JP2003123682A - 荷電粒子線装置 - Google Patents
荷電粒子線装置Info
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- JP2003123682A JP2003123682A JP2001320341A JP2001320341A JP2003123682A JP 2003123682 A JP2003123682 A JP 2003123682A JP 2001320341 A JP2001320341 A JP 2001320341A JP 2001320341 A JP2001320341 A JP 2001320341A JP 2003123682 A JP2003123682 A JP 2003123682A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】試料にダメージを与えない加工観察を行える荷
電粒子線装置を提供することにある。 【解決手段】試料室２内の試料４は、試料冷却機構３に
よって冷却される。保護膜用ガス銃５からは、デポジシ
ョン膜形成用ガスが試料４の表面に吹き付けられる。試
料冷却機構３によって冷却された試料表面に、保護膜用
ガス銃５からデポジション膜形成用ガスを吹き付けるこ
とにより、デポジション膜形成用ガスは試料表面にトラ
ップされ、試料表面に保護膜を形成する。
電粒子線装置を提供することにある。 【解決手段】試料室２内の試料４は、試料冷却機構３に
よって冷却される。保護膜用ガス銃５からは、デポジシ
ョン膜形成用ガスが試料４の表面に吹き付けられる。試
料冷却機構３によって冷却された試料表面に、保護膜用
ガス銃５からデポジション膜形成用ガスを吹き付けるこ
とにより、デポジション膜形成用ガスは試料表面にトラ
ップされ、試料表面に保護膜を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、集束イオンビーム
（ＦＩＢ：Focused Ion beam）加工観察装置等の荷電粒
子線装置に係り、特に、材料系（レジストなど）や生物
系などのダメージを受け易い試料の加工観察に用いるに
好適な荷電粒子線装置に関する。
（ＦＩＢ：Focused Ion beam）加工観察装置等の荷電粒
子線装置に係り、特に、材料系（レジストなど）や生物
系などのダメージを受け易い試料の加工観察に用いるに
好適な荷電粒子線装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、試料微細構造の特定および任意
個所の断面観察のための断面作成および観察には、集束
イオンビーム加工観察装置が用いられ、また、観察のみ
には、走査電子顕微鏡が用いられている。集束イオンビ
ーム加工観察装置においては、Ｇａなどのイオンを試料
に照射することで、物理的に試料を加工（スパッタリン
グ）し、観察断面を作製する。
個所の断面観察のための断面作成および観察には、集束
イオンビーム加工観察装置が用いられ、また、観察のみ
には、走査電子顕微鏡が用いられている。集束イオンビ
ーム加工観察装置においては、Ｇａなどのイオンを試料
に照射することで、物理的に試料を加工（スパッタリン
グ）し、観察断面を作製する。
【０００３】通常、集束イオンビーム加工観察装置によ
る断面加工処理に際しては、試料表面に保護用の蒸着膜
やデポジション膜を成膜した後、イオンビームによる加
工処理を実施する。デポジション膜は、カーボンやタン
グステンなどで構成される膜で、試料表面の平滑化およ
び保護のために成膜される。試料表面の平滑化は、試料
の表面凹凸が激しい場合、断面作製時に加工面に与える
悪影響（加工方向にスジが出来る）を防ぐために行われ
る。試料表面の保護は、試料表面近傍に目的構造が存在
する場合、その断面がイオンビームのフレア（広がり）
によって鈍ることや表面が加工されることを抑止するた
めに行われる。
る断面加工処理に際しては、試料表面に保護用の蒸着膜
やデポジション膜を成膜した後、イオンビームによる加
工処理を実施する。デポジション膜は、カーボンやタン
グステンなどで構成される膜で、試料表面の平滑化およ
び保護のために成膜される。試料表面の平滑化は、試料
の表面凹凸が激しい場合、断面作製時に加工面に与える
悪影響（加工方向にスジが出来る）を防ぐために行われ
る。試料表面の保護は、試料表面近傍に目的構造が存在
する場合、その断面がイオンビームのフレア（広がり）
によって鈍ることや表面が加工されることを抑止するた
めに行われる。
【０００４】デポジション膜の成膜方法としては、カー
ボンおよびタングステンを含んだガスを真空内で試料面
近傍に供給し、目的とする加工個所上面にイオンビーム
を照射して、カーボンやタングステンの元素を堆積させ
ることにより、成膜される。
ボンおよびタングステンを含んだガスを真空内で試料面
近傍に供給し、目的とする加工個所上面にイオンビーム
を照射して、カーボンやタングステンの元素を堆積させ
ることにより、成膜される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法では、保護膜の成膜時に、試料への荷電粒子線照射
が必要であり、成膜初期には保護膜のない状態で試料表
面を照射するため、熱および物理ダメージを与えること
となる。また、荷電粒子により加工処理を行う際も、荷
電粒子線照射により加工面には熱が発生する。この時、
熱によりダメージ（変形や収縮等）を受け易い試料で
は、真の構造解析を妨げる結果となる。
方法では、保護膜の成膜時に、試料への荷電粒子線照射
が必要であり、成膜初期には保護膜のない状態で試料表
面を照射するため、熱および物理ダメージを与えること
となる。また、荷電粒子により加工処理を行う際も、荷
電粒子線照射により加工面には熱が発生する。この時、
熱によりダメージ（変形や収縮等）を受け易い試料で
は、真の構造解析を妨げる結果となる。
【０００６】近年、集束イオンビーム加工装置の普及に
伴い、加工対象範囲が広がり、特に材料分野（レジスト
膜，繊維など）および生物分野（細胞など）において、
加工ニーズが高まりつつある。しかし、材料分野ではそ
の組成や結合状態によって、生物分野では試料全般に渡
って熱ダメージを受け易いという問題があった。
伴い、加工対象範囲が広がり、特に材料分野（レジスト
膜，繊維など）および生物分野（細胞など）において、
加工ニーズが高まりつつある。しかし、材料分野ではそ
の組成や結合状態によって、生物分野では試料全般に渡
って熱ダメージを受け易いという問題があった。
【０００７】また、従来の方法では、保護膜の成膜領域
は、数十μｍ程度と微小であり、比較的広領域（例えば
サブｍｍ）の加工を要する場合は、加工処理前の前に、
数回以上の保護膜の繋ぎ合わせが必要となり多大な成膜
時間を要するという問題もあった。
は、数十μｍ程度と微小であり、比較的広領域（例えば
サブｍｍ）の加工を要する場合は、加工処理前の前に、
数回以上の保護膜の繋ぎ合わせが必要となり多大な成膜
時間を要するという問題もあった。
【０００８】本発明の目的は、試料にダメージを与えな
い加工観察を行える荷電粒子線装置を提供することにあ
る。
い加工観察を行える荷電粒子線装置を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、荷電粒子線源と、この荷電粒子線
源から発生した荷電粒子線を照射しまた試料上に走査さ
せる光学系と、荷電粒子線照射により試料表面から発生
した信号を検出する検出装置とを有し、上記試料表面に
保護膜を形成する荷電粒子線装置において、上記試料を
冷却する試料冷却手段と、デポジション膜形成用ガスを
上記試料の表面に吹き付けるガス吹き付け手段とを備
え、上記試料冷却手段によって冷却された試料表面に、
上記ガス吹き付け手段によりデポジション膜形成用ガス
を吹き付けて、試料表面に保護膜を形成するようにした
ものである。かかる構成により、イオンビームを用いな
いため、試料にダメージを与えることなく、試料の加工
観察を行い得るものとなる。
るために、本発明は、荷電粒子線源と、この荷電粒子線
源から発生した荷電粒子線を照射しまた試料上に走査さ
せる光学系と、荷電粒子線照射により試料表面から発生
した信号を検出する検出装置とを有し、上記試料表面に
保護膜を形成する荷電粒子線装置において、上記試料を
冷却する試料冷却手段と、デポジション膜形成用ガスを
上記試料の表面に吹き付けるガス吹き付け手段とを備
え、上記試料冷却手段によって冷却された試料表面に、
上記ガス吹き付け手段によりデポジション膜形成用ガス
を吹き付けて、試料表面に保護膜を形成するようにした
ものである。かかる構成により、イオンビームを用いな
いため、試料にダメージを与えることなく、試料の加工
観察を行い得るものとなる。
【００１０】（２）上記（１）において、好ましくは、
上記試料を回転させる試料回転機構を備え、この試料回
転機構により試料を回転させながら、デポジション膜形
成用ガスを試料に吹き付け、保護膜を成膜するようにし
たものである。
上記試料を回転させる試料回転機構を備え、この試料回
転機構により試料を回転させながら、デポジション膜形
成用ガスを試料に吹き付け、保護膜を成膜するようにし
たものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に、図１〜図８を用いて、本
発明の一実施形態による荷電粒子線装置の構成について
説明する。最初に、図１及び図２を用いて、本実施形態
による荷電粒子装置の全体構成について説明する。な
お、本実施形態では、荷電粒子線装置として、集束イオ
ンビーム（ＦＩＢ：Focused Ion beam）加工観察装置を
例にとって説明する。図１は、本発明の一実施形態によ
る荷電粒子装置の全体構成を示す側面断面図である。図
２は、本発明の一実施形態による荷電粒子装置による保
護膜の成膜状態を示す要部拡大斜視図ある。
発明の一実施形態による荷電粒子線装置の構成について
説明する。最初に、図１及び図２を用いて、本実施形態
による荷電粒子装置の全体構成について説明する。な
お、本実施形態では、荷電粒子線装置として、集束イオ
ンビーム（ＦＩＢ：Focused Ion beam）加工観察装置を
例にとって説明する。図１は、本発明の一実施形態によ
る荷電粒子装置の全体構成を示す側面断面図である。図
２は、本発明の一実施形態による荷電粒子装置による保
護膜の成膜状態を示す要部拡大斜視図ある。
【００１２】最初に、保護膜の成膜手段の構成及び動作
について説明する。試料室２には、試料冷却機構３と、
保護膜用ガス銃５とを備えている。試料室２の内部は、
真空ポンプ１によって、高真空に保たれている。試料室
２の内部に収納された試料４は、試料冷却機構３によっ
て冷却されている。試料冷却機構３は、液体窒素などの
冷媒を用いるものや、ペルチェ素子などを用いた電子冷
却装置が用いられる。試料冷却機構３は、試料４を０℃
以下、例えば、−１６０℃まで冷却することができる。
冷却された試料４の表面には、ガス吹き付け手段である
保護膜用ガス銃５によって、デポジション膜形成用ガス
が供給される。保護膜用ガス銃５の先端には、ノズルが
設けられており、ノズルの途中にバルブ５Ａが設けられ
ている。
について説明する。試料室２には、試料冷却機構３と、
保護膜用ガス銃５とを備えている。試料室２の内部は、
真空ポンプ１によって、高真空に保たれている。試料室
２の内部に収納された試料４は、試料冷却機構３によっ
て冷却されている。試料冷却機構３は、液体窒素などの
冷媒を用いるものや、ペルチェ素子などを用いた電子冷
却装置が用いられる。試料冷却機構３は、試料４を０℃
以下、例えば、−１６０℃まで冷却することができる。
冷却された試料４の表面には、ガス吹き付け手段である
保護膜用ガス銃５によって、デポジション膜形成用ガス
が供給される。保護膜用ガス銃５の先端には、ノズルが
設けられており、ノズルの途中にバルブ５Ａが設けられ
ている。
【００１３】デポジション膜形成用ガスは、従来、デポ
ジション膜を成膜するために用いられるカーボンおよび
タングステンを含んだガスと同じ物である。具体的に
は、カーボン元素を堆積させるためには、ピレンやセナ
トレン等が用いられる。また、タングステン元素を堆積
させるためには、タングステンヘキサカルボニル等が用
いられる。
ジション膜を成膜するために用いられるカーボンおよび
タングステンを含んだガスと同じ物である。具体的に
は、カーボン元素を堆積させるためには、ピレンやセナ
トレン等が用いられる。また、タングステン元素を堆積
させるためには、タングステンヘキサカルボニル等が用
いられる。
【００１４】保護膜用ガス銃５の内部には、ピレンやタ
ングステンヘキサカルボニルの粉体が収納され、ヒータ
ーで加熱（ピレンの場合、８４℃以上、タングステンヘ
キサカルボニルの場合、５４℃以上）すると、ピレンや
タングステンヘキサカルボニルが気化して、ガス状とな
る。保護膜用ガス銃５の内部はデポジション膜形成用ガ
スが充満しているため、大気圧以上の圧力となってい
る。一方、試料室２の内部は、高真空状態（例えば、１
０−２〜１０−４Pa）である。したがって、バルブ５Ａ
を開くと、圧力差によって、保護膜用ガス銃５の内部の
デポジション膜形成用ガスは試料室２の内部に吸引さ
れ、試料４の表面に吹き付けられる。ノズル５Ｂの内径
は、０．２ｍｍφ程度の微小なものである。ノズル５Ａ
の先端から吹き付けられるデポジション膜形成用ガスの
流量は、４０μＬ／分程度の微小流量である。
ングステンヘキサカルボニルの粉体が収納され、ヒータ
ーで加熱（ピレンの場合、８４℃以上、タングステンヘ
キサカルボニルの場合、５４℃以上）すると、ピレンや
タングステンヘキサカルボニルが気化して、ガス状とな
る。保護膜用ガス銃５の内部はデポジション膜形成用ガ
スが充満しているため、大気圧以上の圧力となってい
る。一方、試料室２の内部は、高真空状態（例えば、１
０−２〜１０−４Pa）である。したがって、バルブ５Ａ
を開くと、圧力差によって、保護膜用ガス銃５の内部の
デポジション膜形成用ガスは試料室２の内部に吸引さ
れ、試料４の表面に吹き付けられる。ノズル５Ｂの内径
は、０．２ｍｍφ程度の微小なものである。ノズル５Ａ
の先端から吹き付けられるデポジション膜形成用ガスの
流量は、４０μＬ／分程度の微小流量である。
【００１５】ここで、試料４の表面は、試料冷却機構３
によって冷却されているため、図２に示すように、ノズ
ル５Ｂの先端部から試料４の表面に吹き付けられたデポ
ジション膜形成用ガスＧは試料４の表面に吸着・体積さ
れ、デポジション膜形成用ガス中のカーボンやタングス
テンの元素が、試料表面に保護膜Ｓとして成膜する。
によって冷却されているため、図２に示すように、ノズ
ル５Ｂの先端部から試料４の表面に吹き付けられたデポ
ジション膜形成用ガスＧは試料４の表面に吸着・体積さ
れ、デポジション膜形成用ガス中のカーボンやタングス
テンの元素が、試料表面に保護膜Ｓとして成膜する。
【００１６】すなわち、従来の方法では、デポジション
膜形成用ガスを試料面近傍に供給し、目的とする加工個
所上面にイオンビームを照射して、カーボンやタングス
テンの元素を堆積させることにより、成膜していたのに
対して、本実施形態では、冷却した試料表面にデポジシ
ョン膜形成用ガスを吹き付けるだけで成膜できるため、
イオンビームの照射が不要であり、試料に熱的ダメージ
を与えることを防止することができる。
膜形成用ガスを試料面近傍に供給し、目的とする加工個
所上面にイオンビームを照射して、カーボンやタングス
テンの元素を堆積させることにより、成膜していたのに
対して、本実施形態では、冷却した試料表面にデポジシ
ョン膜形成用ガスを吹き付けるだけで成膜できるため、
イオンビームの照射が不要であり、試料に熱的ダメージ
を与えることを防止することができる。
【００１７】保護膜用ガス銃５の先端のノズルから噴出
するデポジション膜形成用ガスは、試料４の表面に、長
径３００〜４００μｍで、短径２００〜３００μｍの長
円形状の吹き付けられる。この吹き付けられた長円形状
の部分に、カーボンやタングステンの保護膜を成膜する
ことができる。従来のイオンビームを照射する方法で
は、一度に成膜できる面積は、３μｍ×１５μｍと微小
面積であったのに対して、本実施形態では、一度に広い
面積に成膜することが可能となる。
するデポジション膜形成用ガスは、試料４の表面に、長
径３００〜４００μｍで、短径２００〜３００μｍの長
円形状の吹き付けられる。この吹き付けられた長円形状
の部分に、カーボンやタングステンの保護膜を成膜する
ことができる。従来のイオンビームを照射する方法で
は、一度に成膜できる面積は、３μｍ×１５μｍと微小
面積であったのに対して、本実施形態では、一度に広い
面積に成膜することが可能となる。
【００１８】近年、集束イオンビーム加工装置の普及に
伴い、加工対象範囲が広がり、特に材料分野（レジスト
膜，繊維など）および生物分野（細胞など）の加工ニー
ズが高まりつつある。これらの試料は比較的大きな面積
に対する保護膜形成が必要となる。例えば、繊維は、断
面積が３０μｍφ以上あり、紙の断面を観察する場合に
は１００μｍ以上あり、レジスト膜の観察の際には、１
００μｍ以上あり、生物の細胞の場合には、１００μｍ
以上ある。このような広い面積に保護膜を形成する場合
には、本実施形態は、特に有効なものである。
伴い、加工対象範囲が広がり、特に材料分野（レジスト
膜，繊維など）および生物分野（細胞など）の加工ニー
ズが高まりつつある。これらの試料は比較的大きな面積
に対する保護膜形成が必要となる。例えば、繊維は、断
面積が３０μｍφ以上あり、紙の断面を観察する場合に
は１００μｍ以上あり、レジスト膜の観察の際には、１
００μｍ以上あり、生物の細胞の場合には、１００μｍ
以上ある。このような広い面積に保護膜を形成する場合
には、本実施形態は、特に有効なものである。
【００１９】従来のイオンビームを照射する方法では、
３μｍ×１５μｍの面積に１μｍの厚さの保護膜を形成
するのに要する時間は、約１０分である。従って、例え
ば、２００μｍ×２００μｍの範囲に成膜するために
は、３μｍ×１５μｍの面積への成膜を繰り返し行う必
要があり、約１３時間必要であるのに対して、本実施形
態では、これを約１０分という短時間で成膜することが
できる。すなわち、広い面積の成膜を従来よりも短時間
で行うことができる。従来の方法では、成膜に時間を要
するため、成膜中は、デポジション膜形成用ガスを供給
し続ける必要があり、ガス消費量も多くなるが、本実施
形態では、ガス消費量を低減することができる。
３μｍ×１５μｍの面積に１μｍの厚さの保護膜を形成
するのに要する時間は、約１０分である。従って、例え
ば、２００μｍ×２００μｍの範囲に成膜するために
は、３μｍ×１５μｍの面積への成膜を繰り返し行う必
要があり、約１３時間必要であるのに対して、本実施形
態では、これを約１０分という短時間で成膜することが
できる。すなわち、広い面積の成膜を従来よりも短時間
で行うことができる。従来の方法では、成膜に時間を要
するため、成膜中は、デポジション膜形成用ガスを供給
し続ける必要があり、ガス消費量も多くなるが、本実施
形態では、ガス消費量を低減することができる。
【００２０】冷却機構３による冷却温度は、−１００℃
付近が好適であった。成膜速度を速めるには、−１６０
℃が適当である。しかし、−１６０℃の条件で成膜する
と、デポジション膜形成用ガスが吹き付けられた箇所
に、カーボンやタングステンが成膜すると同時に、水蒸
気が冷却された試料の表面に霜として付着する。すなわ
ち、カーボンやタングステンと霜が混在した状態となる
ため、膜条件が低下することになる。
付近が好適であった。成膜速度を速めるには、−１６０
℃が適当である。しかし、−１６０℃の条件で成膜する
と、デポジション膜形成用ガスが吹き付けられた箇所
に、カーボンやタングステンが成膜すると同時に、水蒸
気が冷却された試料の表面に霜として付着する。すなわ
ち、カーボンやタングステンと霜が混在した状態となる
ため、膜条件が低下することになる。
【００２１】例えば、試料４の冷却温度が−１００℃で
４分間デポジション膜形成用ガスを吹き付けると、１μ
ｍの厚さの保護膜を形成することができた。それに対し
て、試料４の冷却温度が−１６０℃で１３分間デポジシ
ョン膜形成用ガスを吹き付けると、５μｍの厚さの保護
膜を形成することができ、成膜速度は−１６０℃の時の
方が、−１００℃のときよりも早いものである。しか
し、保護膜と同時に霜が付着することになる。それに対
して、−１６０℃で成膜した後、−１００℃まで温度を
上昇させる（加熱する）と、霜が除去されて、カーボン
やタングステンの成膜を行うことができる。また、試料
４の冷却温度が約−１００℃で１７分間デポジション膜
形成用ガスを吹き付けると、３μｍの厚さの保護膜を形
成することができた。また、冷却温度は、−２０℃でも
成膜は可能であった。しかしながら、成膜速度は、−１
００℃の場合に比べて低下する。なお、成膜速度につい
ては、カーボンもタングステンも同様であった。
４分間デポジション膜形成用ガスを吹き付けると、１μ
ｍの厚さの保護膜を形成することができた。それに対し
て、試料４の冷却温度が−１６０℃で１３分間デポジシ
ョン膜形成用ガスを吹き付けると、５μｍの厚さの保護
膜を形成することができ、成膜速度は−１６０℃の時の
方が、−１００℃のときよりも早いものである。しか
し、保護膜と同時に霜が付着することになる。それに対
して、−１６０℃で成膜した後、−１００℃まで温度を
上昇させる（加熱する）と、霜が除去されて、カーボン
やタングステンの成膜を行うことができる。また、試料
４の冷却温度が約−１００℃で１７分間デポジション膜
形成用ガスを吹き付けると、３μｍの厚さの保護膜を形
成することができた。また、冷却温度は、−２０℃でも
成膜は可能であった。しかしながら、成膜速度は、−１
００℃の場合に比べて低下する。なお、成膜速度につい
ては、カーボンもタングステンも同様であった。
【００２２】次に、加工手段の構成及び動作について説
明する。試料室４の上部には、イオン源５と、集束レン
ズ８と、対物レンズと、偏向器１０とを備えている。イ
オン源５から発生したイオンビーム７は 集束レンズ８
および対物レンズ９により試料４の上に照射され、偏向
器１０により走査することで、特定個所または任意形状
の加工ができる。
明する。試料室４の上部には、イオン源５と、集束レン
ズ８と、対物レンズと、偏向器１０とを備えている。イ
オン源５から発生したイオンビーム７は 集束レンズ８
および対物レンズ９により試料４の上に照射され、偏向
器１０により走査することで、特定個所または任意形状
の加工ができる。
【００２３】更に、イオンビーム７を照射した試料表面
から発生した二次電子１１を二次電子検出器１２で検出
することで、ＳＩＭ（Scanning Ion Microscopy）の二
次電子像を得ることもできる。
から発生した二次電子１１を二次電子検出器１２で検出
することで、ＳＩＭ（Scanning Ion Microscopy）の二
次電子像を得ることもできる。
【００２４】次に、図３を用いて、本実施形態による荷
電粒子装置の要部の変形例について説明する。図３は、
本発明の一実施形態による荷電粒子装置の要部変形例の
構成を示す斜視図である。
電粒子装置の要部の変形例について説明する。図３は、
本発明の一実施形態による荷電粒子装置の要部変形例の
構成を示す斜視図である。
【００２５】本実施形態は、凹凸の激しい試料の場合に
おける成膜方法を示している。凹凸試料４Ａは、試料台
１６の上に固定されている。保護膜用ガス銃５の先端の
ノズル５Ｂ’の先端部は、二股ノズル５Ｃ１，５Ｃ２と
なっている。二股ノズル５Ｃ１，５Ｃ２の先端部から
は、２方向からデポジション膜形成用ガスＧを凹凸試料
４Ａに吹き付けることにより、廻りこみの良い保護膜の
形成が可能である。
おける成膜方法を示している。凹凸試料４Ａは、試料台
１６の上に固定されている。保護膜用ガス銃５の先端の
ノズル５Ｂ’の先端部は、二股ノズル５Ｃ１，５Ｃ２と
なっている。二股ノズル５Ｃ１，５Ｃ２の先端部から
は、２方向からデポジション膜形成用ガスＧを凹凸試料
４Ａに吹き付けることにより、廻りこみの良い保護膜の
形成が可能である。
【００２６】また、試料台１６を試料回転機構１３の上
に設置することで、試料台１６を回転し、凹凸試料４Ａ
を回転しながら、デポジション膜形成用ガスＧを吹き付
けることで、廻りこみの良い保護膜の形成が可能であ
る。
に設置することで、試料台１６を回転し、凹凸試料４Ａ
を回転しながら、デポジション膜形成用ガスＧを吹き付
けることで、廻りこみの良い保護膜の形成が可能であ
る。
【００２７】次に、図４〜図６を用いて、本実施形態に
よる荷電粒子装置を用いた繊維状試料の加工観察例につ
いて説明する。図４は、本発明の一実施形態による荷電
粒子装置を用いた繊維状試料の加工観察例を説明するた
めの斜視図であり、図５，図６は、図４のＡ矢視図であ
る。
よる荷電粒子装置を用いた繊維状試料の加工観察例につ
いて説明する。図４は、本発明の一実施形態による荷電
粒子装置を用いた繊維状試料の加工観察例を説明するた
めの斜視図であり、図５，図６は、図４のＡ矢視図であ
る。
【００２８】繊維状試料４Ｂは、試料台１６上に導電性
接着剤１７により接着される。ここでの導電性接着剤１
７には、カーボン系および銀系のペーストなどが使用さ
れる。
接着剤１７により接着される。ここでの導電性接着剤１
７には、カーボン系および銀系のペーストなどが使用さ
れる。
【００２９】一般的に試料が繊維状の場合、端面部を固
定し加工・観察するのは困難である。これは、端面部を
接着する際、毛細管現象により導電性ペーストが吸い上
げられ、端面部に付着または覆い被さり、後の加工視野
探しおよび加工に時間を要するためである。この現象は
繊維が微細なほど密集しているほど顕著に現れる。
定し加工・観察するのは困難である。これは、端面部を
接着する際、毛細管現象により導電性ペーストが吸い上
げられ、端面部に付着または覆い被さり、後の加工視野
探しおよび加工に時間を要するためである。この現象は
繊維が微細なほど密集しているほど顕著に現れる。
【００３０】そこで、図４に示すように、試料４Ｂの中
央部付近を接着剤１７により固定している。しかし、繊
維状試料４Ｂの中央部を固定した場合、端面が浮いた状
態となる。一般に繊維状試料の加工部は、繊維の端部で
あるが、このような端面が浮いた状態で、端部側面に保
護膜を成膜している。しかし、従来の方法では、上面に
のみ成膜されるのが一般的である。
央部付近を接着剤１７により固定している。しかし、繊
維状試料４Ｂの中央部を固定した場合、端面が浮いた状
態となる。一般に繊維状試料の加工部は、繊維の端部で
あるが、このような端面が浮いた状態で、端部側面に保
護膜を成膜している。しかし、従来の方法では、上面に
のみ成膜されるのが一般的である。
【００３１】それに対して、本実施形態では、冷却され
た場所にガスを照射することでイオンビームの照射なし
に成膜が可能であり、図５に示すように、試料台１６と
繊維状試料４Ｂの間の空隙を埋める形での成膜が可能で
ある。
た場所にガスを照射することでイオンビームの照射なし
に成膜が可能であり、図５に示すように、試料台１６と
繊維状試料４Ｂの間の空隙を埋める形での成膜が可能で
ある。
【００３２】そして、図６に示すように、試料４Ｂの端
部が試料台１６に固定された状態で、矢印Ｂに示すよう
にイオンビームを照射して、端部の切断加工を行うこと
ができる。さらに、本実施形態では、図６に示すよう
に、加工後も繊維状試料１５は試料台１６に固定される
ため、高分解能観察を容易にする。この時、高分解能観
察には一般に走査電子顕微鏡が用いられる。
部が試料台１６に固定された状態で、矢印Ｂに示すよう
にイオンビームを照射して、端部の切断加工を行うこと
ができる。さらに、本実施形態では、図６に示すよう
に、加工後も繊維状試料１５は試料台１６に固定される
ため、高分解能観察を容易にする。この時、高分解能観
察には一般に走査電子顕微鏡が用いられる。
【００３３】次に、図７及び図８を用いて、本実施形態
による荷電粒子装置を用いた半導体プロセスに多用され
るレジストの加工観察例について説明する。図７は、本
発明の一実施形態による荷電粒子装置を用いた半導体プ
ロセスに多用されるレジストの加工観察例を説明するた
めの斜視図であり、図８は、図７のＣ矢視図である。
による荷電粒子装置を用いた半導体プロセスに多用され
るレジストの加工観察例について説明する。図７は、本
発明の一実施形態による荷電粒子装置を用いた半導体プ
ロセスに多用されるレジストの加工観察例を説明するた
めの斜視図であり、図８は、図７のＣ矢視図である。
【００３４】通常ウェハ２０上のレジスト１８の断面観
察には割断による手法が用いられるが、割断では特定個
所の観察は困難である。ＦＩＢでの加工・観察において
も従来法では、保護膜作成初期に保護膜のない状態で試
料表面にイオンビームが照射されるため、保護膜の形成
された荷電粒子線照射領域ではダメージを受けるため、
レジスト１８の形状が本来の形状から変形することにな
る。
察には割断による手法が用いられるが、割断では特定個
所の観察は困難である。ＦＩＢでの加工・観察において
も従来法では、保護膜作成初期に保護膜のない状態で試
料表面にイオンビームが照射されるため、保護膜の形成
された荷電粒子線照射領域ではダメージを受けるため、
レジスト１８の形状が本来の形状から変形することにな
る。
【００３５】それに対して、本実施形態では、イオンビ
ームの照射なしに成膜が可能なため、レジスト１８は、
図８に示すように、本来の変形のない真の形状を保持し
たままの加工・観察が可能である。
ームの照射なしに成膜が可能なため、レジスト１８は、
図８に示すように、本来の変形のない真の形状を保持し
たままの加工・観察が可能である。
【００３６】なお、図３で説明したように、試料を回転
することにより、凹部への成膜も可能である。また、特
定位置を加工観察する際は、イオンビームを照射した個
所のみ保護膜１４の形成を防ぐことが可能である。本実
施形態では、試料を冷却し、その冷却した試料にデポジ
ション膜形成用ガスを吹き付けることで成膜している
が、保護膜を形成したくない場所にイオンビームを照射
すると、その部分の温度が上昇するため、成膜しなくな
る。したがって、特定の箇所だけ保護膜形成を防止する
ことができる。保護膜形成を防止した箇所は、マーキン
グとして使用することができる。
することにより、凹部への成膜も可能である。また、特
定位置を加工観察する際は、イオンビームを照射した個
所のみ保護膜１４の形成を防ぐことが可能である。本実
施形態では、試料を冷却し、その冷却した試料にデポジ
ション膜形成用ガスを吹き付けることで成膜している
が、保護膜を形成したくない場所にイオンビームを照射
すると、その部分の温度が上昇するため、成膜しなくな
る。したがって、特定の箇所だけ保護膜形成を防止する
ことができる。保護膜形成を防止した箇所は、マーキン
グとして使用することができる。
【００３７】本実施形態によれば、荷電粒子線の照射な
しで、すなわち、ダメージを与えることなく、試料の加
工観察が可能となる。したがって、特に、材料・生物分
野でのダメージに弱い試料の加工観察に有用なものであ
る。また、広範囲の保護膜作成を短時間で行うことがで
きる。
しで、すなわち、ダメージを与えることなく、試料の加
工観察が可能となる。したがって、特に、材料・生物分
野でのダメージに弱い試料の加工観察に有用なものであ
る。また、広範囲の保護膜作成を短時間で行うことがで
きる。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、試料にダメージを与え
ることなく、試料の加工観察を行えるものとなる。
ることなく、試料の加工観察を行えるものとなる。
【図１】本発明の一実施形態による荷電粒子装置の全体
構成を示す側面断面図である。
構成を示す側面断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による荷電粒子装置による
保護膜の成膜状態を示す要部拡大斜視図ある。
保護膜の成膜状態を示す要部拡大斜視図ある。
【図３】本発明の一実施形態による荷電粒子装置の要部
変形例の構成を示す斜視図である。
変形例の構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態による荷電粒子装置を用い
た繊維状試料の加工観察例を説明するための斜視図であ
る。
た繊維状試料の加工観察例を説明するための斜視図であ
る。
【図５】図４のＡ矢視図である。
【図６】図４のＡ矢視図である。
【図７】本発明の一実施形態による荷電粒子装置を用い
た半導体プロセスに多用されるレジストの加工観察例を
説明するための斜視図である。
た半導体プロセスに多用されるレジストの加工観察例を
説明するための斜視図である。
【図８】図７のＣ矢視図である。
１…真空ポンプ
２…試料室
３…試料冷却機構
４，４Ａ，４Ｂ…試料
５…保護膜用ガス銃
５Ａ…ノズル
６…イオン源
７…イオンビーム
８…集束レンズ
９…対物レンズ
１０…偏向器
１１…二次電子
１２…二次電子検出器
１６…試料台
１７…導電性接着剤
１８…レジスト
２０…ウェハ
５３…試料回転機構
Ｇ…保護膜用ガス
Ｓ…保護膜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 黒澤 浩一
茨城県ひたちなか市大字市毛1040番地 株
式会社日立サイエンスシステムズ内
(72)発明者 小池 英巳
茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式会
社日立ハイテクノロジーズ設計・製造統括
本部那珂事業所内
Ｆターム(参考） 2G001 AA05 BA06 BA07 CA05 HA09
LA11 PA12 PA17 QA01 QA10
2H025 AA13 AB20 DA01 DA02
5C001 AA08 BB02 BB06 CC04 CC08
Claims (2)
- 【請求項１】荷電粒子線源と、この荷電粒子線源から発
生した荷電粒子線を照射しまた試料上に走査させる光学
系と、荷電粒子線照射により試料表面から発生した信号
を検出する検出装置とを有し、上記試料表面に保護膜を
形成する荷電粒子線装置において、 上記試料を冷却する試料冷却手段と、 デポジション膜形成用ガスを上記試料の表面に吹き付け
るガス吹き付け手段とを備え、 上記試料冷却手段によって冷却された試料表面に、上記
ガス吹き付け手段によりデポジション膜形成用ガスを吹
き付けて、試料表面に保護膜を形成することを特徴とす
る荷電粒子線装置。 - 【請求項２】請求項１記載の荷電粒子線装置において、 上記試料を回転させる試料回転機構を備え、 この試料回転機構により試料を回転させながら、デポジ
ション膜形成用ガスを試料に吹き付け、保護膜を成膜す
ることを特徴とする荷電粒子線装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001320341A JP2003123682A (ja) | 2001-10-18 | 2001-10-18 | 荷電粒子線装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001320341A JP2003123682A (ja) | 2001-10-18 | 2001-10-18 | 荷電粒子線装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003123682A true JP2003123682A (ja) | 2003-04-25 |
Family
ID=19137744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001320341A Pending JP2003123682A (ja) | 2001-10-18 | 2001-10-18 | 荷電粒子線装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003123682A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005310757A (ja) * | 2004-03-23 | 2005-11-04 | Sii Nanotechnology Inc | 微細３次元構造物作製装置及び方法 |
| JP2006079846A (ja) * | 2004-09-07 | 2006-03-23 | Canon Inc | 試料の断面評価装置及び試料の断面評価方法 |
| JP2009168560A (ja) * | 2008-01-15 | 2009-07-30 | Canon Inc | 保護膜形成方法及び試料断面観察方法 |
| JP2011129441A (ja) * | 2009-12-21 | 2011-06-30 | Hitachi High-Technologies Corp | 冷却試料ホールダ及び試料の冷却加工方法 |
| US8567233B2 (en) | 2008-06-24 | 2013-10-29 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Gas charge container, atom probe apparatus, and method for analyzing hydrogen position in material |
| JP5374660B1 (ja) * | 2013-05-17 | 2013-12-25 | 株式会社真空デバイス | 電子顕微鏡で観察する観察試料およびその作成方法、並びに観察方法 |
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| JP2014522478A (ja) * | 2011-04-04 | 2014-09-04 | オムニプローブ、インコーポレイテッド | 冷凍標本を抽出する方法および標本アッセンブリーの製造 |
Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JPS6459750A (en) * | 1987-08-28 | 1989-03-07 | Mitsubishi Electric Corp | Defect inspection and correction device for electron beam pattern |
| JPH0378058U (ja) * | 1989-12-01 | 1991-08-07 | ||
| JP2001084951A (ja) * | 1999-09-17 | 2001-03-30 | Hitachi Ltd | 加工観察装置及び試料加工方法 |
-
2001
- 2001-10-18 JP JP2001320341A patent/JP2003123682A/ja active Pending
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| JP5374655B1 (ja) * | 2013-03-18 | 2013-12-25 | 株式会社真空デバイス | 電子顕微鏡で観察する観察試料およびその作成方法、並びに観察方法 |
| JP5374660B1 (ja) * | 2013-05-17 | 2013-12-25 | 株式会社真空デバイス | 電子顕微鏡で観察する観察試料およびその作成方法、並びに観察方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040413 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060815 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070109 |