JP2008123891A - Charged beam device and its lens body - Google Patents

Charged beam device and its lens body Download PDF

Info

Publication number
JP2008123891A
JP2008123891A JP2006307702A JP2006307702A JP2008123891A JP 2008123891 A JP2008123891 A JP 2008123891A JP 2006307702 A JP2006307702 A JP 2006307702A JP 2006307702 A JP2006307702 A JP 2006307702A JP 2008123891 A JP2008123891 A JP 2008123891A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
charged beam
sample
charged
gas
objective lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2006307702A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5384786B2 (en
Inventor
Koji Ishiguro
浩二 石黒
Kaoru Umemura
馨 梅村
Noriyuki Kaneoka
則幸 兼岡
Akira Kageyama
晃 影山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi High Technologies Corp
Hitachi High Tech Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi High Technologies Corp, Hitachi High Tech Corp filed Critical Hitachi High Technologies Corp
Priority to JP2006307702A priority Critical patent/JP5384786B2/en
Publication of JP2008123891A publication Critical patent/JP2008123891A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5384786B2 publication Critical patent/JP5384786B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a charged beam device capable of suppressing deterioration of beam resolution capacity even if a gas treatment is applied. <P>SOLUTION: The charged beam device includes an electron source 3 to generate electron beams 19 and a lens body 150 having an objective lens magnetic path 23 to form electron lenses for focusing the electron beams 19 from the electron source 3 on a test piece 30. The device includes an injection hole 130 to inject a reactive gas toward the irradiation portion of the electron beams 19 on the test piece 30 and a gas gun 28 installed in the lens body 150. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は荷電ビームを照射して試料の観察・分析、又は加工等を行う荷電ビーム装置、及びその鏡体に関する。   The present invention relates to a charged beam apparatus for observing / analyzing or processing a sample by irradiating a charged beam, and a mirror body thereof.

荷電ビーム(イオンビーム、電子ビーム)を照射して試料の観察・分析、又は加工等を行う荷電ビーム装置において、試料表面に反応性ガスを供給しながら荷電ビームを照射すると、試料へのデポジション(ビーム誘起堆積)やエッチングを局所的に高速化することができる。前者の方法は、ガスアシストデポジション(Gas Assisted Deposition:以下、GADと略す)と呼ばれており、半導体集積回路(LSI)等における半導体の配線接続や、集束イオンビーム(Focused Ion Beam:以下、FIBと略す)による試料断面の加工、透過型電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope:以下、TEMと略す)の試料作製時に試料へのダメージを低減させる表面保護膜の形成、又は不良箇所へのマーキング形成等に利用されている。一方、後者の方法は、ガスアシストエッチング(Gas Assisted Etching:以下、GAEと略す)と呼ばれており、LSI等の半導体の配線の高速除去のほか、良好な走査電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:以下、SEMと略す)画像を得るためにFIBによる加工面の段差を顕著化する際等に利用されている。   In a charged beam apparatus that irradiates a charged beam (ion beam, electron beam) and observes / analyzes or processes a sample, when the charged beam is irradiated while supplying a reactive gas to the sample surface, the sample is deposited. (Beam-induced deposition) and etching can be locally accelerated. The former method is called gas assisted deposition (hereinafter abbreviated as GAD), and semiconductor wiring connection in a semiconductor integrated circuit (LSI) or the like, or focused ion beam (hereinafter referred to as “focused ion beam”). Processing of sample cross-section by FIB), formation of surface protection film to reduce damage to the sample when preparing a transmission electron microscope (hereinafter abbreviated as TEM), or marking of defective parts, etc. Has been used. On the other hand, the latter method is called Gas Assisted Etching (hereinafter abbreviated as GAE). In addition to high-speed removal of semiconductor wiring such as LSI, a good scanning electron microscope (hereinafter referred to as “Scanning Electron Microscope”) , Abbreviated as SEM), which is used to make the step of the processed surface remarkable by FIB in order to obtain an image.

これらGADやGAE等のガス処理を利用できる荷電ビーム装置には、ガス源に接続されたガスノズルを備え、このガスノズルにより反応性ガスを試料に供給可能としたものがある。そして、そのような荷電ビーム装置にはガスノズルを対物レンズ(終段フォーカスレンズ)と試料の間に配置したものがある(特許文献1等参照)。   Some charged beam apparatuses that can use gas processing such as GAD and GAE include a gas nozzle connected to a gas source, and a reactive gas can be supplied to the sample by the gas nozzle. In such a charged beam apparatus, there is one in which a gas nozzle is disposed between an objective lens (final focus lens) and a sample (see Patent Document 1).

特開2004−342583号公報JP 2004-342583 A

ところが、上記技術のように、対物レンズ(又はリターディング電極等)と試料との間にガスノズル等のガス供給部を配置すると、配置の関係上、対物レンズの磁極端面(試料側の端面)と試料表面との距離であるワーキングディスタンス(作動距離)がガス供給部が無い場合と比較して大きくなり、試料への荷電ビームの開き角が変化してしまう。ビーム開き角が変化してその最適条件から外れると、ビーム径が大きくなってビーム分解能が低下し、微小な異物や欠陥等を検出することが難しくなる。更に、こうした事態は不良原因の追及及び対策の遅れに繋がり、製品の歩留まり低下の原因にもなり得る。   However, if a gas supply unit such as a gas nozzle is arranged between the objective lens (or retarding electrode or the like) and the sample as in the above technique, the magnetic pole end face (end face on the sample side) of the objective lens is arranged due to the arrangement. The working distance (working distance), which is the distance from the sample surface, becomes larger than when there is no gas supply unit, and the opening angle of the charged beam to the sample changes. If the beam opening angle changes and deviates from the optimum condition, the beam diameter increases and the beam resolution decreases, making it difficult to detect minute foreign matters, defects, and the like. Further, such a situation leads to a delay in pursuing the cause of the defect and countermeasures, and may cause a decrease in product yield.

本発明の目的はガス処理を行ってもビーム分解能の低下を抑制することができる荷電ビーム装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a charged beam apparatus that can suppress a decrease in beam resolution even when gas treatment is performed.

本発明は、上記目的を達成するために、荷電ビームを生成する荷電ビーム発生源と、この荷電ビーム発生源からの荷電ビームを試料上に集束させる電子レンズを形成する対物レンズ磁路を有する鏡体とを備える荷電ビーム装置において、試料上の荷電ビーム照射部分に向かって反応性ガスを噴出する噴出孔を有し、前記鏡体に取り付けられたガス供給部を備えるものとする。   In order to achieve the above object, the present invention provides a mirror having an objective lens magnetic path for forming a charged beam generating source for generating a charged beam and an electron lens for focusing the charged beam from the charged beam generating source on a sample. A charged beam apparatus including a body includes a gas supply unit that has an ejection hole for ejecting a reactive gas toward a charged beam irradiation portion on a sample and is attached to the mirror body.

本発明によれば、ガス処理を行う際にもワーキングディスタンスを小さくできるので、ビーム分解能の低下を抑制することができる。   According to the present invention, since the working distance can be reduced even when performing the gas treatment, it is possible to suppress a decrease in beam resolution.

以下、本発明の荷電ビーム装置の実施の形態を図面を用いて説明する。   Embodiments of a charged beam apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は本発明の第1の実施の形態である荷電ビーム装置の全体構成を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a charged beam apparatus according to a first embodiment of the present invention.

図に示す荷電ビーム装置は、その鏡体(カラム)150(対物レンズ32(後述)部分のみ図示)内に設けられた各機器の制御を行う制御部1と、電子ビームを生成する電子源(荷電ビーム発生源)3と、電子源3から所定のエミッション電流の電子ビーム19を引き出す引き出し電極4と、引き出した電子ビーム19を集束する第1集束コイル6と、第1集束コイル6で集束された電子ビーム19の必要な部分だけを取り出す絞り7と、絞り7によって絞られた電子ビーム19を集束する第2集束コイル9と、第2集束コイル9で集束された電子ビーム19を集束し微小スポットとして試料30に照射する電子レンズを形成する対物レンズ32と、試料30上の電子ビーム19の照射部分(スポット)に反応性ガスを噴出するガス銃(ガス供給部)28と、電子ビーム19の照射により試料表面から放出される2次電子34を検出する2次電子検出器16と、2次電子34に偏向作用を与えるE×B偏光器(直交電磁界偏光器)12と、電子ビーム19を試料30上で走査する偏向コイル11を主に備えている。   The charged beam apparatus shown in the figure includes a control unit 1 that controls each device provided in a mirror body (column) 150 (only an objective lens 32 (described later) is shown), and an electron source that generates an electron beam ( Charged beam generation source 3), extraction electrode 4 for extracting electron beam 19 having a predetermined emission current from electron source 3, first focusing coil 6 for focusing extracted electron beam 19, and focusing by first focusing coil 6. A diaphragm 7 for extracting only a necessary part of the electron beam 19, a second focusing coil 9 for focusing the electron beam 19 focused by the diaphragm 7, and focusing the electron beam 19 focused by the second focusing coil 9 to a minute An objective lens 32 that forms an electron lens that irradiates the sample 30 as a spot, and a gas gun (gas) that jets reactive gas to the irradiated portion (spot) of the electron beam 19 on the sample 30 Supply unit) 28, a secondary electron detector 16 for detecting secondary electrons 34 emitted from the sample surface by irradiation of the electron beam 19, and an E × B polarizer (orthogonal electromagnetic wave) for deflecting the secondary electrons 34. Field deflector) 12 and a deflection coil 11 that scans an electron beam 19 on a sample 30.

制御部1は、図示は省略するが、各種処理作業を行う処理部(マイクロプロセッサ等)、処理用プログラムや処理結果等を記憶する記憶部(HDD,ROM,RAM等)、処理部への命令を入力する入力部(キーボード等)、及び各種処理結果等を表示する表示部(モニタ等)等を備えている。また、制御部1は、電子源3及び引き出し電極4に接続された高電圧制御電源2、第1集束コイル6に接続された第1集束コイル制御電源5、第2集束コイル9に接続された第2集束コイル制御電源8、偏向コイル11に接続された偏向コイル制御電源10、E×B偏光器12に接続されたE×B偏光器制御電源13、2次電子検出器16に接続された2次電子検出器制御電源15、反射電子検出器20(後述)に接続された反射電子検出器制御電源17、ブースター電極18(後述)に接続されたブースター電極電圧制御電源21、対物レンズコイル22(後述)に接続された対物レンズコイル電圧制御電源25、ガス銃28に接続されたガス銃コントローラ26、及びリターディング電極24に接続されたリターディング電極制御電源29と接続されており、これら各電源等を処理部等を利用して適宜制御している。   Although not shown, the control unit 1 includes a processing unit (microprocessor and the like) that performs various processing operations, a storage unit (HDD, ROM, RAM, and the like) that stores processing programs and processing results, and instructions to the processing unit. Input unit (such as a keyboard) and a display unit (such as a monitor) for displaying various processing results. The control unit 1 is connected to a high voltage control power source 2 connected to the electron source 3 and the extraction electrode 4, a first focusing coil control power source 5 connected to the first focusing coil 6, and a second focusing coil 9. Second focusing coil control power source 8, deflection coil control power source 10 connected to deflection coil 11, E × B polarizer control power source 13 connected to E × B polarizer 12, and secondary electron detector 16 Secondary electron detector control power supply 15, backscattered electron detector control power supply 17 connected to backscattered electron detector 20 (described later), booster electrode voltage control power supply 21 connected to booster electrode 18 (described later), objective lens coil 22 An objective lens coil voltage control power source 25 connected to (described later), a gas gun controller 26 connected to the gas gun 28, and a retarding electrode control power source 29 connected to the retarding electrode 24. It is, are controlled appropriately by using the processor, and the like of each of these power supply or the like.

電子源3にはプローブ電流の安定性に優れた電子源を用いることが好ましく、本実施の形態では電子源3としてショットエミッション電子源を利用している。   As the electron source 3, it is preferable to use an electron source having excellent probe current stability. In this embodiment, a shot emission electron source is used as the electron source 3.

対物レンズ32は、対物レンズコイル電圧制御電源25に印加される電圧によって磁場を発生する対物レンズコイル22と、対物レンズコイル22を内包するように設けられ試料30側の電極(下極)33を構成する対物レンズ磁路23と、下極33の上方に位置するように対物レンズ磁路23に絶縁部37を介して取り付けられたブースター電極(上極)18を備え、試料30に対面するように鏡体150の下端に設けられている。   The objective lens 32 includes an objective lens coil 22 that generates a magnetic field by a voltage applied to the objective lens coil voltage control power supply 25 and an electrode (lower pole) 33 on the sample 30 side that is provided so as to contain the objective lens coil 22. An objective lens magnetic path 23 to be configured and a booster electrode (upper pole) 18 attached to the objective lens magnetic path 23 via an insulating portion 37 so as to be positioned above the lower pole 33 are provided so as to face the sample 30. Are provided at the lower end of the mirror body 150.

ブースター電極18及び下極33は、それぞれ、環状構造から成っており、電子ビーム19が通過する鏡体150の中心部分に円形の開口部を形成している。これらの電極18,33の間には鏡体150の外周側に奥まった凹部50が形成されている。対物レンズ磁路23の凹部50側には孔151が設けられており、この孔151にはガス銃28が取り付けられている。なお、対物レンズ32付近の磁場分布の一様性を極力確保するために、孔151の径はできるだけ小さくすることが好ましい。   Each of the booster electrode 18 and the lower electrode 33 has an annular structure, and forms a circular opening at the center of the mirror 150 through which the electron beam 19 passes. A recessed portion 50 is formed between the electrodes 18 and 33 and is recessed on the outer peripheral side of the mirror body 150. A hole 151 is provided on the concave portion 50 side of the objective lens magnetic path 23, and a gas gun 28 is attached to the hole 151. In order to ensure the uniformity of the magnetic field distribution near the objective lens 32, the diameter of the hole 151 is preferably as small as possible.

また、孔151を設けることによって対物レンズ32付近の磁場分布の対称性が乱れないように、孔151は鏡体150の軸心に対して周方向に均等になるように複数設けることが好ましい。即ち、孔151が2つの場合には他の孔は鏡体150の中心軸を挟んで対向するように反対側に設け、3つ以上の場合には鏡体150の中心軸を中心とする正多角形の頂点位置に各孔を配置すると良い。なお、この場合、複数の孔の内少なくとも1つの孔にガス銃28を取り付ければ良く、他の孔はガス銃28を取り付けないダミーの孔で良い。ダミーの孔とする場合には、その孔は非磁性材(例えば、SUS材やアルミ材等)で密閉して鏡体150内を真空に保持すると良い。また、もちろん、各孔にガス銃28を取り付けるように構成しても良い。   In addition, it is preferable to provide a plurality of holes 151 so that the symmetry of the magnetic field distribution in the vicinity of the objective lens 32 is not disturbed by providing the holes 151 so as to be uniform in the circumferential direction with respect to the axis of the mirror 150. That is, when there are two holes 151, the other holes are provided on the opposite side so as to face each other with the central axis of the mirror 150 interposed therebetween, and when there are three or more holes 151, the positive holes centered on the central axis of the mirror 150 are provided. It is preferable to arrange each hole at the vertex position of the polygon. In this case, the gas gun 28 may be attached to at least one of the plurality of holes, and the other holes may be dummy holes to which the gas gun 28 is not attached. In the case of a dummy hole, the hole may be sealed with a nonmagnetic material (for example, SUS material, aluminum material, etc.) and the inside of the mirror 150 may be held in a vacuum. Of course, the gas gun 28 may be attached to each hole.

ブースター電極18は、ブースター電極電圧制御電源21によって正または負の電圧を印加される。これにより、試料30上における電子ビーム19のビーム径を小さくして分解能を向上させたり、2次電子検出器16及び反射電子検出器20(後述)による2次電子及び反射電子の収率を向上させたりすることができる。   The booster electrode 18 is applied with a positive or negative voltage by a booster electrode voltage control power source 21. Thereby, the beam diameter of the electron beam 19 on the sample 30 is reduced to improve the resolution, and the yield of secondary electrons and reflected electrons by the secondary electron detector 16 and the backscattered electron detector 20 (described later) is improved. You can make it.

対物レンズ磁路23は、荷電ビーム装置の鏡体150の一部を構成しており、その材質は純鉄が好ましい。このように純鉄で製造すると、必要な磁束密度を得るために対物レンズコイル電圧制御電源25で対物レンズコイル22に継続的に負荷をかけても磁気飽和が発生しない。   The objective lens magnetic path 23 constitutes a part of the mirror body 150 of the charged beam apparatus, and the material thereof is preferably pure iron. Thus, if it manufactures with a pure iron, even if it loads continuously on the objective lens coil 22 with the objective lens coil voltage control power supply 25 in order to obtain a required magnetic flux density, magnetic saturation will not generate | occur | produce.

E×B偏向器12は2次電子等に対して1次電子と異なる電界及び磁場を作用させるように調整されている。より具体的には、1次電子である電子ビーム19には、電界と磁場が相殺して結果的に偏向作用を与えないように強度調整されており、入射方向がこれと逆になる2次電子34には偏向作用を与え、2次電子検出器16に入射するように調整されている。   The E × B deflector 12 is adjusted so that an electric field and a magnetic field different from the primary electrons are applied to secondary electrons and the like. More specifically, the intensity of the electron beam 19 that is the primary electron is adjusted so that the electric field and the magnetic field cancel each other and consequently do not exert a deflection action, and the incident direction is the opposite of the secondary. The electron 34 is deflected and adjusted so as to enter the secondary electron detector 16.

2次電子検出器16は2次電子像を形成する際に利用される。2次電子像は、偏向コイル11を利用して電子ビーム19を試料30の表面上で走査し、2次電子検出器16が検出した2次電子34の強度を走査信号と同期させて輝点列とすることで得られ、例えば、制御部1の表示部に表示される。   The secondary electron detector 16 is used when forming a secondary electron image. The secondary electron image is obtained by scanning the electron beam 19 on the surface of the sample 30 using the deflection coil 11 and synchronizing the intensity of the secondary electrons 34 detected by the secondary electron detector 16 with the scanning signal. For example, it is displayed on the display unit of the control unit 1.

本実施の形態の荷電ビーム装置は、上記構成要素の他にも、電子によって2次電子が発生しやすい材料(例えば、金、銀、白金等)がコーティングされている反射板14と、電子ビーム19の照射により試料30の表面から放出される反射電子を検出する反射電子検出器20と、電子ビーム19に電位を付与して減速させるリターディング電極24等を備えている。反射電子検出器20は、鏡体150の中心軸を取り囲むように設けられており、2次電子検出器16による2次電子像と同様、反射電子像を形成する際に利用される。反射電子像は試料観察面の凹凸等を検出することができる。   In addition to the above-described components, the charged beam apparatus according to the present embodiment includes a reflector 14 that is coated with a material (for example, gold, silver, platinum, or the like) that easily generates secondary electrons, and an electron beam. 19 includes a backscattered electron detector 20 that detects backscattered electrons emitted from the surface of the sample 30 by irradiation of 19, a retarding electrode 24 that applies a potential to the electron beam 19 and decelerates it. The backscattered electron detector 20 is provided so as to surround the central axis of the mirror body 150, and is used when a backscattered electron image is formed in the same manner as the secondary electron image by the secondary electron detector 16. The reflected electron image can detect irregularities on the sample observation surface.

図2は図1におけるガス銃28付近を拡大して示す断面図である。なお、先の図と同じ部分には同じ符号を付して説明は省略する(後の図も同様とする)。   FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the vicinity of the gas gun 28 in FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the previous figure, and description is abbreviate | omitted (the following figure is also the same).

図示するように、ガス銃28は、反応性ガスを噴出する噴出孔130が先端に設けられたガスノズル31と、ガスノズル31と連結された本体131と、大気圧となる鏡体150外部において本体131を外周から覆う本体カバー132と、真空に保持された鏡体150内部において本体131を外周から覆う真空ベロー40と、孔151に取り付けられガス銃28を保持するフランジ133と、ガスボンベ(ガス源)45と接続されガスノズル31に反応性ガスを供給するガス管39を備えている。ガス銃28を構成する各部材は、対物レンズ32での磁場分布を極力乱さないようにする点に配慮して、非磁性材料(例えば、SUS材やアルミ材)で製作することが好ましい。   As shown in the figure, the gas gun 28 includes a gas nozzle 31 provided with a jet hole 130 for jetting reactive gas at the tip, a main body 131 connected to the gas nozzle 31, and a main body 131 outside the mirror body 150 that is at atmospheric pressure. A body cover 132 covering the outer periphery, a vacuum bellow 40 covering the body 131 from the outer periphery inside the mirror 150 held in vacuum, a flange 133 attached to the hole 151 and holding the gas gun 28, and a gas cylinder (gas source) 45, a gas pipe 39 for supplying a reactive gas to the gas nozzle 31 is provided. Each member constituting the gas gun 28 is preferably made of a nonmagnetic material (for example, a SUS material or an aluminum material) in consideration of preventing the magnetic field distribution in the objective lens 32 from being disturbed as much as possible.

本体131は、ガスノズル31側と反対側の端部においてジョイント部材36を介してエアシリンダ(駆動装置)35と接続されており、外周面に沿って複数配置されたローラベアリング37を介して本体カバー132内に収納されている。   The main body 131 is connected to an air cylinder (driving device) 35 via a joint member 36 at the end opposite to the gas nozzle 31 side, and a main body cover is provided via a plurality of roller bearings 37 arranged along the outer peripheral surface. It is housed in 132.

エアシリンダ35は、空気供給源(図示せず)と接続されており、ガス銃コントローラ26の指令によって噴出孔130を試料30に対して軸方向に沿って進退させる。GAD及びGAEを行う際にはこの進退機能を利用することにより噴出孔130を試料30上の荷電ビーム照射部分に接近させることができ、その他の時には凹部50内に待避させることができる。ガス銃28には、ガスノズル31を一定距離以上試料30に近づかせないようにするためのストッパー(図示せず)が設けられており、誤操作等によって試料又はノズル先端が損傷することを防止している。ローラベアリング37は本体131が進退する際の軸ブレの発生を抑制する。なお、ガスノズル31の進退の微調整は微調整機構(図示せず)によって行なう。   The air cylinder 35 is connected to an air supply source (not shown), and advances and retracts the ejection hole 130 along the axial direction with respect to the sample 30 according to a command from the gas gun controller 26. When performing GAD and GAE, by utilizing this advance / retreat function, the ejection hole 130 can be brought close to the charged beam irradiation portion on the sample 30, and can be retracted in the recess 50 at other times. The gas gun 28 is provided with a stopper (not shown) for preventing the gas nozzle 31 from approaching the sample 30 for a certain distance or more, and prevents the sample or the tip of the nozzle from being damaged by an erroneous operation or the like. Yes. The roller bearing 37 suppresses the occurrence of shaft shake when the main body 131 moves back and forth. The fine adjustment of the advance / retreat of the gas nozzle 31 is performed by a fine adjustment mechanism (not shown).

ガス銃28の姿勢(仰角及び俯角、首振り角度)を変更する際には、フランジ133に設けられカバー本体132の姿勢を保持している調整ネジ38を利用する。調整ネジ38は、フランジ133を介してカバー本体132の上下方向及び水平方向から2本ずつ取り付けられており、これら4本のネジをネジ孔に対して適宜進退させるによってガス銃28を所望の姿勢に保持する。また、本体131はモーター等の回転駆動装置とギア等の動力伝達装置(ともに図示せず)と連結されており、ガスノズル31をその軸心周りに回転させる場合には、回転駆動装置を駆動させることにより回転させることができる。   When changing the posture (elevation angle, depression angle, and swing angle) of the gas gun 28, an adjustment screw 38 provided on the flange 133 and holding the posture of the cover main body 132 is used. Two adjustment screws 38 are attached from the vertical direction and horizontal direction of the cover main body 132 via the flange 133, and the gas gun 28 is moved in a desired posture by appropriately advancing and retracting these four screws with respect to the screw holes. Hold on. The main body 131 is connected to a rotation drive device such as a motor and a power transmission device (both not shown) such as a gear. When the gas nozzle 31 is rotated around its axis, the rotation drive device is driven. Can be rotated.

真空ベロー40は、本体131の進退に応じて伸縮できるように蛇腹状に形成されており、その内部(本体131側)は大気圧に保持されている。また、フランジ133と対物レンズ磁路23との間には孔151を取り囲むようにOリング42が設けられており、鏡体150の内部を真空に保持している。   The vacuum bellows 40 is formed in a bellows shape so that the vacuum bellows 40 can be expanded and contracted as the main body 131 advances and retreats, and the inside (main body 131 side) is maintained at atmospheric pressure. Further, an O-ring 42 is provided between the flange 133 and the objective lens magnetic path 23 so as to surround the hole 151, and the inside of the mirror body 150 is held in a vacuum.

ガス管39は、上流側においては複数のガスボンベ45と調整弁44を介して接続され、下流側においては真空ベロー40を外周から取り囲むようにコイル状に配された後にガスノズル31と結合されている。このようにガス管39をコイル状に配することにより、本体131が進退してもそれに追随して伸縮することができる。   The gas pipe 39 is connected to the upstream side via a plurality of gas cylinders 45 and a regulating valve 44, and on the downstream side, the gas pipe 39 is arranged in a coil shape so as to surround the vacuum bellows 40 from the outer periphery, and then coupled to the gas nozzle 31. . As described above, by arranging the gas pipe 39 in a coil shape, even if the main body 131 moves back and forth, it can expand and contract following it.

各ガスボンベ45には、GAD用のデポジションガス、及びGAE用のエッチングガスが適宜貯留されており、調整弁44を開閉することで使用する反応ガスを作業内容に応じて切り換えることができる。デポジションガスの例としては、タングステンカルボニル(W(CO)6)、酸化シリコン膜を生成するテトラエチルオキシシラン(Si(OC2H5)4,別称:テオス)、モリブデンカルボニル(M(CO)6)、及びカーボン系のガス等が挙げられ、エッチングガスの例としては、2フッ化キセノン(×eF2)や、フッ素系ガス(CF4等)、塩素系ガス等が挙げられる。 Each gas cylinder 45 appropriately stores GAD deposition gas and GAE etching gas, and the reaction gas to be used can be switched according to the work contents by opening and closing the adjustment valve 44. Examples of deposition gases include tungsten carbonyl (W (CO) 6 ), tetraethyloxysilane (Si (OC 2 H 5 ) 4 , also known as theos), molybdenum carbonyl (M (CO) 6 ) that forms a silicon oxide film. ), Carbon-based gas, and the like. Examples of the etching gas include xenon difluoride (× eF 2 ), fluorine-based gas (CF 4, etc.), chlorine-based gas, and the like.

なお、図に示したガス銃28は、鏡体150の外部(大気側)に配置されたガスボンベ45によりガスが供給されるものであるが、ガスボンベ45の位置はこれに限らず真空側(例えば、鏡体150の内側)に設けても良い。また、ガスノズル31の軸方向に平行又は垂直に複数のガスタンクを本体131に環状に取り付けても良い。さらに、ガス源が常温で固体又は液体の場合には、ガス源を適宜加熱して飽和蒸気圧を上昇させ、気化させてからガス管を介して供給すれば良い。   The gas gun 28 shown in the figure is supplied with gas by a gas cylinder 45 disposed outside (atmosphere side) of the mirror body 150. However, the position of the gas cylinder 45 is not limited to this, and the vacuum side (for example, Or inside the mirror body 150). Further, a plurality of gas tanks may be attached to the main body 131 in a ring shape in parallel or perpendicular to the axial direction of the gas nozzle 31. Further, when the gas source is solid or liquid at room temperature, the gas source is appropriately heated to increase the saturated vapor pressure and vaporize, and then supplied through the gas pipe.

ここで図1に戻り、鏡体150内の対物レンズ32の上方には流路抵抗を大きくするオリフィス(絞り部)160が設けられている。反応性ガスの供給箇所付近ではガスによって圧力が上昇して持続的な放電が発生し、圧力勾配が生じて反応性ガスが鏡体150の上流側(電子源3側)に逆流する場合がある。この逆流した反応性ガスは、鏡体150内部の機器(例えば、偏向コイル11や引き出し電極4等)に付着して汚れとなり機器の性能を劣化させたり、絶縁物に付着して帯電しビームドリフトの発生原因になったりする場合がある。しかし、上記のように設けたオリフィス160によって蒸発物の逆流を抑制することができるので、反応性ガスが鏡体150の上流に侵入して汚れとして蓄積されることを抑制することができる。   Here, referring back to FIG. 1, an orifice (throttle part) 160 that increases the flow resistance is provided above the objective lens 32 in the mirror body 150. In the vicinity of the supply point of the reactive gas, the pressure is increased by the gas and a continuous discharge is generated, and a pressure gradient is generated, and the reactive gas may flow backward to the upstream side (electron source 3 side) of the mirror 150. . This counter-flowing reactive gas adheres to the equipment (for example, the deflection coil 11 and the extraction electrode 4) inside the mirror 150 and becomes dirty, deteriorates the performance of the equipment, or adheres to an insulator and becomes charged and beam drift. It may cause the occurrence of. However, since the backflow of the evaporated material can be suppressed by the orifice 160 provided as described above, it is possible to suppress the reactive gas from entering the upstream of the mirror body 150 and accumulating as dirt.

なお、このオリフィス160は、鏡体150内のできるだけ下流側、かつ電子ビーム19の径ができるだけ小さくなる箇所に設けることが好ましく、本実施の形態では、第2集束コイル9の下流側かつ偏向コイル11の下流側に設けている。このような箇所に配置すれば、オリフィスの径をできるだけ小さくすることができるので、反応性ガスの逆流を一層効果的に防止することができる。また、上記の放電等の不具合の発生を防止するには、ブースター電極18やリターディング電極24へできるだけ小さい電圧が印加されるように制御することも有効である。   The orifice 160 is preferably provided at the downstream side of the lens body 150 as much as possible and at a location where the diameter of the electron beam 19 is as small as possible. In the present embodiment, the downstream side of the second focusing coil 9 and the deflection coil are provided. 11 on the downstream side. If it arrange | positions in such a location, since the diameter of an orifice can be made as small as possible, the backflow of reactive gas can be prevented more effectively. In order to prevent the occurrence of problems such as discharge, it is also effective to control the booster electrode 18 and the retarding electrode 24 so that the smallest possible voltage is applied.

また、上記の第1集束コイル6、絞り7、第2集束コイル9、及び偏向コイル11等は、荷電ビーム源(電子源3)から引き出した荷電ビーム(電子ビーム19)を試料上の所望の位置に照射する荷電ビーム光学系200を構成する。   In addition, the first focusing coil 6, the diaphragm 7, the second focusing coil 9, the deflection coil 11, and the like described above can generate a desired charged beam (electron beam 19) extracted from the charged beam source (electron source 3) on the sample. A charged beam optical system 200 for irradiating the position is configured.

ところで、上記において説明した荷電ビーム装置は、走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:以下、SEMと略す)の1種であり、半導体等の生産現場で欠陥や異物等の観察に用いられる欠陥観察用走査型電子顕微鏡(以下、レビューSEMと略す)である。このレビューSEMは、検査装置(光学式検査装置やSEM式検査装置等)によって得た検査結果(欠陥の座標データ等)に基づいて各欠陥を視野に含む画像(欠陥画像)と欠陥を含まない良品パターンの画像(参照画像)を自動的に取得する機能(自動レビュー(Automatic Defect Review):以下、ADRと略す)、及びこのADRによって取得した欠陥画像及び参照画像を基に各欠陥の特徴量を定量的に算出し、こうして得た特徴量と予め設定しておいた欠陥分類の基準となるデータ(教示データ)とを比較して欠陥を自動的に分類する機能(自動分類(Automatic Defect Classification):以下、ADCと略す)を有している。   The charged beam apparatus described above is a kind of scanning electron microscope (hereinafter abbreviated as SEM), and is used for defect observation used for observing defects and foreign matters in semiconductor production sites. This is a scanning electron microscope (hereinafter abbreviated as a review SEM). This review SEM does not include images (defect images) that contain each defect in the field of view based on inspection results (defect coordinate data, etc.) obtained by an inspection device (such as an optical inspection device or SEM inspection device). A function for automatically acquiring a non-defective pattern image (reference image) (Automatic Defect Review: hereinafter abbreviated as ADR), and a feature amount of each defect based on the defect image and reference image acquired by this ADR A function that automatically classifies defects by comparing the feature values obtained in this way with the data (teaching data) that is the standard for defect classification set in advance (automatic defect classification) ): Hereinafter abbreviated as ADC).

上記の制御部1の処理部は、欠陥画像及び参照画像を検査結果に基づいて撮像する処理、画像に基づいて特徴量を算出する処理、及び教示データに基づいて欠陥を分類する処理等を行い、記憶部には、欠陥画像及び参照画像、特徴量データ、教示データ、並びに各処理を行う際に利用するプログラム等が格納されており、制御部1はこれらを利用して上記のADR及びADCを行っている。   The processing unit of the control unit 1 performs processing for capturing a defect image and a reference image based on the inspection result, processing for calculating a feature amount based on the image, processing for classifying the defect based on teaching data, and the like. The storage unit stores defect images and reference images, feature amount data, teaching data, a program used when performing each processing, and the like. The control unit 1 uses these to store the above ADR and ADC. It is carried out.

ここで、レビューSEMを用いた代表的なウェーハ検査作業の主な流れを説明する。   Here, the main flow of typical wafer inspection work using the review SEM will be described.

まず、ADRを行う際には、搬送手段(例えば、FOUP(Front Opening Unified Pod)や大気搬送ユニット等)によって試料室内に検査ウェーハを搬入する。そして、この搬入したウェーハに対して低分解能観察(レビューモード)でADRを行い、これに続いてADCを行なう。これにより、例えば、欠陥を、「剥離」、「異物」、「傷」、「塵」等の発生原因に応じて大まかに分類し、更にこれらを、「短絡」、「オープン」、「凸欠陥」、「凹欠陥」、「VC(ボルテージコントラスト)欠陥」等に細かく分類することができる。このように分類された異物、欠陥部等の形状などを更に詳細に観察する必要がある場合には、適宜、高分解能観察を行う。また、更に欠陥部等の発生原因を追及する必要がある場合には、FIB等によってウェーハの断面加工を行う場合もある。FIBによって断面加工する際には、それに先だって、電子ビームデポを利用してウェーハ上に加工箇所を示す目印(マーカー)を付ける必要がある。   First, when performing ADR, an inspection wafer is carried into the sample chamber by a transfer means (for example, FOUP (Front Opening Unified Pod), an atmospheric transfer unit, etc.). Then, ADR is performed on the loaded wafer in low resolution observation (review mode), and ADC is performed subsequently. In this way, for example, defects are roughly classified according to the cause of occurrence of “peeling”, “foreign matter”, “scratch”, “dust”, etc., and these are further classified as “short-circuit”, “open”, “convex defect” ”,“ Concave defect ”,“ VC (voltage contrast) defect ”, and the like. When it is necessary to observe in more detail the shape of the foreign matter, the defect portion, and the like thus classified, high-resolution observation is appropriately performed. Further, when it is necessary to further investigate the cause of the occurrence of a defective portion or the like, the wafer cross section may be processed by FIB or the like. Prior to the cross-section processing by FIB, it is necessary to put a mark (marker) indicating the processing location on the wafer using an electron beam deposit.

これらの一連の作業によって、配線のボイド、コンタクト不良などの不良原因を特定することができ、製造プロセスへのフィードバックが可能となり、製品の歩留まりを向上することができる。   By a series of these operations, the cause of defects such as wiring voids and contact defects can be specified, feedback to the manufacturing process can be made, and the yield of products can be improved.

次に、レビューSEMにおいて、低分解能観察、高分解能観察、及び電子ビームデポを行う場合について図を用いて詳述する。   Next, the case where low-resolution observation, high-resolution observation, and electron beam deposition are performed in the review SEM will be described in detail with reference to the drawings.

図3は低分解能観察を行う際のガスノズル31の位置、及び各電極18,24への電圧の印加状態を示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing the position of the gas nozzle 31 and the state of voltage application to the electrodes 18 and 24 when performing low-resolution observation.

低分解能観察を行う場合には、図に示すように、噴出孔130が凹部50内に収まるようにエアシリンダ35によってガスノズル31を試料30から待避させた位置(例えば、ガス処理を行う位置から噴出孔130を20mm待避させた位置)で保持しながら、ブースター電極電圧制御電源21によってブースター電極18にアース電圧を、リターディング電極制御電源29によってリターディング電極24に負の電圧(例えば、−1kV)を印加する。これにより、電子プローブ電流値が大きくなってビーム径が大きくなるので、異物及び欠陥等を高速で探すことができる。   When performing low-resolution observation, as shown in the figure, the gas nozzle 31 is retracted from the sample 30 by the air cylinder 35 so that the ejection hole 130 is accommodated in the recess 50 (for example, ejection from a position where gas treatment is performed). While holding the hole 130 at a position retracted 20 mm), the booster electrode voltage control power supply 21 applies a ground voltage to the booster electrode 18, and the retarding electrode control power supply 29 supplies a negative voltage (for example, −1 kV) to the retarding electrode 24. Is applied. As a result, the electron probe current value is increased and the beam diameter is increased, so that foreign matters, defects and the like can be searched at high speed.

また、ガスノズル31がブースター電極18近傍にあると、下極33とブースター電極18との間に軸対称に形成される電界が乱れてビーム分解能が低下する場合があるので、ガスノズル31は上記のように凹部50内に待避させている。このようにガスノズル31を待避させれば、ガスノズル31による電界の乱れや、分解能の低下を抑制することができる。さらに、リターディング電極24によって正に帯電している試料に2次電子を戻す事により、残留電荷を中和し、帯電による像コントラスト低下などの不具合を回避する事が可能となる。   Further, if the gas nozzle 31 is in the vicinity of the booster electrode 18, the electric field formed axisymmetrically between the lower electrode 33 and the booster electrode 18 may be disturbed to reduce the beam resolution. Is recessed in the recess 50. If the gas nozzle 31 is retracted in this way, the disturbance of the electric field by the gas nozzle 31 and the decrease in resolution can be suppressed. Further, by returning the secondary electrons to the positively charged sample by the retarding electrode 24, it is possible to neutralize residual charges and avoid problems such as image contrast reduction due to charging.

図4は高分解能観察を行う際のガスノズル31の位置、及び各電極18,24への電圧の印加状態を示す図である。   FIG. 4 is a diagram showing the position of the gas nozzle 31 and the state of voltage application to the electrodes 18 and 24 when performing high-resolution observation.

高分解能観察を行う場合には、低分解能観察のときと同様に、試料30から待避させた位置でガスノズル31を保持しながら、ブースター電極電圧制御電源21によってブースター電極18に正の電圧(例えば、3kV)を、リターディング電極制御電源29によってリターディング電極24に負の電圧(例えば、−1kV)を印加する。これにより対物レンズ32によって電子レンズが形成され、このレンズによって試料30上に照射される電子ビーム径が小さくなるので、ビーム分解能を向上させことができる。また、電子レンズを形成すると、2次電子、反射電子が各検出器16,20で検出される割合(収率)も向上するので、SN比の高い高画質な電子像を得ることができる。   When performing high-resolution observation, as in the case of low-resolution observation, while holding the gas nozzle 31 at a position retracted from the sample 30, the booster electrode voltage control power source 21 applies a positive voltage (for example, to the booster electrode 18). 3 kV), a negative voltage (for example, −1 kV) is applied to the retarding electrode 24 by the retarding electrode control power supply 29. As a result, an electron lens is formed by the objective lens 32, and the diameter of the electron beam irradiated onto the sample 30 by this lens is reduced, so that the beam resolution can be improved. Further, when the electron lens is formed, the ratio (yield) at which the secondary electrons and the reflected electrons are detected by the detectors 16 and 20 is improved, so that a high-quality electronic image with a high SN ratio can be obtained.

図5は電子ビームデポを行う際のガスノズル31の位置、及び各電極18,24への電圧の印加状態を示す図である。   FIG. 5 is a diagram showing the position of the gas nozzle 31 and the voltage application state to the electrodes 18 and 24 when performing electron beam deposition.

ガス処理を伴う電子ビームデポ(GAD)を行う場合には、図に示すように、噴出孔130が試料30上のビーム照射部分に臨む位置(例えば、加工点上空の200μm程度)にエアシリンダ35でガスノズル31を伸長させて反応性ガスを噴出しながら、低分解能観察時と同様に、ブースター電極電圧制御電源21によってブースター電極18にアース電圧を、リターディング電極制御電源29によってリターディング電極24に負の電圧(例えば、−1kV)を印加する。本実施の形態によれば、ガス銃28が対物レンズ磁路23に取り付けられているので、ガス処理を行わない場合と同じワーキングディスタンス(下極33の試料30側の端面から試料30表面までの距離)でガス処理を行うことができる。   When performing electron beam deposition (GAD) with gas treatment, as shown in the figure, an air cylinder 35 is used to position the ejection hole 130 facing the beam irradiation portion on the sample 30 (for example, about 200 μm above the processing point). While the gas nozzle 31 is extended and the reactive gas is ejected, the booster electrode voltage control power source 21 applies a ground voltage to the booster electrode 18 and the retarding electrode control power source 29 applies a negative voltage to the retarding electrode 24 as in the low resolution observation. Is applied (for example, −1 kV). According to the present embodiment, since the gas gun 28 is attached to the objective lens magnetic path 23, the same working distance as when no gas treatment is performed (from the end surface of the lower pole 33 on the sample 30 side to the surface of the sample 30). Gas treatment can be performed at a distance).

次に本実施の形態の荷電ビーム装置の効果を説明する。   Next, effects of the charged beam apparatus according to the present embodiment will be described.

GADやGAE等のガス処理が利用可能な荷電ビーム装置としては、ガスノズル等のガス供給部を対物レンズと試料の間に配置する技術が知られている。この技術を本実施の形態の比較例として図を用いて説明する。   As a charged beam apparatus that can use gas processing such as GAD and GAE, a technique of arranging a gas supply unit such as a gas nozzle between an objective lens and a sample is known. This technique will be described with reference to the drawings as a comparative example of the present embodiment.

図6は本実施の形態の比較例である荷電ビーム装置の対物レンズ周辺の構成を示す図である。この図において、試料30に反応性ガスを供給するガス銃228は、荷電ビーム装置の鏡体250とは独立した部材であり、対物レンズ232と試料30の間にガスノズル231が配置されるように設けられている。   FIG. 6 is a diagram showing a configuration around the objective lens of a charged beam apparatus which is a comparative example of the present embodiment. In this figure, a gas gun 228 that supplies a reactive gas to the sample 30 is a member independent of the mirror body 250 of the charged beam device, and a gas nozzle 231 is disposed between the objective lens 232 and the sample 30. Is provided.

このようにガス銃228を配置すると、配置の関係上、ガス供給部が無い場合と比較してワーキングディスタンスが大きくなり、試料30に照射されるビーム径が大きくなってビーム分解能が低下してしまう。このようにビームの分解能が低下すると、ガス処理を行わない場合に検出できた異物や欠陥が検出できなくなる場合があり、不良原因の追究及び対策が遅延して歩留まりの低下を招く場合がある。また、対物レンズ232(又はリターディング電極224等)と試料の間にガスノズル231等が存在することにより、均一な電界・磁場が乱れ、非点収差を補正する非点補正コイル等を用いても補正が不充分となり、ビームの非点収差が発生してビーム分解能が一層低下する場合もある。   When the gas gun 228 is arranged in this manner, the working distance becomes larger than the case where there is no gas supply unit due to the arrangement, the beam diameter irradiated to the sample 30 becomes larger, and the beam resolution is lowered. . If the beam resolution is reduced in this way, foreign matter and defects that could be detected without gas treatment may not be detected, and the investigation and countermeasure for the cause of the failure may be delayed, leading to a decrease in yield. Further, since the gas nozzle 231 and the like exist between the objective lens 232 (or the retarding electrode 224 and the like) and the sample, a uniform electric field / magnetic field is disturbed, and an astigmatism correction coil or the like for correcting astigmatism may be used. Correction may be insufficient, and beam astigmatism may occur, resulting in a further reduction in beam resolution.

これに対して、本実施の形態の荷電ビーム装置は、試料30上の荷電ビーム照射部分に向かって反応性ガスを噴出する噴出孔130を有し、鏡体150に取り付けられたガス銃28を備えている。このようにガス銃28を鏡体150内に取り付けると、対物レンズ32の下極33が形成する円形開口部を介して噴出孔130を試料30に臨ませることができるので、ワーキングディスタンスを大きくすることなく試料30に反応ガスを供給することができる。即ち、本実施の形態によれば、ガス処理を行う際にもワーキングディスタンスを小さくできるので、ビーム分解能の低下を抑制しながらガス処理を行うことができる。   On the other hand, the charged beam apparatus according to the present embodiment has a gas gun 28 attached to the mirror body 150 having a jet hole 130 for jetting reactive gas toward the charged beam irradiation portion on the sample 30. I have. When the gas gun 28 is mounted in the mirror body 150 in this way, the ejection hole 130 can face the sample 30 through the circular opening formed by the lower pole 33 of the objective lens 32, so that the working distance is increased. The reaction gas can be supplied to the sample 30 without any problem. That is, according to the present embodiment, since the working distance can be reduced even when performing gas processing, it is possible to perform gas processing while suppressing a decrease in beam resolution.

また、ガス銃28は、上記のようにSUS材等の非磁性材で構成した場合には、対物レンズ32周辺の電界・磁場を乱すことが少ないので、ビーム分解能の低下を抑制することができる。さらに、ガス銃28の取り付け部分である孔151を鏡体150の中心軸に対して周方向に均等に配置すると、電界・磁場の対称性を保持することができ、ビーム分解能の低下を一層抑制することができる。   Further, when the gas gun 28 is made of a non-magnetic material such as a SUS material as described above, it is less likely to disturb the electric field / magnetic field around the objective lens 32, so that a decrease in beam resolution can be suppressed. . Furthermore, if the holes 151 that are the attachment portions of the gas gun 28 are evenly arranged in the circumferential direction with respect to the central axis of the mirror body 150, the symmetry of the electric field and the magnetic field can be maintained, and the deterioration of the beam resolution is further suppressed. can do.

なお、上記では、ガス銃28を対物レンズ磁路23に取り付ける構成を例に挙げて説明してきたが、ガス銃28を取り付ける箇所はこれに限られず、噴出孔130を、試料30上の荷電ビーム照射部分に近接させられるように、ガス銃28を鏡体150に取り付ければ良い。これには、例えば、対物レンズ32の上方側の鏡体150にガス銃28を取り付け、ブースター電極18の開口部にガスノズル31を上方から通し、噴出孔130が試料30上の荷電ビーム照射部分に近接するように構成するものがある。   In the above description, the configuration in which the gas gun 28 is attached to the objective lens magnetic path 23 has been described as an example. However, the location where the gas gun 28 is attached is not limited to this, and the ejection hole 130 is connected to the charged beam on the sample 30. What is necessary is just to attach the gas gun 28 to the mirror body 150 so that it may be made to adjoin to an irradiation part. For this purpose, for example, the gas gun 28 is attached to the upper body 150 of the objective lens 32, the gas nozzle 31 is passed through the opening of the booster electrode 18 from above, and the ejection hole 130 is formed on the charged beam irradiation portion on the sample 30. Some are configured to be close together.

また、上記の説明ではレビューSEMに適用した場合について触れたが、この他にも、SEMやTEM、イオンビーム(FIB)等を利用する場合にも勿論適用可能である。イオンビームを利用する場合には、本実施の形態における電子源3の代わりに、ガリウム等の液体金属イオン源を利用すればイオンビームを発生することができる。この他のイオンビーム源としては、例えば、非汚染イオンビームを発生するシリコン、ゲルマニウム等のIV属液体金属イオン源、ヘリウム、アルゴン等のガスフェーズ電界電離イオン源、及び酸素、アルゴン等のガスプラズマイオン源などがある。   Moreover, although the case where it applied to review SEM was mentioned in said description, of course, it is applicable also when utilizing SEM, TEM, an ion beam (FIB), etc. other than this. When an ion beam is used, an ion beam can be generated by using a liquid metal ion source such as gallium instead of the electron source 3 in the present embodiment. Other ion beam sources include, for example, group IV liquid metal ion sources such as silicon and germanium that generate non-contaminating ion beams, gas phase field ion sources such as helium and argon, and gas plasmas such as oxygen and argon. There are ion sources.

次に、本発明の第2の実施の形態である荷電ビーム装置について説明する。本実施の形態の荷電ビーム装置の主たる特徴は2つの鏡体(ツインカラム)を備えている点にある。   Next, the charged beam apparatus which is the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. The main feature of the charged beam apparatus according to the present embodiment is that it includes two mirror bodies (twin columns).

図7は本発明の第2の実施の形態である荷電ビーム装置の全体構成を示す図である。   FIG. 7 is a diagram showing an overall configuration of a charged beam apparatus according to the second embodiment of the present invention.

図に示す荷電ビーム装置は、第1の実施の形態で説明した荷電ビーム装置と同様の構成からなりガス銃28を鏡体内に有するSEM110と、イオンビームを生成するイオン源51(後述する図8参照)を内包するイオンビーム鏡体118と、試料30からマイクロサンプル80(例えば、10μm程度のサイズ;図13参照)を摘出するマイクロサンプリングユニット(摘出手段)117と、試料室119内に設けられステージ114と、ステージ114の上部に取り付けられ、載置された試料30を固定手段(例えば、ピン)で固定する試料ホルダー113と、イオンビーム鏡体118側に設けられ、イオンビーム鏡体118と別に配置されたガス銃228と、SEM110側に設けられ、試料30のアライメントを行う際に利用する光学顕微鏡111と、SEM110側及びイオンビーム鏡体118側にそれぞれ設けられ、各荷電ビーム装置のワーキングディスタンスを一定に保持するZセンサー115を備えている。   The charged beam apparatus shown in the figure has the same configuration as that of the charged beam apparatus described in the first embodiment, and includes an SEM 110 having a gas gun 28 in a lens body, and an ion source 51 that generates an ion beam (see FIG. 8 described later). An ion beam mirror 118 including a reference), a microsampling unit (extraction means) 117 for extracting a microsample 80 (for example, a size of about 10 μm; see FIG. 13) from the sample 30, and a sample chamber 119. A stage 114, a sample holder 113 that is attached to the upper part of the stage 114 and fixes the placed sample 30 with a fixing means (for example, a pin), an ion beam mirror 118 provided on the ion beam mirror 118 side, Separately arranged gas gun 228 and light provided on the SEM 110 side and used when aligning the sample 30 A microscope 111, respectively provided on SEM110 side and the ion beam lens 118 side, and a Z sensor 115 to hold the working distance of the charged particle beam system constant.

また、本実施の形態の荷電ビーム装置も第1の実施の形態同様、上記した各機器の制御等を行う制御部(図示せず)を備えている。なお、説明のため、本実施の形態における試料30は直径300mmのシリコンウェーハとする。   The charged beam apparatus according to the present embodiment also includes a control unit (not shown) that controls the above-described devices and the like as in the first embodiment. For the sake of explanation, the sample 30 in this embodiment is a silicon wafer having a diameter of 300 mm.

ステージ114は、X,Y,Zの3方向の移動に加え、回転(R)及び傾斜(T)する5軸ステージであり、試料30を載せた試料ホルダー113をSEM110側、又はイオンビーム鏡体118側に適宜移動させる。   The stage 114 is a five-axis stage that rotates (R) and tilts (T) in addition to movement in three directions of X, Y, and Z. The sample holder 113 on which the sample 30 is placed is placed on the SEM 110 side or an ion beam mirror. Move to 118 side as appropriate.

試料室119は、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ、バルブ等で構成される排気系(図示せず)と接続されており、反応性ガスを流さない状態で、10−5Pa程度の高真空度に保持されている。また、特に図示していないが、試料室119には、大気搬送ユニットとの間に介在するかたちでロードロック室が隣接し、例えば試料30搬入の際には、大気搬送ユニット内の大気搬送ロボット(図示せず)により試料30がFOUP等からロードロック室内に待機したステージ114上に搬送され、ロードロック室の大気を排出した後、ステージ114が試料室119内に移動する。なお、試料30を搬出する場合は上記と逆の手順で行えば良い。 The sample chamber 119 is connected to an exhaust system (not shown) composed of a turbo molecular pump, a dry pump, a valve, and the like, and has a high vacuum level of about 10 −5 Pa without flowing reactive gas. Is retained. Although not particularly shown, the load chamber is adjacent to the sample chamber 119 so as to be interposed between the sample chamber 119 and, for example, when the sample 30 is loaded, the atmospheric transfer robot in the atmospheric transfer unit. The sample 30 is transferred from the FOUP or the like onto the stage 114 that is waiting in the load lock chamber by discharging the atmosphere of the load lock chamber (not shown), and then the stage 114 moves into the sample chamber 119. In addition, what is necessary is just to carry out in the reverse procedure to the above when carrying out the sample 30.

光学顕微鏡111は、試料30上のアライメント用のマークを数点検出し、試料30のアライメントを行う。Zセンサー115は、試料30上の加工点までの距離を計測し、試料30表面の高さが反り等によって変化しても、その変化量をキャンセルするようにステージ114を鉛直方向(Z軸方向)に移動させて、ワーキングディスタンスを一定に保持している。これによりウェーハ反り等に起因する荷電ビームのフォーカスズレの発生が防止される。   The optical microscope 111 checks a number of alignment marks on the sample 30 and aligns the sample 30. The Z sensor 115 measures the distance to the processing point on the sample 30 and moves the stage 114 in the vertical direction (Z-axis direction so that the amount of change is canceled even if the height of the surface of the sample 30 changes due to warpage or the like. ) To keep the working distance constant. As a result, occurrence of focus deviation of the charged beam due to wafer warpage or the like is prevented.

また、荷電ビーム(電子ビーム、イオンビーム)が照射された試料30から発生する2次電子は、2次電子検出器16内で正電位(10kV程度)に印加されたシンチレータ(図示せず)の電界に引き寄せられ、加速されてシンチレータを光らせる。発光した光はライトガイドで光電子倍増管(ともに図示せず)に入射し、電気信号に変換される。光電子倍増管の出力は更に増幅されて、出力部のブラウン管の輝度を変化させる。そして、これを偏向コイル63の走査信号と同期させることで加工点における2次電子像を生成している。   Further, secondary electrons generated from the sample 30 irradiated with the charged beam (electron beam, ion beam) are supplied from a scintillator (not shown) applied to a positive potential (about 10 kV) in the secondary electron detector 16. It is attracted to the electric field and accelerated to light the scintillator. The emitted light enters a photomultiplier tube (both not shown) by a light guide and is converted into an electric signal. The output of the photomultiplier tube is further amplified to change the luminance of the cathode ray tube in the output section. Then, by synchronizing this with the scanning signal of the deflection coil 63, a secondary electron image at the processing point is generated.

図8は図7中のイオンビーム鏡体118の内部構造を示す図である。   FIG. 8 is a view showing the internal structure of the ion beam mirror 118 in FIG.

図8において、イオンビーム鏡体118は、イオンビームを生成するイオン源51と、イオン源51からイオンビーム66を引き出す引き出し電極(図示せず)と、イオンビーム66の径を決定するアノードアパーチャ53と、偏光器56、絞り58、照射レンズ59、及び投射レンズ64等から構成され、イオンビーム66を試料30上の所望の位置に所望の径で照射する加工光学系300を備えている。   In FIG. 8, an ion beam mirror 118 includes an ion source 51 that generates an ion beam, an extraction electrode (not shown) that extracts the ion beam 66 from the ion source 51, and an anode aperture 53 that determines the diameter of the ion beam 66. And a processing optical system 300 that irradiates the ion beam 66 to a desired position on the sample 30 with a desired diameter by a polarizer 56, a diaphragm 58, an irradiation lens 59, a projection lens 64, and the like.

イオン源51としては、試料(ウェーハ)30を金属汚染しない種類のイオンビーム(非汚染イオンビーム)を放出するものが好ましく、例えば、アルゴンイオンビームを放出するデュオプラズマトロンイオン源が適する。また、その他のものとしては、不活性ガスイオン源、酸素若しくは窒素ガスイオン源、電子サイクロトロン共鳴プラズマ源、誘導結合プラズマ源、又はヘリコン波プラズマ源等がある。イオン源51はガイシ52を用いて電位的に30kV程度浮かせた。イオン源51は、イオン源カバー54に覆われており、このイオン源カバー54によって空気絶縁されている。   As the ion source 51, an ion source that emits a kind of ion beam (non-contaminated ion beam) that does not contaminate the sample (wafer) 30 is preferable. For example, a duoplasmatron ion source that emits an argon ion beam is suitable. Other examples include an inert gas ion source, an oxygen or nitrogen gas ion source, an electron cyclotron resonance plasma source, an inductively coupled plasma source, or a helicon wave plasma source. The ion source 51 was lifted about 30 kV in potential using a insulator 52. The ion source 51 is covered with an ion source cover 54 and is air-insulated by the ion source cover 54.

加工光学系300は、イオン源51から引き出したイオンビームから必要なもの(アルゴンイオンビーム)を選択する質量分離器55と、中性粒子(金属スパッタ等)を取り除くためにイオンビームを偏向する偏光器56と、イオンビーム66の必要な部分だけを取り出す絞り58と、絞り58で絞られたイオンビーム66を集束する照射レンズ59と、イオンビーム66の必要な部分だけを取り出す絞り投射マスク60と、非点収差を補正する非点補正コイル61と、イオンビーム66の位置ズレを補正するアライメントコイル62と、イオンビーム66を試料30上で走査する偏向コイル63と、投射マスク60を通過したイオンビーム66を集束する投射レンズ64等を備えている。   The processing optical system 300 includes a mass separator 55 that selects a necessary one (argon ion beam) from the ion beam extracted from the ion source 51, and a polarization that deflects the ion beam to remove neutral particles (metal sputtering, etc.). An aperture 56 for extracting only a necessary portion of the ion beam 66, an irradiation lens 59 for focusing the ion beam 66 narrowed by the aperture 58, and an aperture projection mask 60 for extracting only the necessary portion of the ion beam 66. The astigmatism correction coil 61 that corrects astigmatism, the alignment coil 62 that corrects the positional deviation of the ion beam 66, the deflection coil 63 that scans the ion beam 66 on the sample 30, and the ions that have passed through the projection mask 60. A projection lens 64 for focusing the beam 66 is provided.

イオン源51内から発生する金属スパッタ物などの中性粒子が直接試料30に到達しないようにする為、イオン源51は鏡体118の下流側の中心軸に対して例えば数度傾斜されている(図8参照)。中性粒子はイオン源51から直進してダンパー(図示せず)に照射される。なお、この図示しないダンパーはスパッタ粒子による金属汚染を防止する為に、シリコン、カーボン等で製作すると良い。   In order to prevent neutral particles such as metal sputters generated from the inside of the ion source 51 from directly reaching the sample 30, the ion source 51 is inclined, for example, several degrees with respect to the central axis on the downstream side of the mirror body 118. (See FIG. 8). The neutral particles travel straight from the ion source 51 and are irradiated to a damper (not shown). The damper (not shown) is preferably made of silicon, carbon or the like in order to prevent metal contamination due to sputtered particles.

質量分離器55の電極印加電圧及び磁束密度強度は、質量分離器55がイオン源51から引きだされたイオンビームからアルゴンイオンビームのみを選択するように調整されており、偏向器56の電極印加電圧は、偏向器56が曲げるイオンビームが絞り58を介して試料30に照射されるように調整されている。   The electrode application voltage and magnetic flux density intensity of the mass separator 55 are adjusted so that the mass separator 55 selects only the argon ion beam from the ion beam extracted from the ion source 51, and the electrode application of the deflector 56 is performed. The voltage is adjusted so that the ion beam bent by the deflector 56 is irradiated to the sample 30 through the diaphragm 58.

試料室119とイオンビーム118の間には、これらを分離するガンバルブ(図示せず)が設けられている。この図示しないガンバルブは、メンテナンス時等に試料室119のみをリークしたい場合等に使用される。偏向コイル63は、投射マスク60を通過した観察用の円形イオンビームを試料30上に走査するものである。次に投射マスク60について詳述する。   A gun valve (not shown) that separates the sample chamber 119 and the ion beam 118 is provided. This gun valve (not shown) is used when it is desired to leak only the sample chamber 119 during maintenance or the like. The deflection coil 63 scans the sample 30 with a circular ion beam for observation that has passed through the projection mask 60. Next, the projection mask 60 will be described in detail.

図9は投射マスク60の上面図であり、図10はその部分拡大図である。   FIG. 9 is a top view of the projection mask 60, and FIG. 10 is a partially enlarged view thereof.

図9において、投射マスク60には、試料30からマイクロサンプルを摘出する際に利用するスリット孔71と、試料を薄膜加工する際に利用する縦・横のアスペクト比が比較的大きなスリット孔72と、デポ用のスリット孔73と、観察ビーム用の丸型孔74が開けられており、これら各孔を通過したイオンビームのみが投射レンズ64によって集光され試料30上に照射される。マイクロサンプルを摘出するためのスリット孔71は、コの字型のスリット71aと、一文字型のスリット71bを有しており、これらはマイクロサンプルを摘出する際に適宜使い分けられる。また、これと同様に、丸型孔74も径の異なる大小2種類の孔74a及び74bを有している。   In FIG. 9, the projection mask 60 includes a slit hole 71 used when extracting a microsample from the sample 30, and a slit hole 72 having a relatively large vertical / horizontal aspect ratio used when processing a thin film of the sample. A slit hole 73 for deposition and a round hole 74 for observation beam are opened, and only the ion beam that has passed through each hole is condensed by the projection lens 64 and irradiated onto the sample 30. The slit hole 71 for extracting the microsample has a U-shaped slit 71a and a single-character-shaped slit 71b, which are appropriately used when extracting the microsample. Similarly, the round hole 74 also has two types of holes 74a and 74b having different diameters.

投射マスク60は、駆動ユニット(図示せず)によってイオンビーム軸とほぼ垂直に交わる方向(即ち、水平方向)に移動させる事が可能で、上記の種々の孔を介してビーム形状を変更して試料30に投射することができる。なお、この図では、スリット孔は各種1個ずつ設けられているが、同種のものを複数個設けて適宜使い分けることにより投射マスク60の寿命を長くする工夫をしても良い。また、投射マスク60は金属汚染を防止する為にシリコン製にするのが好ましい。   The projection mask 60 can be moved in a direction substantially perpendicular to the ion beam axis (that is, a horizontal direction) by a drive unit (not shown), and the beam shape is changed through the various holes described above. It can be projected onto the sample 30. In this figure, each type of slit hole is provided one by one, but it is also possible to devise a technique for extending the life of the projection mask 60 by providing a plurality of the same type and appropriately using them. The projection mask 60 is preferably made of silicon in order to prevent metal contamination.

図10は、投射マスク60に非汚染イオンビーム66が照射されている様子を示している。マイクロサンプリング摘出用のスリット孔71aの寸法は、図中に示すように、例えば、0.4×0.5mm程度であり、このスリット孔71aの全面を覆うようにイオンビーム66が照射されている。これによりイオンビーム66の形状をスリット孔71aと同じコの字型にすることができる。   FIG. 10 shows a state in which the projection mask 60 is irradiated with the uncontaminated ion beam 66. As shown in the drawing, the dimension of the micro-sampling extraction slit hole 71a is, for example, about 0.4 × 0.5 mm, and the ion beam 66 is irradiated so as to cover the entire surface of the slit hole 71a. . Thereby, the shape of the ion beam 66 can be made into the same U-shape as the slit hole 71a.

上記のように構成されるイオンビーム鏡体118は、主に試料の断面加工に用いる投射モードと、主に試料の電子像を得る際に用いる観察モードの2種類のビームモードを有している。次にこれら各モードにおける加工光学系300の構成を説明する。   The ion beam mirror 118 configured as described above has two types of beam modes, ie, a projection mode mainly used for cross-section processing of a sample and an observation mode mainly used for obtaining an electron image of the sample. . Next, the configuration of the processing optical system 300 in each of these modes will be described.

図11はイオンビーム鏡体118内の加工光学系300による2つのビームモードを示す図であり、図中の(a)が投射モードを示し、(b)が観察モードを示す。   FIGS. 11A and 11B are diagrams showing two beam modes by the processing optical system 300 in the ion beam mirror 118, where FIG. 11A shows a projection mode and FIG. 11B shows an observation mode.

図11(a)に示した投射モードでは、照射レンズ59はアノードアパーチャ53からの像を投射レンズ64の主点で結像するように調整されている。この調整は、3枚組のバトラーレンズで構成される照射レンズ59のうち、中央のレンズに高電圧を印加することによって行う。投射レンズ64は投射マスク60からの像を試料30上に結像している。この投射レンズ64も同じく3枚組みのバトラーレンズで形成されており、中央の電極にのみ高電圧を印加させて利用する。   In the projection mode shown in FIG. 11A, the irradiation lens 59 is adjusted so as to form an image from the anode aperture 53 at the principal point of the projection lens 64. This adjustment is performed by applying a high voltage to the central lens of the irradiation lens 59 composed of a set of three butler lenses. The projection lens 64 forms an image from the projection mask 60 on the sample 30. The projection lens 64 is also formed of a triplet butler lens, and is used by applying a high voltage only to the central electrode.

一方、図11(b)に示した観察モードでは、照射レンズ59はアノードアパーチャ53からの像を投射マスク60の上流側で一度結像させ、その結像させたものを投射レンズ64によって試料30上に再度結像させている。これにより、像の縮小率を投射モードの約1/30にすることができ、最小径が0.1〜0.2μm程度のビームを得ることができる。このビームを偏向コイル63によって試料30上をスキャン(走査)させることで、投射モードと比較して分解能が高い2次電子像を得ることができる。   On the other hand, in the observation mode shown in FIG. 11B, the irradiation lens 59 forms an image from the anode aperture 53 once on the upstream side of the projection mask 60, and the image formed by the projection lens 64 is used for the sample 30. The image is formed again on the top. Thereby, the reduction ratio of the image can be reduced to about 1/30 of the projection mode, and a beam having a minimum diameter of about 0.1 to 0.2 μm can be obtained. By scanning this beam on the sample 30 with the deflection coil 63, a secondary electron image having a higher resolution than that in the projection mode can be obtained.

上記のように構成される荷電ビーム装置において試料30面上を観察する場合には、ステージ114によって試料30をSEM110側に移動させ、SEM110によって電子ビーム19を試料30に照射し、ボルテージコントラスト(VC)によって欠陥部を見つける。例えば、コンタクト部を観察する場合にコンタクト不良があるとその欠陥部は暗く観察される。これは、コンタクト不良によって、照射した電荷がアースに流れにくくなることで欠陥部が正に帯電し、2次電子がこれにトラップされることにより2次電子検出器16に検出される2次電子量が低下する為である。   When observing the surface of the sample 30 in the charged beam apparatus configured as described above, the sample 30 is moved to the SEM 110 side by the stage 114, the sample 30 is irradiated with the electron beam 19 by the SEM 110, and the voltage contrast (VC ) To find the defective part. For example, when the contact portion is observed, if there is a contact failure, the defective portion is observed darkly. This is because, due to the contact failure, the irradiated charge is less likely to flow to the ground, so that the defective portion is positively charged, and the secondary electrons are trapped by the secondary electrons detected by the secondary electron detector 16. This is because the amount decreases.

このようにVCによって検出した欠陥部(例えば、コンタクトホール)の大きさは数十nmと小さく、更に詳細な観察をするためには、イオンビーム鏡体118で試料30を加工してから、TEM等で観察する必要がある。イオンビーム鏡体118によって加工するには、SEM110によるGADで試料30に加工点の目印(マーク)をつける必要がある。GADを実施する際には、第1の実施の形態同様、SEM110の鏡体に取り付けられたガス銃(図示せず)を利用する。ガス処理の方法等については、第1の実施の形態で説明したものと同様であるので省略するが、本実施の形態においても、ガス処理を行う際のワーキングディスタンスを小さくできるので、ビーム分解能の低下を抑制しながらガス処理を行うことができる。   Thus, the size of the defect (for example, contact hole) detected by VC is as small as several tens of nanometers. In order to perform more detailed observation, the sample 30 is processed by the ion beam mirror 118 and then the TEM. It is necessary to observe with etc. In order to process with the ion beam mirror 118, it is necessary to mark the sample 30 with a mark of the processing point by GAD using the SEM 110. When performing GAD, a gas gun (not shown) attached to the mirror body of the SEM 110 is used as in the first embodiment. The gas processing method and the like are the same as those described in the first embodiment, and are omitted. However, in this embodiment as well, since the working distance when performing the gas processing can be reduced, the beam resolution can be reduced. Gas treatment can be performed while suppressing the decrease.

図12はGADによってマーク形成した後の試料30の電子像94を示す図である。   FIG. 12 is a view showing an electronic image 94 of the sample 30 after mark formation by GAD.

図示した電子像94は、周りの正常なコンタクトホールと比較して暗く観察される欠陥部96と、欠陥部96の両側に所定の間隔(例えば、数μm程度)を介して形成されている2つのマーク97を有している。このマーク97は、デポ速度を最大にする為、電子ビーム加速電圧を比較的低加速電圧(例えば、1kV程度)とし、数十pAの電子ビームを照射して数μm角のマークを数分間の電子ビーム照射で形成した。   The illustrated electronic image 94 is formed with a defect portion 96 that is observed darker than the surrounding normal contact holes, and a predetermined interval (for example, about several μm) on both sides of the defect portion 96 2. Two marks 97 are provided. The mark 97 has a relatively low acceleration voltage (for example, about 1 kV) for maximizing the deposition rate, and irradiates a mark of several μm square for several minutes by irradiating an electron beam of several tens of pA. It was formed by electron beam irradiation.

次に、ステージ114によって、欠陥部を非汚染イオンビーム鏡体118直下に移動させる。このとき、ステージ114の位置精度で位置合わせできない場合には、試料30上のマーク97のSIM像との位置関係を基に欠陥部96を探す。   Next, the stage 114 moves the defective portion directly below the uncontaminated ion beam mirror 118. At this time, when the position cannot be aligned with the positional accuracy of the stage 114, the defect portion 96 is searched based on the positional relationship with the SIM image of the mark 97 on the sample 30.

続いて、投射モード(図11(a)参照)で投射マスク60のスリット孔71等を介してイオンビーム66を試料30に照射し、試料30から欠陥部96及びマーク97を含むマイクロサンプル(例えば、10μm程度のサイズ)を形成し、これをマイクロサンプリングユニット117のマイクロサンプリングプローブ48(図13参照)で試料30から摘出してメッシュ82(図13参照)に接着する。   Subsequently, in the projection mode (see FIG. 11A), the sample 30 is irradiated with the ion beam 66 through the slit hole 71 or the like of the projection mask 60, and the microsample (for example, including the defect portion 96 and the mark 97 from the sample 30). Is formed from the sample 30 by the microsampling probe 48 (see FIG. 13) of the microsampling unit 117 and bonded to the mesh 82 (see FIG. 13).

図13は試料ホルダー113(図7参照)上に配置されたカートリッジ機構部75を示す図である。   FIG. 13 is a view showing the cartridge mechanism 75 arranged on the sample holder 113 (see FIG. 7).

図示したカートリッジ機構部75は、試料30から摘出したマイクロサンプル80が接着されているメッシュ82を有するカートリッジ81と、カートリッジ81を軸方向(図中の矢印A方向)に進退可能に保持するカートリッジホルダ83と、カートリッジホルダ83に回転動力を伝達する歯車84を備えている。   The illustrated cartridge mechanism unit 75 includes a cartridge 81 having a mesh 82 to which a microsample 80 extracted from the sample 30 is bonded, and a cartridge holder that holds the cartridge 81 so as to advance and retract in the axial direction (the direction of arrow A in the figure). 83 and a gear 84 that transmits rotational power to the cartridge holder 83.

マイクロサンプル80は、カートリッジ81のメッシュ82にデポによって接着されている。試料30から摘出したマイクロサンプル80をこのようにメッシュ82上に搭載するには、プローブ48のマイクロサンプル80との接触部を非汚染イオンビームによって切断すれば良い。   The micro sample 80 is adhered to the mesh 82 of the cartridge 81 by a deposit. In order to mount the microsample 80 extracted from the sample 30 on the mesh 82 in this manner, the contact portion of the probe 48 with the microsample 80 may be cut by a non-contaminating ion beam.

カートリッジ81はカートリッジホルダ83と脱着可能に取り付けられており、装置外にカートリッジ81のみを取り出すことができる。   The cartridge 81 is detachably attached to the cartridge holder 83, and only the cartridge 81 can be taken out of the apparatus.

カートリッジホルダ83は、試料ホルダー113に設けられた駆動装置(図示せず:例えば、モータ)によって回転される歯車84によって、図中の矢印Bが示すように、正及び負の方向へ180度回転駆動される。この回転機構で適宜カートリッジホルダ83を回転させることによって、マイクロサンプル80の加工に適した角度にカートリッジ81を保持することができる。例えば、マイクロサンプル80に薄膜加工を施す場合には、イオンビームの出射軸方向と薄膜化する方向とが合うように調整することができる。   The cartridge holder 83 is rotated 180 degrees in the positive and negative directions as indicated by an arrow B in the figure by a gear 84 rotated by a driving device (not shown: for example, a motor) provided in the sample holder 113. Driven. The cartridge 81 can be held at an angle suitable for processing the microsample 80 by appropriately rotating the cartridge holder 83 with this rotating mechanism. For example, when thin film processing is performed on the microsample 80, adjustment can be made so that the direction of the ion beam emission axis matches the direction of thinning.

マイクロサンプルプローブ(プローブ)48はシリコンで製作することが好ましく、シリコンで製作すればタングステン製のもの等と比較して金属汚染の心配が少ない。なお、プローブ48は、シリコンの他にも、例えば、カーボンや、ゲルマニウム等で製作しても良い。   The micro sample probe (probe) 48 is preferably made of silicon, and if it is made of silicon, there is less concern about metal contamination compared to tungsten or the like. Note that the probe 48 may be made of, for example, carbon, germanium, or the like other than silicon.

図14はメッシュ82に搭載したマイクロサンプル80をTEM試料用に薄膜化する様子を示す図である。   FIG. 14 is a diagram illustrating a state in which the microsample 80 mounted on the mesh 82 is thinned for a TEM sample.

薄膜化加工は図11(a)に示した投射モードで行う。投射モードでは、前述のように、薄膜化加工を行う領域を指定するために充分な分解能が得られ難いので、まず、図11(b)に示した観察モードで薄膜化位置を決定する。なお、観察モードでのビームと投射モードでのビームとでは、上記のようにそれぞれ光学条件が異なっており、軸ズレによるビーム位置ズレが発生する場合がある。このような場合には、観察モードでの加工位置指定で予めこのズレ量を実測で求めておき、そのズレを補正して薄膜化する加工領域を指定する事で薄膜化加工を行うと良い。   The thinning process is performed in the projection mode shown in FIG. In the projection mode, as described above, it is difficult to obtain a sufficient resolution for designating the region to be thinned. First, the thinning position is determined in the observation mode shown in FIG. It should be noted that the beam in the observation mode and the beam in the projection mode have different optical conditions as described above, and beam position deviation due to axial deviation may occur. In such a case, it is preferable to obtain the amount of deviation in advance by designating the machining position in the observation mode, and to perform thinning by correcting the deviation and designating a processing region to be thinned.

マイクロサンプル80を薄膜化する際には、イオンビームを投射マスク60の薄膜化用のスリット孔72(図9参照)に通過させ、偏向コイル63によってスキャンさせることなく、投射レンズ64でマイクロサンプル80上に直接結像させる。薄膜化する断面をシャープな加工面とするには、図13で示したように、スリット孔72の長軸方向(図14中のY方向)をマイクロサンプル80の長軸方向(Y方向)に一致させると良い。このようにすれば、ビーム中心近傍ほど、球面収差などの収差を小さくでき、加工面をよりシャープにすることができる。こうした薄膜化加工を繰り返し、薄膜化が完了したマイクロサンプル90を得る。   When thinning the microsample 80, the ion beam is passed through the thinning slit 72 (see FIG. 9) of the projection mask 60 and scanned by the deflection coil 63, and the microsample 80 is moved by the projection lens 64. Direct imaging on top. In order to make the cross section to be thinned into a sharp processed surface, as shown in FIG. 13, the major axis direction (Y direction in FIG. 14) of the slit hole 72 is changed to the major axis direction (Y direction) of the microsample 80. It is good to match. In this way, the closer to the center of the beam, the smaller the aberration such as spherical aberration, and the sharper the processed surface. Such a thinning process is repeated to obtain a microsample 90 that has been thinned.

こうして得たマイクロサンプル90を利用して、より高分解能の透過電子像を得ることができる。この場合には、例えば、図13に示したカートリッジホルダ83の回転機構によってカートリッジ81を90度回転させ、ここに高電圧(200kV程度)を印加して加速された電子ビームを照射し、透過したビームを検出器により検出することによって電子像を得ることができる。   By using the microsample 90 thus obtained, a transmission electron image with higher resolution can be obtained. In this case, for example, the cartridge 81 is rotated 90 degrees by the rotation mechanism of the cartridge holder 83 shown in FIG. 13, and a high voltage (about 200 kV) is applied thereto to irradiate and transmit the accelerated electron beam. An electron image can be obtained by detecting the beam with a detector.

以上、説明してきたように、本実施の形態である鏡体を2つ有する荷電ビーム装置においてもSEM110内にガス銃を取り付けることにより、第1の実施の形態同様の効果を得ることができる。なお、上記の説明では、イオンビーム鏡体118側のガス銃228は鏡体118と別に配置される構成としたが、ガス銃228をSEM110同様に鏡体118内に設ける構成としても勿論良い。このように構成すれば、イオンビームを利用して試料の薄膜化加工等を行う際にも、ワーキングディスタンスを保持しながらガス処理を行うことができる。   As described above, even in a charged beam apparatus having two mirror bodies according to this embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained by attaching a gas gun in the SEM 110. In the above description, the gas gun 228 on the ion beam mirror 118 side is arranged separately from the mirror 118, but the gas gun 228 may be provided in the mirror 118 like the SEM 110. If comprised in this way, also when performing thin film processing etc. of a sample using an ion beam, gas processing can be performed, maintaining a working distance.

次に、本発明の第3の実施の形態である荷電ビーム装置について説明する。本実施の形態の荷電ビーム装置の主たる特徴は、試料30上で2つの鏡体の中心軸が交差する点にある。   Next, the charged beam apparatus which is the 3rd Embodiment of this invention is demonstrated. The main feature of the charged beam apparatus according to the present embodiment is that the central axes of two mirrors intersect on the sample 30.

図15は本発明の第3の実施の形態である荷電ビーム装置の全体構成を示す図である。   FIG. 15 is a diagram showing an overall configuration of a charged beam apparatus according to the third embodiment of the present invention.

図に示す荷電ビーム装置は、SEM110の中心軸の延長とイオンビーム鏡体118の中心軸の延長とが試料ホルダー113に固定された試料30上で交差するように構成されている。即ち、本実施の形態は第2の実施の形態のようにステージ114を移動させなくてもSEM110、イオンビーム鏡体118から荷電ビームを照射することができるものであり、例えば、イオンビームによる加工面を電子ビームでそのまま観察する事が可能となる。   The charged beam apparatus shown in the figure is configured such that the extension of the central axis of the SEM 110 and the extension of the central axis of the ion beam mirror 118 intersect on the sample 30 fixed to the sample holder 113. That is, this embodiment can irradiate a charged beam from the SEM 110 and the ion beam mirror 118 without moving the stage 114 as in the second embodiment. The surface can be observed as it is with an electron beam.

このように構成される荷電ビーム装置は、第2の実施の形態のものと比較して、荷電ビーム鏡体、ガス銃、マイクロサンプリングユニット等を集約して配置することができ、コンパクトな装置を構成できる点が優れているが、配置の関係上、ワーキングディスタンスが大きく成らざるを得ず、ガス処理を利用すると必要な分解能が得難くなる場合があった。しかし、上記の各実施の形態同様、本実施の形態においてもガス銃(図示せず)を各鏡体110,118内に設けることにより、ガス銃が侵食するワーキングディスタンスを低減することができるので、ビーム分解能の低下を抑制しながらガス処理を行うことができる。   Compared with the second embodiment, the charged beam apparatus configured in this way can arrange a charged beam mirror body, a gas gun, a microsampling unit, and the like in an integrated manner, and a compact apparatus. Although it can be constructed, the working distance is inevitably increased due to the arrangement, and if gas processing is used, it may be difficult to obtain the necessary resolution. However, as in the above-described embodiments, the working distance in which the gas gun erodes can be reduced by providing a gas gun (not shown) in each of the mirror bodies 110 and 118 in this embodiment. Gas treatment can be performed while suppressing a decrease in beam resolution.

次に、本発明の第4の実施の形態である荷電ビーム装置について説明する。本実施の形態の荷電ビーム装置は走査型透過電子顕微鏡(Scanning Transmission Electron Microscope:以下、STEMと略す)に適用したものである。   Next, the charged beam apparatus which is the 4th Embodiment of this invention is demonstrated. The charged beam apparatus of the present embodiment is applied to a scanning transmission electron microscope (hereinafter abbreviated as STEM).

図16は本発明の第4の実施の形態である荷電ビーム装置(STEM)の対物レンズ周辺の構成を示す図である。   FIG. 16 is a diagram showing a configuration around an objective lens of a charged beam apparatus (STEM) according to a fourth embodiment of the present invention.

この図において、STEMは、鏡体(図示せず)に取り付けられたガス銃28(図示せず)のガスノズル31と、カートリッジ81と、マイクロサンプル90内で散乱・回折を受けずに直進したブライトフィールド−STEM(BF-STEM)信号125を検出するBF−STEM検出器126と、マイクロサンプル90内で散乱・回折したダークフィールド−STEM(DF-STEM)信号127を検出するDF-STEM検出器128と、2次電子検出器16を備えている。   In this figure, the STEM is a bright light that has traveled straight without being scattered or diffracted within the gas nozzle 31 of the gas gun 28 (not shown) attached to the mirror body (not shown), the cartridge 81, and the microsample 90. A BF-STEM detector 126 for detecting a field-STEM (BF-STEM) signal 125 and a DF-STEM detector 128 for detecting a dark field-STEM (DF-STEM) signal 127 scattered and diffracted in the microsample 90. And a secondary electron detector 16.

メッシュ82には第2の実施の形態と同じ要領で作成されたマイクロサンプル90が接着されており、カートリッジ81はマイクロサンプル90の薄膜化した面に対して概ね垂直に電子ビーム19が照射されるように保持されている。   A microsample 90 produced in the same manner as in the second embodiment is adhered to the mesh 82, and the cartridge 81 is irradiated with the electron beam 19 substantially perpendicularly to the thinned surface of the microsample 90. So that it is held.

このように構成されるSTEMでは、電子ビーム19の加速電圧を数十kVと比較的高電圧に設定してマイクロサンプル90の透過電子像を得ることができる。BF-STEM検出器126によって得られるBF-STEM像では、通常のTEM像と同様、マイクロサンプル90の内部構造を示す透過像の観察ができ、DF-STEM検出器128によって得られるDF-STEM像ではマイクロサンプル90の組成を反映したコントラストが得られる組成像の観察ができる。また、電子ビーム19の加速電圧を低下させて2次電子検出器16により2次電子像を得ることもできる。以上のように構成したSTEMにおいて、ガス銃28のガスノズル31から反応性ガスを放出し、電子ビーム19を照射することによって、マイクロサンプル90にGADによるマーク付けを行い、次行程で行う再薄膜化やより高分解能な観察、分析を行うような場合のマークとする。   In the STEM configured as described above, the transmission electron image of the microsample 90 can be obtained by setting the acceleration voltage of the electron beam 19 to a relatively high voltage of several tens of kV. In the BF-STEM image obtained by the BF-STEM detector 126, a transmission image showing the internal structure of the microsample 90 can be observed as in the case of a normal TEM image, and the DF-STEM image obtained by the DF-STEM detector 128 can be observed. Then, it is possible to observe a composition image that provides a contrast reflecting the composition of the microsample 90. It is also possible to obtain a secondary electron image by the secondary electron detector 16 by reducing the acceleration voltage of the electron beam 19. In the STEM configured as described above, the reactive gas is emitted from the gas nozzle 31 of the gas gun 28 and irradiated with the electron beam 19, whereby the microsample 90 is marked by GAD, and re-thinning is performed in the next step. It is a mark for observation and analysis with higher resolution.

本実施の形態においても、ガス銃28のノズル31から反応性ガスを噴出しながら電子ビームを照射することによって、ワーキングディスタンスを保持しながらGADによるマーク付けを行うことができる。   Also in the present embodiment, by irradiating the electron beam while ejecting the reactive gas from the nozzle 31 of the gas gun 28, it is possible to perform marking by GAD while maintaining the working distance.

また、上記の各実施の形態において、対物レンズ磁路23にガス銃28を取り付ければ、インレンズ型の対物レンズを有する荷電ビーム装置でガス処理を行うことができる。以下、この場合について説明する。   In each of the above embodiments, if the gas gun 28 is attached to the objective lens magnetic path 23, gas processing can be performed with a charged beam apparatus having an in-lens type objective lens. Hereinafter, this case will be described.

図17はインレンズ型の対物レンズを有する荷電ビーム装置の対物レンズ32A付近の拡大図である。この図において、ガス銃28は、第1の実施の形態同様、フランジ133(図示せず)を介して対物レンズ磁路23に取り付けられており、試料30Aは対物レンズ内に配置できる程度の大きさに形成されており、対物レンズ32A内に配置されている。   FIG. 17 is an enlarged view of the vicinity of the objective lens 32A of the charged beam apparatus having the in-lens type objective lens. In this figure, the gas gun 28 is attached to the objective lens magnetic path 23 via a flange 133 (not shown) as in the first embodiment, and the sample 30A is large enough to be placed in the objective lens. Formed in the objective lens 32A.

荷電ビーム装置の鏡体と試料の間にガス銃を配置する従来の技術では、インレンズ型の対物レンズを有する荷電ビーム装置でガス処理を行うことは不可能だった。しかし、図に示したように、対物レンズ磁路23にガス銃28を取り付けると、インレンズ型の対物レンズの場合にも反応性ガスを試料30Aに供給することができる。これにより、高分解能の観察が可能なインレンズ型の荷電ビーム装置でもガス処理を行うことができる。   In the conventional technique in which a gas gun is disposed between a mirror of a charged beam device and a sample, it has been impossible to perform gas processing with a charged beam device having an in-lens type objective lens. However, as shown in the figure, when the gas gun 28 is attached to the objective lens magnetic path 23, the reactive gas can be supplied to the sample 30A even in the case of an in-lens type objective lens. Accordingly, gas processing can be performed even with an in-lens type charged beam apparatus capable of high-resolution observation.

本発明の第1の実施の形態である荷電ビーム装置の全体構成を示す図。The figure which shows the whole structure of the charged beam apparatus which is the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態である荷電ビーム装置のガス銃28付近を拡大して示す断面図。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of a gas gun of the charged beam apparatus according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態である荷電ビーム装置において、低分解能観察を行う際のガスノズル31の位置、及び各電極18,24への電圧の印加状態を示す図。The figure which shows the position of the gas nozzle 31 at the time of performing low resolution observation, and the application state of the voltage to each electrode 18, 24 in the charged beam apparatus which is the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態である荷電ビーム装置において、高分解能観察を行う際のガスノズル31の位置、及び各電極18,24への電圧の印加状態を示す図。The figure which shows the position of the gas nozzle 31 at the time of performing high-resolution observation, and the application state of the voltage to each electrode 18, 24 in the charged beam apparatus which is the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態である荷電ビーム装置において、電子ビームデポを行う際のガスノズル31の位置、及び各電極18,24への電圧の印加状態を示す図。The charge beam apparatus which is the 1st Embodiment of this invention WHEREIN: The figure which shows the position of the gas nozzle 31 at the time of performing electron beam deposition, and the application state of the voltage to each electrode 18,24. 本実施の第1の形態の比較例である荷電ビーム装置の対物レンズ周辺の構成を示す図。The figure which shows the structure of the objective lens periphery of the charged beam apparatus which is a comparative example of the 1st Embodiment. 本発明の第2の実施の形態である荷電ビーム装置の全体構成を示す図。The figure which shows the whole structure of the charged beam apparatus which is the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態である荷電ビーム装置のイオンビーム鏡体118の内部構造を示す図。The figure which shows the internal structure of the ion beam mirror body 118 of the charged beam apparatus which is the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態である荷電ビーム装置の投射マスク60の上面図。The top view of the projection mask 60 of the charged beam apparatus which is the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態である荷電ビーム装置の投射マスク60の部分拡大図。The elements on larger scale of the projection mask 60 of the charged beam apparatus which is the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態である荷電ビーム装置において、イオンビーム鏡体118内の加工光学系300によるビームモードを示す図。The figure which shows the beam mode by the processing optical system 300 in the ion beam mirror body 118 in the charged beam apparatus which is the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態である荷電ビーム装置において、GADによってマーク形成した後の試料30の電子像94を示す図。The figure which shows the electronic image 94 of the sample 30 after forming the mark by GAD in the charged beam apparatus which is the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態である荷電ビーム装置のカートリッジ機構部75を示す図。The figure which shows the cartridge mechanism part 75 of the charged beam apparatus which is the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態である荷電ビーム装置において、マイクロサンプル80をTEM試料用に薄膜化する様子を示す図。The figure which shows a mode that the micro sample 80 is thinned for TEM samples in the charged beam apparatus which is the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態である荷電ビーム装置の全体構成を示す図。The figure which shows the whole structure of the charged beam apparatus which is the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態である荷電ビーム装置の対物レンズ周辺の構成を示す図。The figure which shows the structure of the objective lens periphery of the charged beam apparatus which is the 4th Embodiment of this invention. インレンズ型の対物レンズを有する荷電ビーム装置の対物レンズ付近の拡大図。The enlarged view of the objective lens vicinity of the charged beam apparatus which has an in-lens type objective lens.

符号の説明Explanation of symbols

1 制御部(制御装置)
3 電子源(荷電ビーム発生源)
18 ブースター電極
19 電子ビーム(荷電ビーム)
23 対物レンズ磁路
24 リターディング電極
26 ガス銃コントローラ
28 ガス銃
30 試料
31 ガスノズル
32 対物レンズ
33 下極
35 エアシリンダ(駆動装置)
38 調整ネジ
50 凹部
51 イオン源(荷電ビーム発生源)
66 イオンビーム(荷電ビーム)
75 カートリッジ機構部
110 ガス銃内蔵型SEM
117 マイクロサンプリングユニット(摘出手段)
118 イオンビーム鏡体
130 噴出孔
150 鏡体
151 孔
1 Control unit (control device)
3 Electron source (charged beam source)
18 Booster electrode 19 Electron beam (charged beam)
23 objective lens magnetic path 24 retarding electrode 26 gas gun controller 28 gas gun 30 sample 31 gas nozzle 32 objective lens 33 lower pole 35 air cylinder (drive device)
38 Adjustment screw 50 Recess 51 Ion source (charged beam generation source)
66 Ion beam (charged beam)
75 Cartridge mechanism 110 Gas gun built-in SEM
117 Micro sampling unit (extraction means)
118 Ion Beam Mirror 130 Ejection Hole 150 Mirror Body 151 Hole

Claims (15)

荷電ビームを生成する荷電ビーム発生源と、この荷電ビーム発生源からの荷電ビームを試料上に集束させる電子レンズを形成する対物レンズ磁路を有する鏡体とを備える荷電ビーム装置において、
試料上の荷電ビーム照射部分に向かって反応性ガスを噴出する噴出孔を有し、前記鏡体内に取り付けられたガス供給部を備えることを特徴とする荷電ビーム装置。
In a charged beam apparatus comprising: a charged beam generating source that generates a charged beam; and a mirror having an objective lens magnetic path that forms an electron lens that focuses the charged beam from the charged beam generating source on a sample.
A charged beam apparatus, comprising: a gas supply portion attached to the inside of the lens body, having a jet hole for jetting reactive gas toward a charged beam irradiation portion on a sample.
荷電ビームを生成する荷電ビーム発生源と、この荷電ビーム発生源からの荷電ビームを試料上に集束させる電子レンズを形成する対物レンズ磁路を有する鏡体とを備える荷電ビーム装置において、
試料上の荷電ビーム照射部分に向かって反応性ガスを噴出する噴出孔を有し、前記対物レンズ磁路又はその上方に取り付けられたガス供給部を備えることを特徴とする荷電ビーム装置。
In a charged beam apparatus comprising: a charged beam generating source that generates a charged beam; and a mirror having an objective lens magnetic path that forms an electron lens that focuses the charged beam from the charged beam generating source on a sample.
A charged beam apparatus comprising: an ejection hole for ejecting a reactive gas toward a charged beam irradiation portion on a sample; and a gas supply unit attached to or above the objective lens magnetic path.
請求項1記載の荷電ビーム装置において、
前記ガス供給部は前記鏡体に設けられた孔を介して取り付けられていることを特徴とする荷電ビーム装置。
The charged beam device according to claim 1.
The charged beam apparatus, wherein the gas supply unit is attached through a hole provided in the mirror body.
請求項3記載の荷電ビーム装置において、
前記鏡体に設けられた孔に対して前記鏡体の中心軸を挟んで反対側に設けられた他の孔を有していることを特徴とする荷電ビーム装置。
The charged beam apparatus according to claim 3.
A charged beam apparatus comprising: another hole provided on an opposite side of the central axis of the mirror body with respect to the hole provided in the mirror body.
請求項1記載の荷電ビーム装置において、
前記ガス供給部の材質は非磁性体であることを特徴とする荷電ビーム装置。
The charged beam device according to claim 1.
The charged beam apparatus according to claim 1, wherein a material of the gas supply unit is a non-magnetic material.
請求項1記載の荷電ビーム装置において、
前記噴出孔を試料に対して進退させる駆動装置を備えることを特徴とする荷電ビーム装置。
The charged beam device according to claim 1.
A charged beam apparatus comprising: a driving device for moving the ejection hole forward and backward with respect to the sample.
請求項1記載の荷電ビーム装置において、
試料における欠陥の自動レビュー及び自動分類を行う制御装置を備えることを特徴とする荷電ビーム装置。
The charged beam device according to claim 1.
A charged beam apparatus comprising a control device that performs automatic review and automatic classification of defects in a sample.
請求項1記載の荷電ビーム装置において、
試料からマイクロサンプルを摘出する摘出手段を備えることを特徴とする荷電ビーム装置。
The charged beam device according to claim 1.
A charged beam apparatus comprising: extraction means for extracting a microsample from a sample.
請求項8記載の荷電ビーム装置において、
前記摘出手段の材質は、シリコン、カーボン、ゲルマニウムの内いずれかであることを特徴とする荷電ビーム装置。
The charged beam device according to claim 8.
The charged beam apparatus characterized in that the material of the extraction means is any one of silicon, carbon, and germanium.
請求項1記載の荷電ビーム装置において、
前記荷電ビーム発生源は、不活性ガスイオン源、酸素若しくは窒素ガスイオン源、デュオプラズマトロンイオン源、電子サイクロトロン共鳴プラズマ源、誘導結合プラズマ源、又はヘリコン波プラズマ源の内いずれかであることを特徴とする荷電ビーム装置。
The charged beam device according to claim 1.
The charged beam generation source is any one of an inert gas ion source, an oxygen or nitrogen gas ion source, a duoplasmatron ion source, an electron cyclotron resonance plasma source, an inductively coupled plasma source, or a helicon wave plasma source. Characteristic charged beam device.
請求項1記載の荷電ビーム装置において、
前記荷電ビーム発生源は、シリコン、ゲルマニウム等のIV属液体金属イオン源であることを特徴とする荷電ビーム装置。
The charged beam device according to claim 1.
The charged beam generating source is a group IV liquid metal ion source such as silicon or germanium.
請求項1記載の荷電ビーム装置において、
前記荷電ビーム発生源は、ヘリウム、アルゴン等のガスフェーズ電界電離イオン源であることを特徴とする荷電ビーム装置。
The charged beam device according to claim 1.
The charged beam generator is a gas phase field ion source such as helium or argon.
荷電ビームを生成する2つの荷電ビーム発生源と、
この2つの荷電ビーム発生源からの荷電ビームを試料上にそれぞれ集束させる電子レンズを形成する対物レンズ磁路をそれぞれ有し、前記2つの荷電ビーム発生源をそれぞれ内包する2つの鏡体と、
試料上の荷電ビーム照射部分に向かって反応性ガスを噴出する噴出孔を有し、前記2つの鏡体の内少なくとも一方の鏡体における前記対物レンズ磁路、又はその上方に取り付けられたガス供給部とを備えることを特徴とする荷電ビーム装置。
Two charged beam sources for generating a charged beam;
Two mirrors each having an objective lens magnetic path for forming an electron lens for focusing the charged beams from the two charged beam generation sources on the sample, respectively, and containing the two charged beam generation sources;
A gas supply having an ejection hole for ejecting a reactive gas toward the charged beam irradiation portion on the sample, and the objective lens magnetic path in at least one of the two mirrors, or a gas supply attached above the objective lens magnetic path A charged beam device.
請求項14記載の荷電ビーム装置において、
前記2つの荷電ビーム発生源は、一方が電子ビーム発生源であり、他方がイオンビーム発生源であることを特徴とする荷電ビーム装置。
The charged beam device according to claim 14.
One of the two charged beam generation sources is an electron beam generation source, and the other is an ion beam generation source.
荷電ビーム発生源が生成する荷電ビームを試料に照射する荷電ビーム装置の鏡体において、
前記荷電ビーム発生源からの荷電ビームを試料上に集束させる電子レンズを形成する対物レンズ磁路と、
前記対物レンズ磁路、又はその上方に取り付けられ試料上の荷電ビーム照射部分に向かって反応性ガスを噴出するガス供給部を取り付けるための孔とを備えることを特徴とする荷電ビーム装置の鏡体。
In a mirror of a charged beam apparatus that irradiates a sample with a charged beam generated by a charged beam generation source,
An objective lens magnetic path forming an electron lens for focusing the charged beam from the charged beam generation source on the sample;
The objective lens magnetic path, or a mirror body for a charged beam apparatus, comprising a hole for attaching a gas supply unit attached above the objective lens and ejecting a reactive gas toward a charged beam irradiation portion on the sample .
JP2006307702A 2006-11-14 2006-11-14 Charged beam device and mirror body thereof Expired - Fee Related JP5384786B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006307702A JP5384786B2 (en) 2006-11-14 2006-11-14 Charged beam device and mirror body thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006307702A JP5384786B2 (en) 2006-11-14 2006-11-14 Charged beam device and mirror body thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008123891A true JP2008123891A (en) 2008-05-29
JP5384786B2 JP5384786B2 (en) 2014-01-08

Family

ID=39508415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006307702A Expired - Fee Related JP5384786B2 (en) 2006-11-14 2006-11-14 Charged beam device and mirror body thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5384786B2 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010113810A (en) * 2008-11-04 2010-05-20 Jeol Ltd Transmission electron microscope
JP2010219013A (en) * 2009-03-19 2010-09-30 Jeol Ltd Correction method and apparatus for beam irradiation position in sem-fib composite apparatus
WO2012043363A1 (en) * 2010-09-28 2012-04-05 エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社 Charged particle beam device, thin film forming method, defect correction method and device fabrication method
JP2012242146A (en) * 2011-05-17 2012-12-10 Hitachi High-Technologies Corp Scanning electron microscope and sample preparation method
WO2014030433A1 (en) * 2012-08-22 2014-02-27 株式会社 日立ハイテクノロジーズ Composite charged particle beam device
US8984187B2 (en) 2005-08-31 2015-03-17 Blackberry Limited Handheld electronic device with text disambiguation allowing dynamic expansion of input key associations
US9312096B2 (en) 2014-05-30 2016-04-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Sample holder
JP2020095958A (en) * 2018-12-10 2020-06-18 カール ツァイス マイクロスコーピー ゲーエムベーハーCarl Zeiss Microscopy GmbH Particle beam system and method for operating particle beam system
WO2022004229A1 (en) * 2020-06-29 2022-01-06 株式会社ブイ・テクノロジー Differential exhaust device and focused energy beam device

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5260061A (en) * 1975-11-12 1977-05-18 Jeol Ltd Electronic microscope and its similar equipment
JPH01169860A (en) * 1987-12-25 1989-07-05 Jeol Ltd Charged particle beam device
JPH0620639A (en) * 1992-07-03 1994-01-28 Hitachi Ltd Gas nozzle for focused ion beam processing
JPH07192685A (en) * 1993-12-01 1995-07-28 Ict Integrated Circuit Testing G Fur Halbleiterprueftechnik Mbh Specimen processing system
JPH07320670A (en) * 1993-03-10 1995-12-08 Hitachi Ltd Processing method and device using focused ion beam generating means
JPH08511903A (en) * 1994-04-12 1996-12-10 フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ Particle-optical device with detector for secondary electrons.
JPH08329876A (en) * 1995-05-30 1996-12-13 Hitachi Ltd Method and device for preparing observation specimen
JPH1186772A (en) * 1997-09-03 1999-03-30 Jeol Ltd Assist gas introducing device for fib
JP2002083563A (en) * 2000-09-06 2002-03-22 Hitachi Ltd Scanning electron microscope
JP2003194746A (en) * 2001-10-05 2003-07-09 Canon Inc Information acquiring device and device and method for evaluating sample
JP2004269913A (en) * 2003-03-05 2004-09-30 National Institute For Materials Science Manufacturing method and preparing apparatus for microstructure
JP2005285746A (en) * 2004-03-03 2005-10-13 Hitachi High-Technologies Corp Observation method for sample by use of scanning type electron microscope and its device
JP2006139917A (en) * 2004-11-10 2006-06-01 Hitachi High-Technologies Corp Ion beam processing device and manufacturing method of sample

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5260061A (en) * 1975-11-12 1977-05-18 Jeol Ltd Electronic microscope and its similar equipment
JPH01169860A (en) * 1987-12-25 1989-07-05 Jeol Ltd Charged particle beam device
JPH0620639A (en) * 1992-07-03 1994-01-28 Hitachi Ltd Gas nozzle for focused ion beam processing
JPH07320670A (en) * 1993-03-10 1995-12-08 Hitachi Ltd Processing method and device using focused ion beam generating means
JPH07192685A (en) * 1993-12-01 1995-07-28 Ict Integrated Circuit Testing G Fur Halbleiterprueftechnik Mbh Specimen processing system
JPH08511903A (en) * 1994-04-12 1996-12-10 フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ Particle-optical device with detector for secondary electrons.
JPH08329876A (en) * 1995-05-30 1996-12-13 Hitachi Ltd Method and device for preparing observation specimen
JPH1186772A (en) * 1997-09-03 1999-03-30 Jeol Ltd Assist gas introducing device for fib
JP2002083563A (en) * 2000-09-06 2002-03-22 Hitachi Ltd Scanning electron microscope
JP2003194746A (en) * 2001-10-05 2003-07-09 Canon Inc Information acquiring device and device and method for evaluating sample
JP2004269913A (en) * 2003-03-05 2004-09-30 National Institute For Materials Science Manufacturing method and preparing apparatus for microstructure
JP2005285746A (en) * 2004-03-03 2005-10-13 Hitachi High-Technologies Corp Observation method for sample by use of scanning type electron microscope and its device
JP2006139917A (en) * 2004-11-10 2006-06-01 Hitachi High-Technologies Corp Ion beam processing device and manufacturing method of sample

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8984187B2 (en) 2005-08-31 2015-03-17 Blackberry Limited Handheld electronic device with text disambiguation allowing dynamic expansion of input key associations
JP2010113810A (en) * 2008-11-04 2010-05-20 Jeol Ltd Transmission electron microscope
JP2010219013A (en) * 2009-03-19 2010-09-30 Jeol Ltd Correction method and apparatus for beam irradiation position in sem-fib composite apparatus
JP2012074194A (en) * 2010-09-28 2012-04-12 Sii Nanotechnology Inc Charged particle beam device, thin film forming method, defect correcting method, and device manufacturing method
WO2012043363A1 (en) * 2010-09-28 2012-04-05 エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社 Charged particle beam device, thin film forming method, defect correction method and device fabrication method
JP2012242146A (en) * 2011-05-17 2012-12-10 Hitachi High-Technologies Corp Scanning electron microscope and sample preparation method
WO2014030433A1 (en) * 2012-08-22 2014-02-27 株式会社 日立ハイテクノロジーズ Composite charged particle beam device
US9478389B2 (en) 2012-08-22 2016-10-25 Hitachi High-Technologies Corporation Scanning electron microscope
US9312096B2 (en) 2014-05-30 2016-04-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Sample holder
JP2020095958A (en) * 2018-12-10 2020-06-18 カール ツァイス マイクロスコーピー ゲーエムベーハーCarl Zeiss Microscopy GmbH Particle beam system and method for operating particle beam system
JP7284695B2 (en) 2018-12-10 2023-05-31 カール ツァイス マイクロスコーピー ゲーエムベーハー Particle beam system and method of operating a particle beam system
WO2022004229A1 (en) * 2020-06-29 2022-01-06 株式会社ブイ・テクノロジー Differential exhaust device and focused energy beam device
JP7414276B2 (en) 2020-06-29 2024-01-16 株式会社ブイ・テクノロジー Focused energy beam device

Also Published As

Publication number Publication date
JP5384786B2 (en) 2014-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5384786B2 (en) Charged beam device and mirror body thereof
US10157722B2 (en) Inspection device
JP5129865B2 (en) Electron beam inspection apparatus and wafer defect inspection apparatus using the electron beam inspection apparatus
JP3730263B2 (en) Apparatus and method for automatic substrate inspection using charged particle beam
US7411191B2 (en) Inspection system by charged particle beam and method of manufacturing devices using the system
US7417236B2 (en) Sheet beam-type testing apparatus
US7223973B2 (en) Apparatus for inspection with electron beam, method for operating same, and method for manufacturing semiconductor device using former
US7135676B2 (en) Inspection system by charged particle beam and method of manufacturing devices using the system
JP4685627B2 (en) Sample processing method
JP5222507B2 (en) Ion beam processing apparatus and sample processing method
JP2006128068A (en) Ion beam processing apparatus and processing method
WO2004100206A1 (en) Electron beam device, electron beam inspection method, electron beam inspection device, pattern inspection method and exposure condition determination method
JP2007250371A (en) Ion beam processing device
JP2005235777A (en) Inspection apparatus and method by electron beam, and device manufacturing method using the inspection apparatus
JP5183912B2 (en) Charged beam apparatus and cleaning method thereof
JP2018186076A (en) Aberration measurement in charged particle microscope
JP2007019033A (en) Inspection device and method by electron beam, and device manufacturing method using above inspection device
JP4388101B2 (en) Charged particle beam processing equipment
JP2009170118A (en) Charged particle beam processing device
US20240006147A1 (en) Flood column and charged particle apparatus
JP2009105077A (en) Ion beam processing device
JPWO2002001597A1 (en) Inspection apparatus using charged particle beam and device manufacturing method using the inspection apparatus
JP2004349264A (en) Inspection device using electron beam
JP2004335484A (en) Inspection method and inspection apparatus using electron beam
JP2009187852A (en) Charged particle beam processing apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090918

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120516

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120522

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120719

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130122

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130313

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130702

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130830

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131001

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131003

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees