the sample chamber 107, and the gas supplied to the gas supply unit 109 is
The gas is sprayed from the gas nozzle 110 onto the surface of the sample 106.
The gas of the gas supply unit 109 is supplied from a gas cylinder 111 via a pipe 112. Between the pipe 112 and the sample chamber, a flow controller 113 for adjusting the flow of gas is provided, which serves to control that the degree of vacuum in the sample chamber is excessively reduced by ejecting gas to the sample surface. have.

【0006】図13は、図12の従来型ガス供給ユニッ
トの拡大図である。上述のFIB励起CVDやガスアシ
ストエッチングを行う際には、ガス供給ユニット109
は、試料室107の中央に向かって移動される。ガス供
給ユニット109の移動は、ガス供給ユニット109に
取り付けられた3つの移動ステージすなわちX軸方向ス
テージ114とY軸方向ステージ115とZ軸方向ステ
ージ116によって行われる。上記ガス供給ユニット1
09を移動した後、ガスノズル110を設定された間隔
117まで試料の表面に接近させる。このときのガスノ
ズル110は、試料表面に対して固定された所定の角度
118に配置されている。試料106は試料ステージ1
05上に固定され、試料106には上方からFIB10
4が照射される。試料ステージ105はX軸方向とY軸
方向とZ軸方向と傾斜方向(T方向)と回転方向(R方
向)に移動可能な5軸可動ステージとなっている。
FIG. 13 is an enlarged view of the conventional gas supply unit of FIG. When performing the above-described FIB excitation CVD or gas assisted etching, the gas supply unit 109
Is moved toward the center of the sample chamber 107. The gas supply unit 109 is moved by three moving stages attached to the gas supply unit 109, that is, an X-axis stage 114, a Y-axis stage 115, and a Z-axis stage 116. The above gas supply unit 1
After moving 09, the gas nozzle 110 is made to approach the surface of the sample up to the set interval 117. At this time, the gas nozzle 110 is arranged at a predetermined angle 118 fixed to the sample surface. The sample 106 is the sample stage 1
The FIB 10 is fixed on the sample 105 from above.
4 are irradiated. The sample stage 105 is a five-axis movable stage that can move in the X-axis direction, the Y-axis direction, the Z-axis direction, the tilt direction (T direction), and the rotation direction (R direction).

【0007】上記ガスノズルには、1本のノズルで出来
ているものや複数の互いに角度が異なるノズルで出来て
いるものがあり、これらは使用するFIB励起CVDや
ガスアシストエッチングの種類によって使い分けてい
る。
The above-mentioned gas nozzles include those made of a single nozzle and those made of a plurality of nozzles having different angles from each other, and these are selectively used depending on the type of FIB excitation CVD or gas assisted etching to be used. .

【0008】一般に、従来のガス供給ユニットには、図
14(a),(b−1),(b−2)に示すように、固定型と可
動型の2種類のタイプがある。可動型ガス供給ユニット
は、図14(b−1)に示す圧縮ガスにより可動するタイ
プと、図14 (b−2)に示すモーターにより可動する
タイプとがある。図14(a)の固定型ガス供給ユニット
は、ガス供給ユニット109が試料室107に固定され
ており、ガスノズル110を任意の箇所へ移動させるの
が不可能な構造になっている。試料106とガスノズル
110の間隔117を調整する場合は、試料ステージ1
05をZ軸方向に移動させることで調整している。図1
4(b−1)に示す可動型ガス供給ユニットは、圧縮ガス
を用いてガス供給ユニットを一定な方向にのみ移動させ
ることができる構造になっている。FIB励起CVDま
たはガスアシストエッチングを使用する場合は、可動型
ガス供給ユニットをFIB励CVDまたはガスアシスト
エッチングを行う場所に移動した後に、ノズル110を
出して使用している。FIB励起CVDまたはガスアシ
ストエッチングを使用しない場合は、可動型ガス供給ユ
ニットは試料106から離れた場所に置かれる。これ
は、常に試料表面とガスノズル110が接近した状態で
試料ステージ105を移動した場合に、試料106の高
さが試料面の凹凸によって変化して試料106とノズル
110とが接触しないようにするためである。図14
(b−2)に示す可動型ガス供給ユニットは、可動型(b
−1)を発展させた構造を持ち、モーターによってガス
調整ユニット109をX軸とY軸とZ軸の方向に動かす
ことができる。ガス供給ユニット109そのものを動か
すことで、ガス供給ユニット109を試料6に対して任
意の場所に配置でき、ガスノズル110の高さを調整す
ることが可能である。図14(a),(b−1),(b−2)の
ガス供給ユニット109は、いずれも試料106に対す
るガスノズル110の位置合わせを容易にすることを目
的に開発されたものであるが、予め決められた限定的な
条件の下で、FIB励起CVDあるいはガスアシストエ
ッチングを行なうことが前提となっている。
Generally, there are two types of conventional gas supply units, a fixed type and a movable type, as shown in FIGS. 14 (a), (b-1) and (b-2). The movable gas supply unit includes a type that can be moved by a compressed gas shown in FIG. 14B-1 and a type that can be moved by a motor shown in FIG. 14B-2. The fixed gas supply unit of FIG. 14A has a structure in which the gas supply unit 109 is fixed to the sample chamber 107 and the gas nozzle 110 cannot be moved to an arbitrary position. When adjusting the interval 117 between the sample 106 and the gas nozzle 110, the sample stage 1
05 is adjusted in the Z-axis direction. FIG.
The movable gas supply unit shown in FIG. 4 (b-1) has a structure in which the gas supply unit can be moved only in a certain direction by using a compressed gas. When FIB excitation CVD or gas-assisted etching is used, the movable gas supply unit is moved to a place where FIB-excited CVD or gas-assisted etching is performed, and then the nozzle 110 is used out. When FIB excitation CVD or gas-assisted etching is not used, the movable gas supply unit is placed at a position away from the sample 106. This is because when the sample stage 105 is moved while the sample surface and the gas nozzle 110 are always close to each other, the height of the sample 106 changes due to unevenness on the sample surface, so that the sample 106 and the nozzle 110 do not come into contact with each other. It is. FIG.
The movable gas supply unit shown in FIG.
The gas adjusting unit 109 can be moved in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions by a motor. By moving the gas supply unit 109 itself, the gas supply unit 109 can be arranged at an arbitrary position with respect to the sample 6, and the height of the gas nozzle 110 can be adjusted. 14 (a), (b-1) and (b-2) are all developed for the purpose of facilitating the positioning of the gas nozzle 110 with respect to the sample 106. It is premised that FIB-excited CVD or gas-assisted etching is performed under predetermined limited conditions.

【0009】FIB装置において、FIB励起CVDま
たはガスアシストエッチングを行う場合、試料表面のガ
ス圧力が、加工速度や加工形状を制御する重要な条件と
なる。特にFIBの電流密度が高い領域すなわち加工領
域内では、高いガス圧力が必要である。一般的に、電流
密度10A/cm2で約1トール(Torr)のガス圧
力がないと、FIB励起CVDやガスアシストエッチン
グは実現できない。また、FIBの照射速度が速くでき
ない場合などには、ガスの圧力を高める必要がある。し
かし、ガス圧力を高めることによって試料室の真空度を
下げ過ぎると、FIBの集束状態に悪影響を及ぼし、加
工形状の悪化を招く。
When FIB excitation CVD or gas assisted etching is performed in the FIB apparatus, the gas pressure on the sample surface is an important condition for controlling the processing speed and the processed shape. In particular, a high gas pressure is required in a region where the current density of the FIB is high, that is, in a processing region. Generally, FIB-excited CVD and gas-assisted etching cannot be realized without a gas pressure of about 1 Torr at a current density of 10 A / cm 2 . Further, when the irradiation speed of the FIB cannot be increased, it is necessary to increase the gas pressure. However, if the degree of vacuum in the sample chamber is excessively reduced by increasing the gas pressure, the convergence state of the FIB is adversely affected, and the processed shape is deteriorated.

【0010】図15にノズルから噴射するガス圧力−ガ
スノズルと試料表面との間隔に関係するグラフを示して
いる。図15のグラフに示されているように、試料表面
からガスノズルが離れることでガスの圧力は著しく低下
するので、高いガス圧力を得るにはノズルを試料表面に
出来る限り近づける必要がある。したがって、試料ステ
ージとガスノズルの間隔を精度よく制御することが非常
に重要になる。
FIG. 15 is a graph showing the relationship between the gas pressure injected from the nozzle and the distance between the gas nozzle and the sample surface. As shown in the graph of FIG. 15, since the gas pressure is significantly reduced when the gas nozzle is separated from the sample surface, it is necessary to bring the nozzle as close as possible to the sample surface in order to obtain a high gas pressure. Therefore, it is very important to accurately control the distance between the sample stage and the gas nozzle.

【0011】試料ステージとガスノズルの間隔を制御す
る方法は、特開平8−7823号公報に複数記載されて
いる。第一の方法では、制御装置はノズルの先端に伸縮
自在に取付けられた探針と、この探針に電気的に接続さ
れた電流検出回路とで構成されていて、探針が試料表面
に接触して長さが縮むと、電流検出回路に所定の電流が
流れて探針が試料に接触したことが認知される。第二の
方法は、試料表面とガスノズルの間にレーザー装置と受
光装置を設け、レーザー光の受光状態を電気信号の変化
として出力する検出装置を備えている。試料をガスノズ
ルに接近させる時に誤って近づけすぎた場合、試料表面
がレーザー光を遮断するので、検出装置はガスノズルと
試料とが接触しかかっていることを認知する。第三の方
法は、ガスノズルの先端に平板電極が設けられ、さらに
電流検出回路が設けられていて、電流検出回路によって
上記平板電極と試料の間の静電容量が検出される。この
電流検出回路は、ガスノズルが試料表面に近づきすぎた
場合、変化する静電容量を検知してガスノズルと試料の
接触が防がれる。
A plurality of methods for controlling the distance between the sample stage and the gas nozzle are described in JP-A-8-7823. In the first method, the control device is composed of a probe that is telescopically attached to the tip of the nozzle, and a current detection circuit that is electrically connected to the probe, and the probe contacts the sample surface. When the length is reduced, a predetermined current flows through the current detection circuit, and it is recognized that the probe has come into contact with the sample. In the second method, a laser device and a light receiving device are provided between the sample surface and the gas nozzle, and a detection device that outputs a light receiving state of the laser light as a change in an electric signal is provided. If the sample is accidentally brought too close to the gas nozzle, the detection device recognizes that the gas nozzle is approaching the sample because the surface of the sample blocks the laser beam. In the third method, a plate electrode is provided at the tip of the gas nozzle, and a current detection circuit is further provided, and the capacitance between the plate electrode and the sample is detected by the current detection circuit. This current detection circuit detects a changing capacitance when the gas nozzle comes too close to the sample surface, thereby preventing the gas nozzle from contacting the sample.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところが、試料ステー
ジとガスノズルの間隔を制御する上記従来の第一の方法
では、試料に探針を比較的強く接触させる必要があり、
場合によっては試料表面を破損させる危険性がある。ま
た、上記第二の方法では、試料がレーザー光を遮断する
前に外枠すなわちモールド部分がレーザー光を遮断する
ため、モールドの中に埋め込まれた試料の表面でノズル
との間隔を調整することはできず、試料の表面が外枠の
ない平坦なものしか使用できないという欠点がある。さ
らに、上記第三の方法では、この方法では試料表面の形
状によって静電容量のバラツキが生じるため、精度良く
間隔を合わせるまでには至っていない。
However, in the first conventional method for controlling the distance between the sample stage and the gas nozzle, it is necessary to bring the probe into relatively strong contact with the sample.
In some cases, there is a risk of damaging the sample surface. Further, in the second method, since the outer frame, that is, the mold portion blocks the laser beam before the sample blocks the laser beam, the distance between the nozzle and the surface of the sample embedded in the mold is adjusted. However, there is a drawback that only a flat sample having no outer frame can be used. Furthermore, in the third method, since the capacitance varies depending on the shape of the sample surface in this method, the intervals have not been accurately adjusted.

【0013】つまり、発明が解決すべき第1の課題とし
て、例えば半導体のウエハやパッケージを対象としてF
IB励起CVDまたはガスアシストエッチングをすると
きに、ウエハーが反っていたり、パッケージが傾斜して
固定されていたり、表面が著しく凹凸していたりする
と、ガスノズルと試料との間隔が所定範囲内に収まら
ず、加工箇所のガス圧力が変動して、所望の加工形状が
得られないという問題がある。
That is, as a first problem to be solved by the present invention, for example, a semiconductor wafer or package
When performing IB excitation CVD or gas assisted etching, if the wafer is warped, the package is inclined and fixed, or the surface is significantly uneven, the distance between the gas nozzle and the sample does not fall within a predetermined range. In addition, there is a problem that a desired processing shape cannot be obtained due to a change in gas pressure at the processing location.

【0014】また、発明が解決すべき第2の課題とし
て、上述したように試料表面のガス圧力が加工速度や加
工形状を制御する要因となっているが、特に、ガス圧力
が充分でないと、ガスアシストエッチングを用いて高ア
スペクト比の穴加工を行うことができない。しかし、単
にガス圧力を高めると、ガス量が増加し、試料室の真空
度が下がって、FIBの集束状態に悪くなって加工形状
の悪化を招くという問題が生じる。
As a second problem to be solved by the present invention, as described above, the gas pressure on the sample surface is a factor for controlling the processing speed and the processing shape. In particular, if the gas pressure is not sufficient, Holes with a high aspect ratio cannot be formed using gas assisted etching. However, if the gas pressure is simply increased, the amount of gas increases, the degree of vacuum in the sample chamber is reduced, and the focusing state of the FIB is deteriorated, resulting in a problem that the processed shape is deteriorated.

【0015】さらに、発明が解決すべき第3の課題とし
て、高アスペクト比にエッチングされた穴にFIB励起
CVDでW配線の埋め込みコンタクトを取る場合、図1
6に示すように、ノズル110からのガス125の圧力
が不足して、エッチング穴123の内部にガス125が
進入しにくく、エッチングしながら蒸着する状態にな
る。したがって、しばしば、エッチング穴123の内部
に空洞126が生じて、コンタクトを取っても高抵抗に
なるという問題が生じる。
Further, as a third problem to be solved by the present invention, when a buried contact of a W wiring is formed by FIB excitation CVD in a hole etched with a high aspect ratio, FIG.
As shown in FIG. 6, the pressure of the gas 125 from the nozzle 110 is insufficient, so that the gas 125 does not easily enter the inside of the etching hole 123, and a state occurs in which the vapor is deposited while being etched. Therefore, there is often a problem that a cavity 126 is formed inside the etching hole 123 and a high resistance is obtained even when a contact is made.

【0016】そこで、本発明の目的は、試料の表面状態
に影響を受けることなくノズルと試料の間隔を容易かつ
高精度に調整できると共に、ノズルからガスを試料の加
工深部に供給させるガス供給機構を提供することにあ
る。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a gas supply mechanism that can easily and accurately adjust the distance between a nozzle and a sample without being affected by the surface condition of the sample, and that supplies gas from the nozzle to a deep portion of the sample. Is to provide.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の集束イオンビーム装置のガス供給機構
は、X軸方向とY軸方向とZ軸方向と傾斜方向と回転方
向とに移動可能な5軸可動ステージの上に設置された試
料の表面に、集束させた荷電粒子イオンビームを照射し
て上記試料の表面をエッチングする集束イオンビーム装
置のガス供給機構において、任意な位置に移動でき、か
つ、任意の角度に可変なガスノズルを備えたことを特徴
としている。
In order to achieve the above object, a gas supply mechanism of a focused ion beam apparatus according to the present invention moves in an X-axis direction, a Y-axis direction, a Z-axis direction, a tilt direction, and a rotation direction. Move to an arbitrary position in a gas supply mechanism of a focused ion beam apparatus that irradiates a focused charged particle ion beam onto a surface of a sample placed on a possible five-axis movable stage to etch the surface of the sample. It is characterized by being provided with a gas nozzle which can be changed at any angle.

【0018】上記構成によれば、ガス供給機構は、任意
な位置に移動でき、かつ、任意の角度にできるガスノズ
ルを備えているから、ノズルと試料の間隔は容易かつ高
精度に調整されて位置合わせ誤差による加工の変動が防
止されると共に、ノズルの傾斜角が自在に調整されるこ
とによってノズルからの蒸着ガスが試料の深部に供給さ
れて、高いアスペクト比の加工および金属の埋め込み加
工が確実に行われる。
According to the above configuration, since the gas supply mechanism is provided with the gas nozzle which can be moved to an arbitrary position and at an arbitrary angle, the distance between the nozzle and the sample is adjusted easily and with high precision. Processing fluctuations due to alignment errors are prevented, and the nozzle tilt angle is freely adjusted so that the deposition gas from the nozzle is supplied deep into the sample, ensuring high aspect ratio processing and metal embedding. Done in

【0019】一実施形態の発明の集束イオンビーム装置
のガス供給機構は、上記ガスノズルの角度をリアルタイ
ムでモニタリングするマイクロスコープと、上記ガスノ
ズルの角度を任意な角度に調整する制御コンピュータと
を有する角度調整手段を備えたことを特徴としている。
The gas supply mechanism of the focused ion beam apparatus according to one embodiment of the present invention has a microscope for monitoring the angle of the gas nozzle in real time and a control computer for adjusting the angle of the gas nozzle to an arbitrary angle. It is characterized by having means.

【0020】上記構成によれば、集束イオンビーム装置
のガス供給機構は、上記ガスノズルの角度をリアルタイ
ムでモニタリングするマイクロスコープと、上記ガスノ
ズルの角度を任意な角度に調整する制御コンピュータと
を有する角度調整手段を備えているから、マイクロスコ
ープと制御コンピュータとによって上記ガスノズルの角
度は任意な角度に高精度に調整される。
According to the above configuration, the gas supply mechanism of the focused ion beam device has an angle adjustment having a microscope for monitoring the angle of the gas nozzle in real time and a control computer for adjusting the angle of the gas nozzle to an arbitrary angle. Since the means is provided, the angle of the gas nozzle is adjusted to an arbitrary angle with high accuracy by the microscope and the control computer.

【0021】この発明の集束イオンビーム装置のガス供
給機構は、X軸方向とY軸方向とZ軸方向と傾斜方向と
回転方向とに移動可能な5軸可動ステージの上に設置さ
れた試料の表面に、集束させた荷電粒子イオンビームを
照射して上記試料の表面をエッチングする集束イオンビ
ーム装置のガス供給機構において、上記試料の表面と上
記ガスノズルの先端との間を流れる微小電流を検出する
電流検出装置を備えたことを特徴としている。
The gas supply mechanism of the focused ion beam apparatus according to the present invention comprises a sample supply mechanism mounted on a five-axis movable stage movable in the X-axis, Y-axis, Z-axis, tilt and rotation directions. In a gas supply mechanism of a focused ion beam apparatus that irradiates a focused charged particle ion beam onto a surface to etch the surface of the sample, a minute current flowing between the surface of the sample and the tip of the gas nozzle is detected. It is characterized by having a current detection device.

【0022】上記構成によれば、ガス供給機構は試料の
表面とガスノズルの先端との間を流れる微小電流を検出
する電流検出装置を備えているから、試料の表面とガス
ノズルの先端が接触するのが検出される。
According to the above configuration, the gas supply mechanism is provided with the current detecting device for detecting a minute current flowing between the surface of the sample and the tip of the gas nozzle, so that the surface of the sample contacts the tip of the gas nozzle. Is detected.

【0023】一実施形態の発明の集束イオンビーム装置
のガス供給機構は、上記試料の表面の任意な領域に対し
て、エッチング促進ガスを高い傾斜角度から供給しなが
らエッチングすることによって、高いアスペクト比の加
工を行なうのを可能にしたことを特徴としている。
In one embodiment of the invention, the gas supply mechanism of the focused ion beam apparatus performs etching while supplying an etching promoting gas from a high inclination angle to an arbitrary region on the surface of the sample, thereby obtaining a high aspect ratio. It is characterized in that it is possible to carry out the processing.

【0024】上記構成によれば、上記試料の表面の任意
な領域に対して、エッチング促進ガスを高い傾斜角度か
ら供給しながらエッチングするから、エッチング促進ガ
スの量を増加させることなくエッチング促進ガスのガス
圧力を増大させ、試料のエッチングが試料の深部まで到
達して、高いアスペクト比の加工が可能となる。
According to the above configuration, the etching is performed on an arbitrary region on the surface of the sample while supplying the etching promoting gas from a high inclination angle. Therefore, the etching promoting gas can be supplied without increasing the amount of the etching promoting gas. The gas pressure is increased, and the etching of the sample reaches a deep portion of the sample, thereby enabling processing with a high aspect ratio.

【0025】一実施形態の発明の集束イオンビーム装置
のガス供給機構は、上記試料の表面に対して、エッチン
グ促進ガスを高い傾斜角度から供給しながらエッチング
することによって高いアスペクト比の穴を加工した後、
FIB励起CVDを用いて、上記穴の中に蒸着ガスを高
い傾斜角度から供給しながら蒸着ガス中の金属を上記穴
の中に蒸着させることによって、上記穴の中に金属を確
実に埋め込むのを可能にしたことを特徴としている。
In one embodiment of the invention, the gas supply mechanism of the focused ion beam apparatus processes a hole having a high aspect ratio by etching the surface of the sample while supplying an etching promoting gas from a high inclination angle. rear,
By using FIB excitation CVD to deposit the metal in the deposition gas into the hole while supplying the deposition gas from the high angle into the hole, it is possible to ensure that the metal is embedded in the hole. It is made possible.

【0026】上記構成によれば、FIB励起CVDを用
いて、上記穴の中に蒸着ガスを高い傾斜角度から供給し
ながら蒸着ガス中の金属を上記穴の中に蒸着させるか
ら、蒸着ガスの量を増加させることなく蒸着ガスのガス
圧力を増大させ、蒸着ガスは試料の穴の深部まで到達し
て、上記穴の中に蒸着金属が確実に埋め込まれる。
According to the above configuration, the metal in the vapor deposition gas is vapor-deposited into the hole while supplying the vapor deposition gas into the hole at a high inclination angle using FIB excitation CVD. The vapor pressure of the vapor deposition gas is increased without increasing the vapor deposition gas, and the vapor deposition gas reaches the deep part of the hole of the sample, and the vapor deposition metal is reliably embedded in the hole.

【0027】この発明の集束イオンビーム装置のガス供
給機構は、ガス供給ユニットと、このガス供給ユニット
に取り外し可能に取付けられたパイプと、このパイプの
先端部と上記ガス供給ユニットに搭載された回転機構と
に接続されたパイプ角度調整装置とを備えたことを特徴
としている。
The gas supply mechanism of the focused ion beam apparatus according to the present invention includes a gas supply unit, a pipe detachably attached to the gas supply unit, a tip end of the pipe and a rotary mounted on the gas supply unit. And a pipe angle adjusting device connected to the mechanism.

【0028】上記構成によれば、ガス供給ユニットと、
このガス供給ユニットに取り外し可能に取付けられたパ
イプと、このパイプの先端部と上記ガス供給ユニットに
搭載された回転機構とに接続されたパイプ角度調整装置
とを備えているから、パイプは簡単にガス供給ユニット
取り外して交換できると共に、パイプの角度がパイプ角
度調整装置によって調整される。
According to the above configuration, the gas supply unit,
Since the pipe includes a pipe detachably attached to the gas supply unit and a pipe angle adjusting device connected to a tip end of the pipe and a rotation mechanism mounted on the gas supply unit, the pipe can be easily formed. The gas supply unit can be removed and replaced, and the angle of the pipe is adjusted by the pipe angle adjusting device.

【0029】一実施形態の発明の集束イオンビーム装置
のガス供給機構は、上記パイプは柔軟性を有することを
特徴としている。
The gas supply mechanism of the focused ion beam apparatus according to one embodiment of the invention is characterized in that the pipe has flexibility.

【0030】上記構成によれば、パイプが柔軟性を有し
ているから、パイプはパイプ角度調整装置によって滑ら
かに湾曲してパイプ中のガスが滑らかに流れる。
According to the above configuration, since the pipe has flexibility, the pipe is smoothly curved by the pipe angle adjusting device, and the gas in the pipe flows smoothly.

【0031】一実施形態の発明の集束イオンビーム装置
のガス供給機構は、上記パイプに弾性体が巻きつけられ
ていることを特徴としている。
The gas supply mechanism of the focused ion beam apparatus according to one embodiment of the invention is characterized in that an elastic body is wound around the pipe.

【0032】上記構成によれば、弾性体がパイプに巻き
つけられてパイプを直線状に支持しているから、パイプ
に外力が加わらない限りパイプは弾性体によって一定の
直線方向に支持される。
According to the above configuration, since the elastic body is wound around the pipe and linearly supports the pipe, the pipe is supported by the elastic body in a constant linear direction unless an external force is applied to the pipe.

【0033】一実施形態の発明の集束イオンビーム装置
のガス供給機構は、上記パイプ角度調整装置が薄板であ
ることを特徴としている。
In one embodiment of the invention, the gas supply mechanism of the focused ion beam apparatus is characterized in that the pipe angle adjusting device is a thin plate.

【0034】上記構成によれば、上記パイプ角度調整装
置が薄板であるから、薄板は薄板の厚み方向に湾曲して
薄板の厚み方向に直角な方向には湾曲することがなく、
したがって、パイプは薄板の厚み方向のみ湾曲してパイ
プの角度は薄板の厚み方向のみ調整される。
According to the above configuration, since the pipe angle adjusting device is a thin plate, the thin plate does not bend in the thickness direction of the thin plate and does not bend in the direction perpendicular to the thickness direction of the thin plate.
Therefore, the pipe is curved only in the thickness direction of the thin plate, and the angle of the pipe is adjusted only in the thickness direction of the thin plate.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
により詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the illustrated embodiments.

【0036】図1は、本発明のガス供給ユニットを搭載
したFIB装置の構成図である。図1に示すように、F
IB装置には、鉛直方向に設けられた鏡筒2内の最上部
にイオンソース1すなわちイオン発生源を設けている。
鏡筒2内は、鏡筒2の側部に設けられた真空ポンプ3に
よって高真空になる。鏡筒2の下部には、この下部を包
含するようにして試料室7が設けられている。試料室7
の中は、試料室7の下部に設けられた真空ポンプ3によ
って高真空になる。試料室7内には試料ステージ5とガ
ス供給ユニット9とが設置されている。試料ステージ5
には試料6が載置され、ガス供給ユニット9にはガスノ
ズル10が取付けられている。また、試料6とガスノズ
ル10の間にはマイクロスコープ31が設けられてい
る。ガス供給ユニット9は、試料室7の外に設けられた
ガスボンベ11に接続されている。そして、ガスボンベ
11内のガスは、配管12内のガス流量調節器13を介
してガス供給ユニット9に供給される。また、試料室7
の外には、ノズルの位置と角度を調整するための制御コ
ンピュータ46と制御モニター47とコントローラ48
とが設けられている。
FIG. 1 is a configuration diagram of an FIB apparatus equipped with a gas supply unit of the present invention. As shown in FIG.
In the IB apparatus, an ion source 1, that is, an ion generation source is provided at the uppermost part in a lens barrel 2 provided in a vertical direction.
The inside of the lens barrel 2 is evacuated to high vacuum by a vacuum pump 3 provided on the side of the lens barrel 2. A sample chamber 7 is provided below the lens barrel 2 so as to include the lower part. Sample room 7
Is made high vacuum by a vacuum pump 3 provided below the sample chamber 7. In the sample chamber 7, a sample stage 5 and a gas supply unit 9 are installed. Sample stage 5
A sample 6 is placed on the gas supply unit 9, and a gas nozzle 10 is attached to the gas supply unit 9. Further, a microscope 31 is provided between the sample 6 and the gas nozzle 10. The gas supply unit 9 is connected to a gas cylinder 11 provided outside the sample chamber 7. The gas in the gas cylinder 11 is supplied to the gas supply unit 9 via the gas flow controller 13 in the pipe 12. Also, the sample chamber 7
Outside the control computer 46, a control monitor 47 and a controller 48 for adjusting the position and angle of the nozzle.
Are provided.

【0037】まず、高アスペクト比の穴加工とW埋め込
み加工を行なうために、上記本発明のガス供給ユニット
を用いて、ノズルと試料の間の間隔調整とノズルの角度
調整が行なわれる。ノズルと試料の間の間隔調整は以下
のようにして行なわれる。
First, in order to perform hole processing and W filling processing with a high aspect ratio, the distance between the nozzle and the sample and the angle of the nozzle are adjusted using the gas supply unit of the present invention. Adjustment of the interval between the nozzle and the sample is performed as follows.

【0038】図1に示すように、試料室7内の試料ステ
ージ5に試料6を固定し、試料室7の中を約10-7トー
ルの高真空にする。この時の試料ステージ5は最も低い
位置にある。イオンソース1に高電界を印加してイオン
ビームを引き出し、鏡筒2の静電レンズ(図示せず)を
通過させて最小で0.01μmの直径のFIB(集束イ
オンビーム)4を得る。鏡筒2と試料室7は真空ポンプ
3で常に吸引されて高真空に保持されており、安定した
FIB4が得られることができる。FIB4は試料6の
表面に照射され、試料表面から放出された2次電子また
は2次イオンを検出器8で検出し、画像処理を行って制
御コンピュータ46のモニター47上に表面像として表
示される。
As shown in FIG. 1, the sample 6 is fixed to the sample stage 5 in the sample chamber 7, and the inside of the sample chamber 7 is evacuated to a high vacuum of about 10 -7 Torr. At this time, the sample stage 5 is at the lowest position. A high electric field is applied to the ion source 1 to extract an ion beam and pass through an electrostatic lens (not shown) of the lens barrel 2 to obtain a FIB (focused ion beam) 4 having a diameter of 0.01 μm at the minimum. The lens barrel 2 and the sample chamber 7 are constantly sucked by the vacuum pump 3 and kept at a high vacuum, so that a stable FIB 4 can be obtained. The FIB 4 irradiates the surface of the sample 6, detects secondary electrons or secondary ions emitted from the sample surface by the detector 8, performs image processing, and displays the surface image on the monitor 47 of the control computer 46. .

【0039】次に、ガス供給ユニット9のガスノズル1
0を高いアスペクト比の加工に適した角度に調整する。
まず、ガス供給ユニット9横に取り付けられたマイクロ
スコープ31を用いて、ガスノズル10の先端部を制御
モニター47に表示する。オペレーターは、モニター4
7上に映し出されたノズル先端部10aを見ながら、駆
動用の専用コントローラ48を用いて、ノズル先端部1
0aを下方向に曲げるように調整する。曲げられたガス
ノズル10は試料6に対して角度を持つようになるが、
任意の角度に調整するにはモニター47上に映し出され
たガスノズル10から角度を求める必要がある。図5
(a)は、制御モニター47上に映し出されたガスノズル
10を示す。モニター47上のガスノズル10に、コン
ピュータのマウスを用いて2点指定してライン49を引
くと、コンピュータが角度の算出を行う。また、希望の
角度をコンピュータに予め入力しておいた場合、モニタ
ー上に希望の角度が示され、ライン49が表示される。
ノズル先端10aの角度調整は、専用のノズルコントロ
ーラ48を用いて表示されたライン49にガスノズル1
0を合わせ込めば良く、調整の操作はいたって容易であ
る。図5(a)ではガスノズル先端10aの角度を80度
に設定して調整を行っている。
Next, the gas nozzle 1 of the gas supply unit 9
0 is adjusted to an angle suitable for processing with a high aspect ratio.
First, the tip of the gas nozzle 10 is displayed on the control monitor 47 using the microscope 31 attached to the side of the gas supply unit 9. The operator monitors 4
7 while watching the nozzle tip 10a projected on the nozzle 7 using the dedicated controller 48 for driving.
0a is adjusted to bend downward. Although the bent gas nozzle 10 comes to have an angle with respect to the sample 6,
To adjust the angle to an arbitrary angle, the angle needs to be obtained from the gas nozzle 10 projected on the monitor 47. FIG.
(a) shows the gas nozzle 10 projected on the control monitor 47. When two points are specified on the gas nozzle 10 on the monitor 47 using a computer mouse and a line 49 is drawn, the computer calculates the angle. If the desired angle has been input to the computer in advance, the desired angle is indicated on the monitor and a line 49 is displayed.
The angle adjustment of the nozzle tip 10a is performed by setting the gas nozzle 1 on the line 49 displayed using the dedicated nozzle controller 48.
It is only necessary to set 0, and the adjustment operation is very easy. In FIG. 5A, the adjustment is performed by setting the angle of the gas nozzle tip 10a to 80 degrees.

【0040】次に、試料表面とガスノズルの間隔を調整
するための間隔調整機構について説明する。
Next, an interval adjusting mechanism for adjusting the interval between the sample surface and the gas nozzle will be described.

【0041】本実施例の間隔調整機構は、ガス供給ユニ
ットを従来のように一定方向に往復移動させるのではな
く、自由に移動可能な調節機構にして、加工位置の違い
による試料高さの誤差を無くして正確に試料表面とノズ
ルの間隔を合わせる。すなわち、本発明のガス供給ユニ
ットは、図2に示すように、ガスノズルが互いに直角な
方向に移動可能となる従来のX軸方向移動装置14とY
軸方向移動装置15とZ軸方向移動装置16に加え、チ
ルト移動装置27とローテーション移動装置28とノズ
ル回転装置29の合計6つの可動機構を備え、すべてマ
イクロモーター30によって可動させる。マイクロモー
ター30はコンピュータ制御により1μm単位で動作さ
せることが可能である。また、それぞれの位置を登録で
きる制御用ソフトウエアーを設け、位置合わせ後のノズ
ル10の形状及び位置を再現することを容易にしてい
る。更に、実施例で説明するガスノズル10の角度を調
整するため、ガス供給ユニット9の横にマイクロスコー
プ31を備え付けており、最大で3千倍のノズル先端1
0aおよび試料6の形状を画像にしてリアルタイムで観
察できる。
The gap adjusting mechanism of the present embodiment is an adjusting mechanism that can freely move, instead of reciprocating the gas supply unit in a fixed direction as in the prior art, and provides an error in sample height due to a difference in processing position. And accurately adjust the distance between the sample surface and the nozzle. That is, as shown in FIG. 2, the gas supply unit of the present invention comprises a conventional X-axis direction moving device 14 and a conventional
In addition to the axial moving device 15 and the Z-axial moving device 16, a total of six moving mechanisms including a tilt moving device 27, a rotation moving device 28, and a nozzle rotating device 29 are provided. The micromotor 30 can be operated in units of 1 μm by computer control. In addition, control software capable of registering each position is provided, and it is easy to reproduce the shape and position of the nozzle 10 after alignment. Further, in order to adjust the angle of the gas nozzle 10 described in the embodiment, a microscope 31 is provided beside the gas supply unit 9 so that the nozzle tip 1 can be up to 3,000 times.
The image of the shape of the sample 0a and the sample 6 can be observed in real time.

【0042】試料表面とガスノズルの先端10aの間隔
を正確に調整するには、基準となる調整機構を設ける必
要がある。本発明で基準となるものは、試料ステージの
ユーセントリック機構である。図3(a)に示すように、
ユーセントリック機構を用いないでFIB4を試料6の
表面に特定領域で照射しながら試料ステージ5を傾斜さ
せると、試料ステージ5の中心軸32を中心に傾斜する
ため、図3(b)に示すように、観察個所33がずれてし
まう。ユーセントリック機構を用いた試料ステージ5の
場合には、図3(c)に示すように、ずれて移動した分だ
け試料ステージ5側で補正を行って、観察箇所33が常
にFIB4の照射個所に位置するようにする。この機能
を用いる場合の条件として、図3(f)に示すように、
ユーセントリック線34上に観察個所33を予め合わせ
ておくことが必要である。すなわち、図3(d)に示すよ
うに、試料6の高さが未調整な状態から、図3(e)に示
すようにユーセントリック線34に試料6の上部表面を
合わせ、図3(f)に示すように試料6を傾斜しても観察
個所が逃げないように調整する。ユーセントリック機構
を用いた試料ステージ5の傾斜に対する誤差は、0〜4
5度傾斜で数μmの範囲内に収まっている。
In order to accurately adjust the distance between the sample surface and the tip 10a of the gas nozzle, it is necessary to provide a reference adjusting mechanism. The reference in the present invention is a eucentric mechanism of the sample stage. As shown in FIG.
When the sample stage 5 is tilted while irradiating the surface of the sample 6 with the FIB 4 in a specific area without using the eucentric mechanism, the sample stage 5 is tilted about the center axis 32 of the sample stage 5, as shown in FIG. Then, the observation point 33 is shifted. In the case of the sample stage 5 using the eucentric mechanism, as shown in FIG. 3 (c), correction is made on the sample stage 5 side by the amount shifted and the observation point 33 is always located at the irradiation point of the FIB4. To be located. As a condition for using this function, as shown in FIG.
It is necessary to align the observation point 33 on the eucentric line 34 in advance. That is, as shown in FIG. 3D, the upper surface of the sample 6 is aligned with the eucentric wire 34 as shown in FIG. As shown in ()), adjustment is made so that the observation point does not escape even if the sample 6 is tilted. The error with respect to the inclination of the sample stage 5 using the eucentric mechanism is 0 to 4
It is within a range of several μm with a 5-degree inclination.

【0043】さらに具体的に、ユーセントリック機構を
用いてガスノズル先端10aと試料6の表面との間隔を
調整する手順について説明する。
More specifically, a procedure for adjusting the distance between the tip 10a of the gas nozzle and the surface of the sample 6 using a eucentric mechanism will be described.

【0044】まず、図4(a)に示すように、試料ステー
ジ5の上端とユーセントリック線34とが合致するよう
に試料ステージ5の位置を調整する。次に、ノズル先端
部10aを試料ステージ5に接触させるために、ガス供
給ユニット9を降下させる。このとき、ノズル先端部1
0aのノズル角は加工時のノズル角に予め調整されてい
る。また、試料ステージ5の横に設置しているマイクロ
スコープ31をX軸,Y軸,Z軸の方向に移動させ、マ
イクロスコープ31によって試料ステージ表面5とガス
ノズル先端部10aが観察できるようにしておく。試料
ステージ5とガス供給ユニット9の間には微小電流を検
出できる電流検出回路36が備え付けてあって、図4
(b)に示すように、ノズル先端10aが試料ステージ5
に接触すると、電流検出回路36は接触時に流れる微小
電流37を検出して、ガスノズル10が降下するのを自
動的に停止させる。したがって、この停止したガスノズ
ルの先端10aの位置が、ユーセントリック34線の位
置と同一になる。このようにして調整したガスノズル先
端10aの位置座標(Z軸)を0としてコンピュータに認
識させ、次工程の調整を妨げないようにガス供給ユニッ
ト9を上方に移動させておく。
First, as shown in FIG. 4A, the position of the sample stage 5 is adjusted so that the upper end of the sample stage 5 and the eucentric line 34 match. Next, the gas supply unit 9 is lowered to bring the nozzle tip 10a into contact with the sample stage 5. At this time, the nozzle tip 1
The nozzle angle of 0a is previously adjusted to the nozzle angle at the time of processing. Further, the microscope 31 installed beside the sample stage 5 is moved in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions so that the microscope 31 can observe the sample stage surface 5 and the gas nozzle tip 10a. . A current detection circuit 36 capable of detecting a minute current is provided between the sample stage 5 and the gas supply unit 9.
As shown in (b), the nozzle tip 10a is
, The current detection circuit 36 detects the minute current 37 flowing at the time of contact, and automatically stops the gas nozzle 10 from descending. Therefore, the position of the tip 10a of the stopped gas nozzle becomes the same as the position of the eucentric 34 line. The position coordinates (Z axis) of the gas nozzle tip 10a adjusted in this way are recognized as 0 by the computer, and the gas supply unit 9 is moved upward so as not to hinder the adjustment in the next step.

【0045】次に、図4(c)に示すように、試料6の
表面をユーセントリック線34に合わせる調整を行う。
そして、試料ステージ5をX軸方向とY軸方向に動かし
て、高アスペクト比加工を行う場所38へ試料を移動さ
せる。移動後に再びユーセントリック線34に一致する
ように試料ステージ5のZ軸を調整する。これは、試料
6を試料ステージ5に固定した際に若干の傾斜が発生す
るので高さの誤差を修正するために行っている。実際に
加工する箇所38でユーセントリック線34の調整を行
わないと試料6の表面とガスノズル10の先端部の接触
を招く恐れがある。なお、図4(c)はウエハーの場合
を示し、図4(d)はパッケージの場合を示す。
Next, as shown in FIG. 4C, an adjustment is made to match the surface of the sample 6 with the eucentric line 34.
Then, the sample stage 5 is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction to move the sample to a place 38 where high aspect ratio processing is performed. After the movement, the Z axis of the sample stage 5 is adjusted again so as to coincide with the eucentric line 34. This is performed to correct a height error because a slight inclination occurs when the sample 6 is fixed to the sample stage 5. If the eucentric wire 34 is not adjusted at the part 38 to be actually processed, the surface of the sample 6 may come into contact with the tip of the gas nozzle 10. FIG. 4C shows the case of a wafer, and FIG. 4D shows the case of a package.

【0046】次に、試料表面6aとガスノズル先端10
aの間隔を任意の間隔(例えば10μm)に設定後、ガ
スノズル10を降下させる。図5(a)に示すように、
ガスノズル10がモニター47の観察視野内に入ってき
たことを確認して、図5(b)に示すように、制御コンピ
ュータ46のモニター47上で加工箇所38とガスノズ
ル10の先端10aを対応づけるため、0座標点51と
して登録する。この後のガスノズル10の移動は、加工
箇所38の座標を基準にし、X,Y軸方向に移動させる
形態を採用している。例えば、加工箇所38からガスノ
ズル10の先端部を5μm離し、ガスノズル10の方向
(ガスの流れる方向)を45度と制御コンピュータに入力
すると、ガス供給ユニット9がX軸方向の移動とY軸方
向の移動とローテーション移動とを行って設定どおり位
置合わせを実施する。
Next, the sample surface 6a and the gas nozzle tip 10
After setting the interval a to an arbitrary interval (for example, 10 μm), the gas nozzle 10 is lowered. As shown in FIG.
After confirming that the gas nozzle 10 has entered the observation field of view of the monitor 47, as shown in FIG. 5 (b), the processing point 38 and the tip 10a of the gas nozzle 10 are associated on the monitor 47 of the control computer 46. , 0 coordinate point 51. Subsequent movement of the gas nozzle 10 employs a form in which the gas nozzle 10 is moved in the X and Y axis directions with reference to the coordinates of the processing location 38. For example, the tip of the gas nozzle 10 is separated from the processing portion 38 by 5 μm,
When (the direction in which the gas flows) is input to the control computer as 45 degrees, the gas supply unit 9 performs the movement in the X-axis direction, the movement in the Y-axis direction, and the rotation movement to perform the positioning as set.

【0047】ガスノズル10の位置合わせが完了した時
点で、加工条件を条件入力欄50に入力(枠:1μm
□、深さ:8μm)し、任意のガス圧力も同時に入力す
る。制御コンピュータ46は、左記の入力データを基に
希望のノズル角度に対するガス圧力分布図52を算出し
てモニター47上に結果を表示する。オペレーターは表
示された分布図を目で確認し、希望に合った分布であれ
ば加工を開始する。
When the positioning of the gas nozzle 10 is completed, the processing conditions are entered in the condition input box 50 (frame: 1 μm
□, depth: 8 μm), and input an arbitrary gas pressure at the same time. The control computer 46 calculates a gas pressure distribution map 52 for a desired nozzle angle based on the input data on the left, and displays the result on the monitor 47. The operator visually checks the displayed distribution map, and starts processing if the distribution is as desired.

【0048】以上のようにして、ウエハーやパッケージ
の形態に関係せずに、試料表面6aとガスノズル先端1
0aとの間隔を非接触かつ高精度で制御することが可能
となる。
As described above, regardless of the form of the wafer or the package, the sample surface 6a and the gas nozzle tip 1
It is possible to control the interval with 0a in a non-contact and highly accurate manner.

【0049】次に、高アスペクト比の穴加工とW埋め込
みコンタクトの形成を可能にするガス供給ユニットのノ
ズル角可変機構について説明する。
Next, a description will be given of a nozzle angle variable mechanism of a gas supply unit which enables formation of a hole having a high aspect ratio and formation of a W-buried contact.

【0050】図6はガスノズルの分解図である。ノズル
のパイプ39には、パイプの外径が2mm,内径が1m
m,パイプ長が20mmの柔軟性のある塩化ビニールを
使用している。このパイプ39は、ガス供給ユニットに
取り外し可能に接続されていて、破損した場合には新し
いパイプと交換できる。パイプの周りに太さが0.5m
mのステンレス製の針金40をコイル状に巻き付けて、
針金40に弾性を持たせている。パイプ39は、パイプ
39に外力が加わらない限り、このコイル状の針金40
によって常に直線状態に保たれる。パイプ39の端部に
は先細り形状をしたステンレス製のノズル41を取りつ
けてあり、ノズル41の先端部の径は0.1mmであ
る。ノズル41には薄板42の取り付け部43を設けて
おり、ここに接続された薄板42a,42bは、カイド
44を通して回転アーム45に接続されている。回転ア
ーム45はマイクロモーター30によって回転でき、回
転アーム45の回転によって上下の薄板42a,42b
を押したり引いたりすることができる。押引される薄板
42a,42bによって、ノズル41の先端を上下方向
に向けることが可能となる。薄板42a,42bを用い
ている理由は、板材は厚み方向以外の方向には殆ど変形
しないので、回転アーム45が上下薄板42a,42b
を介してノズル先端部41を押引する時に、ノズル先端
部41が横方向にずれるのを防ぐためである。
FIG. 6 is an exploded view of the gas nozzle. The pipe 39 of the nozzle has an outer diameter of 2 mm and an inner diameter of 1 m
m, flexible vinyl chloride having a pipe length of 20 mm is used. This pipe 39 is detachably connected to the gas supply unit and can be replaced with a new pipe in case of breakage. 0.5m thick around the pipe
m stainless steel wire 40 is wound in a coil shape,
The wire 40 has elasticity. As long as no external force is applied to the pipe 39, this coil-shaped wire 40
Is always kept in a straight line. A tapered stainless steel nozzle 41 is attached to the end of the pipe 39, and the diameter of the tip of the nozzle 41 is 0.1 mm. The nozzle 41 is provided with a mounting portion 43 for a thin plate 42, and the thin plates 42 a and 42 b connected thereto are connected to a rotating arm 45 through a guide 44. The rotating arm 45 can be rotated by the micromotor 30, and the upper and lower thin plates 42a, 42b
You can push and pull. With the thin plates 42a and 42b pushed and pulled, the tip of the nozzle 41 can be directed in the vertical direction. The reason for using the thin plates 42a and 42b is that the plate is hardly deformed in a direction other than the thickness direction, so that the rotating arm 45 is provided with the upper and lower thin plates 42a and 42b.
This is to prevent the nozzle tip 41 from shifting in the lateral direction when pushing and pulling the nozzle tip 41 via.

【0051】図7(a)には、従来のガス供給ユニット
を用いた場合の高アスペクト比加工された試料の断面形
状を示し、図7(b)には、本発明のガス供給ユニット
を用いた場合の高アスペクト比加工された試料の断面形
状を示す。図7(a)に示すガス供給ユニットでは、ガス
ノズル10の角度を40度に固定し、ガスアシストエッ
チング中の試料室真空度を4×10-6トールに設定し、
使用するビーム電流値は約50pAである。開孔領域を
1μmとして高アスペクト比加工を実施した場合、深さ
5μmまでエッチング穴を掘ることが可能であり、この
時のアスペクト比は最高で1:5となる。しかし、多層
構造をしたLSIの場合、図7(a)のガス供給ユニット
ではエッチング穴が下層MR配線53に届かない。次
に、図7(b)に本発明のガス供給ユニットを使用した場
合の試料断面形状を示す。ガスノズル10の角度を80
度に設定し、加工中の試料室の真空度は4×10-6トー
ルに設定し、使用するビーム電流値は50pA として
いる。開孔領域を1μmで高アスペクト比加工を実施し
た場合、深さ8μmまでエッチング穴を掘ることが可能
であり、この時のアスペクト比は最高で1:8となる。
この場合、下層のMR配線53までエッチング穴が到達
し、多層構造LSIの回路変更に対応可能となる。
FIG. 7A shows a cross-sectional shape of a sample processed to have a high aspect ratio when a conventional gas supply unit is used, and FIG. 7B shows a gas supply unit of the present invention. 3 shows a cross-sectional shape of a sample processed to have a high aspect ratio when the sample is processed. In the gas supply unit shown in FIG. 7A, the angle of the gas nozzle 10 is fixed to 40 degrees, and the vacuum degree of the sample chamber during the gas assisted etching is set to 4 × 10 −6 Torr,
The beam current value used is about 50 pA. When high aspect ratio processing is performed with an opening area of 1 μm, an etching hole can be dug to a depth of 5 μm, and the aspect ratio at this time is up to 1: 5. However, in the case of an LSI having a multilayer structure, the etching holes do not reach the lower MR wiring 53 in the gas supply unit of FIG. Next, FIG. 7B shows a cross-sectional shape of a sample when the gas supply unit of the present invention is used. The angle of the gas nozzle 10 is 80
And the degree of vacuum in the sample chamber during processing is set to 4 × 10 −6 Torr, and the beam current value used is 50 pA. When high aspect ratio processing is performed on an opening region of 1 μm, it is possible to dig an etching hole to a depth of 8 μm, and the aspect ratio at this time is up to 1: 8.
In this case, the etching hole reaches the MR wiring 53 in the lower layer, and it becomes possible to cope with a circuit change of the multilayered LSI.

【0052】すなわち、図8(a)に示すように、小さな
ノズル角度では、ガス圧力Paはノズルから遠ざかって
も緩やかに低下する傾向にある。この場合、ある程度ノ
ズルから離れた場所でも、ガスの効果が得られる範囲L
aは広いが、高アスペクト比加工を実現するにはガス圧
力が不足ぎみである。一方、図8(b)に示すように、ノ
ズルに大きな角度を持たせることで、ガスの効果が得ら
れる範囲Lbは狭くなるが、ガスの圧力Pbは高くなる
傾向にある。高アスペクト比加工の場合、広範囲の加工
領域は必要としないため、高いガス圧力が得られる方が
望ましい。従って、小さなノズル角は高アスペクト比加
工に適さないと言える。
That is, as shown in FIG. 8A, when the nozzle angle is small, the gas pressure Pa tends to decrease gradually even when the nozzle is moved away from the nozzle. In this case, the range L in which the effect of the gas can be obtained even in a place distant from the nozzle to some extent.
Although a is wide, gas pressure is insufficient to realize high aspect ratio processing. On the other hand, as shown in FIG. 8B, by giving the nozzle a large angle, the range Lb in which the effect of the gas can be obtained is narrowed, but the pressure Pb of the gas tends to be high. In the case of high aspect ratio processing, since a wide range of processing area is not required, it is desirable to obtain a high gas pressure. Therefore, it can be said that a small nozzle angle is not suitable for high aspect ratio processing.

【0053】上記、ガスアシストエッチングと同様にノ
ズル角度を変更し、FIB励起CVDを実施した場合の
実施例について説明する。図9(a),(b)は、ガス
アシストエッチングで開孔した小さく深い穴(アスペク
ト比1:8)にFIB励起CVD加工を行った場合の断
面形状を示す。図9(a)に示す従来方法では、ガスノズ
ルの角度を40度に固定し、加工時の試料室内の真空度
は6×10-6トール、使用するビーム電流値は50pA
としている。開孔領域が1μmで深さが8μmの穴に、
開孔領域に対し60%の領域でW膜を埋め込んだ場合、
W膜はエッチング穴の底部と側壁と上部に形成され、中
央部が空洞化する。これは、エッチング穴の底面に到達
する供給ガスのW(CO)6が不足ぎみとなり、エッチン
グ穴の底面54にガスが到達するまでに側壁部分55で
反応し、側壁方向からWの堆積が進むからである。すな
わち、側壁部分にWが堆積してエッチング穴に蓋をした
状態となり、内部が空洞になってしまう。
An embodiment in which the nozzle angle is changed and FIB excitation CVD is performed in the same manner as in the gas assisted etching will be described. FIGS. 9A and 9B show cross-sectional shapes when a FIB excitation CVD process is performed on a small deep hole (aspect ratio 1: 8) opened by gas assisted etching. In the conventional method shown in FIG. 9A, the angle of the gas nozzle is fixed at 40 degrees, the degree of vacuum in the sample chamber during processing is 6 × 10 −6 Torr, and the beam current value used is 50 pA.
And A hole with an opening area of 1 μm and a depth of 8 μm,
When the W film is buried in an area of 60% of the opening area,
The W film is formed on the bottom, the side wall, and the top of the etching hole, and the center is hollowed. This is because the supply gas W (CO) 6 reaching the bottom surface of the etching hole becomes insufficient, and reacts at the side wall portion 55 until the gas reaches the bottom surface 54 of the etching hole, and the deposition of W proceeds from the side wall direction. Because. That is, W accumulates on the side wall and the etching hole is covered, and the inside becomes hollow.

【0054】本発明のガス供給ユニットでガスノズルの
角度を80度に上げ、更に試料とノズルの間隔を0.0
5μmまで接近させて励起CVDを実施すると、図9
(b)に示すように、エッチング穴の内部56を完全に埋
め込むことが可能である。
In the gas supply unit of the present invention, the angle of the gas nozzle is increased to 80 degrees, and the distance between the sample and the nozzle is set to 0.0.
When excitation CVD is performed by approaching 5 μm, FIG.
As shown in (b), the inside 56 of the etching hole can be completely buried.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明の集束イオンビーム装置のガス供給機構によれば、X
軸方向とY軸方向とZ軸方向と傾斜方向と回転方向とに
移動可能な5軸可動ステージの上に設置された試料の表
面に、集束させた荷電粒子イオンビームを照射して上記
試料の表面をエッチングする集束イオンビーム装置のガ
ス供給機構において、任意な位置に移動でき、かつ、任
意の角度にできるガスノズルを備えているので、ノズル
と試料の間隔は容易かつ高精度に調整されて位置合わせ
誤差による加工の変動を防止できると共に、ノズルの傾
斜角が自在に調整されることによってノズルからの蒸着
ガスが試料の深部に供給されて、高いアスペクト比の加
工および金属の埋め込み加工を確実に行うことができ
る。
As is apparent from the above description, according to the gas supply mechanism of the focused ion beam apparatus of the present invention, X
A focused charged particle ion beam is irradiated on the surface of a sample placed on a five-axis movable stage that can move in the axial direction, the Y-axis direction, the Z-axis direction, the tilt direction, and the rotation direction. In the gas supply mechanism of the focused ion beam device that etches the surface, a gas nozzle that can be moved to any position and can be at any angle is provided, so the distance between the nozzle and the sample is adjusted easily and with high precision. In addition to preventing processing fluctuations due to alignment errors, the nozzle inclination angle can be adjusted freely, so that the deposition gas from the nozzle is supplied to the deep part of the sample, ensuring high aspect ratio processing and metal embedding processing. It can be carried out.

【0056】一実施形態の発明の集束イオンビーム装置
のガス供給機構によれば、ガスノズルの角度をリアルタ
イムでモニタリングするマイクロスコープと、上記ガス
ノズルの角度を任意な角度に調整する制御コンピュータ
とを有する角度調整手段を備えているので、マイクロス
コープと制御コンピュータとによって上記ガスノズルの
角度を任意な角度に高精度に調整できる。
According to the gas supply mechanism of the focused ion beam apparatus of one embodiment of the present invention, the angle having the microscope for monitoring the angle of the gas nozzle in real time and the control computer for adjusting the angle of the gas nozzle to an arbitrary angle. Since the adjusting means is provided, the angle of the gas nozzle can be adjusted to an arbitrary angle with high accuracy by the microscope and the control computer.

【0057】この発明の集束イオンビーム装置のガス供
給機構によれば、X軸方向とY軸方向とZ軸方向と傾斜
方向と回転方向とに移動可能な5軸可動ステージの上に
設置された試料の表面に、集束させた荷電粒子イオンビ
ームを照射して上記試料の表面をエッチングする集束イ
オンビーム装置のガス供給機構において、上記試料の表
面と上記ガスノズルの先端との間を流れる微小電流を検
出する電流検出装置を備えているので、試料の表面とガ
スノズルの先端が接触するのを検出できる。
According to the gas supply mechanism of the focused ion beam apparatus of the present invention, the gas supply mechanism is mounted on the five-axis movable stage that can move in the X-axis direction, the Y-axis direction, the Z-axis direction, the tilt direction, and the rotation direction. In a gas supply mechanism of a focused ion beam apparatus that irradiates a focused charged particle ion beam onto a surface of a sample and etches the surface of the sample, a small current flowing between the surface of the sample and the tip of the gas nozzle is applied. Since the current detection device for detection is provided, it is possible to detect that the surface of the sample comes into contact with the tip of the gas nozzle.

【0058】一実施形態の発明の集束イオンビーム装置
のガス供給機構によれば、試料の表面の任意な領域に対
して、エッチング促進ガスを高い傾斜角度から供給しな
がらエッチングするので、エッチング促進ガスの量を増
加させることなくエッチング促進ガスのガス圧力を増大
させ、試料のエッチングが試料の深部まで到達して、高
いアスペクト比の加工ができる。
According to the gas supply mechanism of the focused ion beam apparatus of one embodiment of the present invention, an arbitrary region on the surface of the sample is etched while supplying the etching promoting gas from a high inclination angle. By increasing the gas pressure of the etching promoting gas without increasing the amount of the etching, the etching of the sample reaches the deep portion of the sample, and processing with a high aspect ratio can be performed.

【0059】一実施形態の発明の集束イオンビーム装置
のガス供給機構によれば、試料の表面に対して、エッチ
ング促進ガスを高い傾斜角度から供給しながらエッチン
グすることによって高いアスペクト比の穴を加工した
後、FIB励起CVDを用いて、上記穴の中に蒸着ガス
を高い傾斜角度から供給しながら蒸着ガス中の金属を上
記穴の中に蒸着させるので、蒸着ガスの量を増加させる
ことなく蒸着ガスのガス圧力を増大させ、蒸着ガスは試
料の穴の深部まで到達して、上記穴の中に蒸着金属を確
実に埋め込ませることができる。
According to the gas supply mechanism of the focused ion beam apparatus of one embodiment of the present invention, a hole having a high aspect ratio is processed by etching the surface of the sample while supplying an etching promoting gas from a high inclination angle. After that, using FIB excitation CVD, the metal in the vapor deposition gas is vapor-deposited in the hole while supplying the vapor deposition gas into the hole from a high inclination angle, so that the vapor deposition is performed without increasing the amount of the vapor deposition gas. By increasing the gas pressure of the gas, the deposition gas reaches the deep part of the hole of the sample, and the deposition metal can be reliably embedded in the hole.

【0060】この発明の集束イオンビーム装置のガス供
給機構によれば、ガス供給ユニットと、このガス供給ユ
ニットに取り外し可能に取付けられたパイプと、このパ
イプの先端部と上記ガス供給ユニットに搭載された回転
機構とに接続されたパイプ角度調整装置とを備えている
ので、パイプを簡単にガス供給ユニット取り外して交換
できると共に、パイプの角度をパイプ角度調整装置によ
って調整できる。
According to the gas supply mechanism of the focused ion beam device of the present invention, the gas supply unit, the pipe detachably attached to the gas supply unit, the tip of the pipe and the gas supply unit are mounted. And a pipe angle adjusting device connected to the rotating mechanism, so that the pipe can be easily removed and replaced by the gas supply unit, and the angle of the pipe can be adjusted by the pipe angle adjusting device.

【0061】一実施形態の発明の集束イオンビーム装置
のガス供給機構によれば、パイプが柔軟性を有している
ので、パイプはパイプ角度調整装置によって滑らかに湾
曲してパイプ中のガスを滑らかに流すことができる。
According to the gas supply mechanism of the focused ion beam apparatus of one embodiment of the present invention, since the pipe has flexibility, the pipe is smoothly curved by the pipe angle adjusting device to smooth the gas in the pipe. Can be flushed.

【0062】一実施形態の発明の集束イオンビーム装置
のガス供給機構によれば、弾性体がパイプに巻きつけら
れてパイプを直線状に支持しているから、パイプに外力
が加わらない限りパイプは弾性体によって一定の直線方
向に支持される。
According to the gas supply mechanism of the focused ion beam apparatus of one embodiment of the present invention, since the elastic body is wound around the pipe and supports the pipe in a straight line, the pipe is not affected unless an external force is applied to the pipe. It is supported in a certain linear direction by the elastic body.

【0063】一実施形態の発明の集束イオンビーム装置
のガス供給機構によれば、パイプ角度調整装置が薄板で
あるから、薄板は薄板の厚み方向に湾曲して薄板の厚み
方向に直角な方向には湾曲することがなく、したがっ
て、パイプは薄板の厚み方向のみ湾曲してパイプの角度
は薄板の厚み方向のみ調整される。
According to the gas supply mechanism of the focused ion beam apparatus of one embodiment of the present invention, since the pipe angle adjusting device is a thin plate, the thin plate bends in the thickness direction of the thin plate and extends in the direction perpendicular to the thickness direction of the thin plate. Does not bend, so that the pipe bends only in the thickness direction of the thin plate, and the angle of the pipe is adjusted only in the thickness direction of the thin plate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明のガス供給ユニットを搭載したFIB
装置の構成図である。
FIG. 1 is a FIB equipped with a gas supply unit of the present invention.
It is a block diagram of an apparatus.

【図2】 図1のガス供給ユニットの拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of the gas supply unit of FIG.

【図3】 ユーセントリック機構の原理を説明する図で
ある。
FIG. 3 is a diagram illustrating the principle of a eucentric mechanism.

【図4】 図1のガス供給ユニットと試料表面の間隔を
調整する過程を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a process of adjusting a distance between the gas supply unit of FIG. 1 and a sample surface.

【図5】 位置および傾斜角度の調整時におけるガスノ
ズル画像を示す。
FIG. 5 shows a gas nozzle image when adjusting the position and the tilt angle.

【図6】 ガスノズルの分解図である。FIG. 6 is an exploded view of a gas nozzle.

【図7】 高アスペクト比加工の形状比較図である。FIG. 7 is a shape comparison diagram of high aspect ratio processing.

【図8】 ガスノズルの傾斜角度を変えた場合のガス圧
力の分布図である。
FIG. 8 is a distribution diagram of gas pressure when the inclination angle of the gas nozzle is changed.

【図9】 W埋め込み加工の形状比較図である。FIG. 9 is a shape comparison diagram of W embedding processing.

【図10】 FIB励起CVDの原理図である。FIG. 10 is a principle diagram of FIB excitation CVD.

【図11】 ガスアシストエッチングの原理図である。FIG. 11 is a principle diagram of gas assisted etching.

【図12】 従来のガス供給ユニットを搭載したFIB
装置の構成図である。
FIG. 12: FIB equipped with a conventional gas supply unit
It is a block diagram of an apparatus.

【図13】 図12のガス供給ユニットの拡大図であ
る。
FIG. 13 is an enlarged view of the gas supply unit of FIG.

【図14】 従来のガス供給ユニットの駆動方式を示す
概略図である。
FIG. 14 is a schematic view showing a driving method of a conventional gas supply unit.

【図15】 試料表面とガスノズルの間隔が試料表面に
おけるガス圧力に及ぼす影響を示したグラフである。
FIG. 15 is a graph showing the effect of the distance between the sample surface and the gas nozzle on the gas pressure on the sample surface.

【図16】 従来方法を用いてFIB励起CVDによっ
て埋め込まれたWの断面形状を示す図である。
FIG. 16 is a view showing a cross-sectional shape of W embedded by FIB excitation CVD using a conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

9…ガス供給ユニット、 29…ノズル回転装置、 31…マイクロスコープ、 36…電流検出回路、 42…薄板、 46…制御コンピュータ。 9 ... gas supply unit, 29 ... nozzle rotating device, 31 ... microscope, 36 ... current detection circuit, 42 ... thin plate, 46 ... control computer.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 X軸方向とY軸方向とZ軸方向と傾斜方
向と回転方向とに移動可能な5軸可動ステージの上に設
置された試料の表面に、集束させた荷電粒子イオンビー
ムを照射して上記試料の表面をエッチングする集束イオ
ンビーム装置のガス供給機構において、 任意な位置に移動でき、かつ、任意の角度に可変なガス
ノズルを備えたことを特徴とする集束イオンビーム装置
のガス供給機構。
1. A charged particle ion beam focused on a surface of a sample placed on a five-axis movable stage movable in an X-axis direction, a Y-axis direction, a Z-axis direction, a tilt direction, and a rotation direction. In a gas supply mechanism of a focused ion beam device that irradiates and etches the surface of the sample, a gas of a focused ion beam device characterized by comprising a gas nozzle that can be moved to an arbitrary position and is variable at an arbitrary angle Supply mechanism.
【請求項2】 請求項1に記載の集束イオンビーム装置
のガス供給機構において、上記ガスノズルの角度をリア
ルタイムでモニタリングするマイクロスコープと、上記
ガスノズルの角度を任意な角度に調整する制御コンピュ
ータとを有する角度調整手段を備えたことを特徴とする
集束イオンビーム装置のガス供給機構。
2. The gas supply mechanism for a focused ion beam device according to claim 1, further comprising a microscope for monitoring an angle of the gas nozzle in real time, and a control computer for adjusting the angle of the gas nozzle to an arbitrary angle. A gas supply mechanism for a focused ion beam device, comprising an angle adjusting means.
【請求項3】 X軸方向とY軸方向とZ軸方向と傾斜方
向と回転方向とに移動可能な5軸可動ステージの上に設
置された試料の表面に、集束させた荷電粒子イオンビー
ムを照射して上記試料の表面をエッチングする集束イオ
ンビーム装置のガス供給機構において、 上記試料の表面と上記ガスノズルの先端との間を流れる
微小電流を検出する電流検出装置を備えたことを特徴と
する集束イオンビーム装置のガス供給機構。
3. A charged particle ion beam focused on a surface of a sample placed on a five-axis movable stage movable in an X-axis direction, a Y-axis direction, a Z-axis direction, a tilt direction, and a rotation direction. A gas supply mechanism for a focused ion beam device that irradiates and etches the surface of the sample, comprising a current detection device that detects a minute current flowing between the surface of the sample and the tip of the gas nozzle. Gas supply mechanism for focused ion beam equipment.
【請求項4】 請求項1に記載の集束イオンビーム装置
のガス供給機構において、上記試料の表面の任意な領域
に対して、エッチング促進ガスを高い傾斜角度から供給
しながらエッチングすることによって、高いアスペクト
比の加工を行なうのを可能にしたことを特徴とする集束
イオンビーム装置のガス供給機構。
4. A gas supply mechanism for a focused ion beam apparatus according to claim 1, wherein etching is performed while supplying an etching promoting gas from a high inclination angle to an arbitrary region on the surface of the sample. A gas supply mechanism for a focused ion beam device, characterized in that processing with an aspect ratio is enabled.
【請求項5】 請求項1に記載の集束イオンビーム装置
のガス供給機構において、上記試料の表面に対して、エ
ッチング促進ガスを高い傾斜角度から供給しながらエッ
チングすることによって、高いアスペクト比の穴を加工
した後、FIB励起CVDを用いて、上記穴の中に蒸着
ガスを高い傾斜角度から供給しながら蒸着ガス中の金属
を上記穴の中に蒸着させることによって、上記穴の中に
金属を確実に埋め込むのを可能にしたことを特徴とする
集束イオンビーム装置のガス供給機構。
5. The gas supply mechanism for a focused ion beam apparatus according to claim 1, wherein the etching is performed on the surface of the sample while supplying an etching promoting gas from a high inclination angle, thereby forming a hole having a high aspect ratio. After processing the metal, the metal in the deposition gas is vapor-deposited in the hole while supplying the vapor deposition gas into the hole at a high inclination angle using FIB excitation CVD, whereby the metal is deposited in the hole. A gas supply mechanism for a focused ion beam device, wherein the gas supply mechanism can be reliably embedded.
【請求項6】 ガス供給ユニットと、このガス供給ユニ
ットに取り外し可能に取付けられたパイプと、このパイ
プの先端部と上記ガス供給ユニットに搭載された回転機
構とに接続されたパイプ角度調整装置とを備えたことを
特徴とする集束イオンビーム装置のガス供給機構。
6. A gas supply unit, a pipe detachably attached to the gas supply unit, a pipe angle adjusting device connected to a tip of the pipe and a rotation mechanism mounted on the gas supply unit. A gas supply mechanism for a focused ion beam device, comprising:
【請求項7】 請求項6に記載の集束イオンビーム装置
のガス供給機構において、上記パイプは柔軟性を有する
ことを特徴とする集束イオンビーム装置のガス供給機
構。
7. The gas supply mechanism for a focused ion beam device according to claim 6, wherein the pipe has flexibility.
【請求項8】 講求項7に記載の集束イオンビーム装置
のガス供給機構において、上記パイプに弾性体が巻きつ
けられていることを特徴とする集束イオンビーム装置の
ガス供給機構。
8. The gas supply mechanism for a focused ion beam device according to claim 7, wherein an elastic body is wound around said pipe.
【請求項9】 請求項6に記載の集束イオンビーム装置
のガス供給機構において、上記パイプ角度調整装置が薄
板であることを特徴とする集束イオンビーム装置のガス
供給機構。
9. The gas supply mechanism for a focused ion beam device according to claim 6, wherein the pipe angle adjusting device is a thin plate.
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Cited By (7)

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