JP2010518583A5

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Publication number: JP2010518583A5
Application number: JP2009549224A
Authority: JP
Filing date: 2008-02-06
Publication date: 2010-07-08
Anticipated expiration: 2028-02-06

Claims

サンプルチャンバと、
荷電粒子源と、
前記荷電粒子源からサンプルに向かって荷電粒子を誘導する荷電粒子ビーム集束カラムと、
前記サンプルチャンバ内にあってサンプルを収容するサンプル小室であり、前記サンプルチャンバ内のガス圧とは異なるガス圧を維持するように十分に囲われたサンプル小室と、
ガスの供給源に前記サンプル小室を接続するガス注入口と、
前記荷電粒子源と前記サンプルとの間に配置され、前記サンプルにおける圧力より低い圧力を前記荷電粒子ビーム集束カラム内において維持する少なくとも１つの圧力制限開口と
を備える粒子−光学装置。
サンプルステージから離して配置され、前記サンプルから放出された電子を検出する検出器をさらに備え、
前記サンプルから放出された前記電子が電子電流を含み、前記電子電流が、ガスのイオン化カスケードによって増幅されて、前記サンプルの像を形成する増幅された画像化信号を生成する、請求項１に記載の粒子−光学装置。
前記ガス注入口が、Ｈ₂Ｏ、Ｎ₂または空気以外の分子の供給源に前記サンプル小室を接続するガス注入口を備える、請求項１または２に記載の粒子−光学装置。
ガスの供給源に前記サンプル小室を接続する前記ガス注入口が、有機化合物、金属有機化合物、有機金属化合物、有機ハロゲン化合物、芳香族化合物、アミンまたはオルガノシランを含むガス分子の供給源に前記サンプル小室を接続するガス注入口を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の粒子−光学装置。
ガスの供給源に前記サンプル小室を接続する前記ガス注入口が、ホスフィン、ハロゲン化物、塩化物、フッ化物、金属ハロゲン化物、金属塩化物、金属フッ化物、金属水素化物またはシランを含むガス分子の供給源に前記サンプル小室を接続するガス注入口を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の粒子−光学装置。
前記サンプル小室圧力が１０ミリトール超である、請求項１〜５のいずれかに記載の粒子−光学装置。
前記サンプルチャンバ圧力が１０ミリトール未満である、請求項６に記載の粒子−光学装置。
前記サンプル小室がガス排出口を含み、前記ガス排出口が前記ガス注入口とは別個であり、前記ガス排出口が、前記圧力制限開口および前記集束カラム以外を通る、請求項１〜７のいずれかに記載の粒子−光学装置。
前記ガス注入口が、前記小室内へガスを導入する複数のガス注入口を含む、請求項１〜８のいずれかに記載の粒子−光学装置。
前記サンプル小室が耐食材料を含む、請求項１〜９のいずれかに記載の粒子−光学装置。
微小構造内の要素を形成するため、ガスの供給源に前記サンプル小室を接続する前記ガス注入口が、荷電粒子ビームによって活性化されたときに、前記サンプル小室内のサンプルから材料をエッチングし、または前記サンプル小室内のサンプルに材料を付着させるガスの供給源に前記サンプル小室を接続するガス注入口を含む、請求項１〜１０のいずれかに記載の粒子−光学装置。
前記サンプル小室内にあって、前記サンプルの位置を変化させる可動サンプルステージをさらに備える、請求項１〜１１のいずれかに記載の粒子−光学装置。
前記サンプルチャンバの内側にあって、前記小室を１次ビームの軸と整列させる可動小室・ステージをさらに備える、請求項１〜１２のいずれかに記載の粒子−光学装置。
前記サンプルを前記サンプル小室内に保持する断熱されたサンプルステージを含む、請求項１〜１３のいずれかに記載の粒子−光学装置。
前記サンプルを加熱する加熱器をさらに備える、請求項１〜１４のいずれかに記載の粒子−光学装置。
前記小室の壁を加熱するエネルギーの供給源をさらに備える、請求項１〜１５のいずれかに記載の粒子−光学装置。
前記サンプル小室が、前記サンプルを見るための光学的に透明な窓を含む、請求項１〜１６のいずれかに記載の粒子−光学装置。
前記検出器が、ガス・カスケード内の電荷の流れによって誘起された電気信号を検出する電極を備える、請求項１〜１７のいずれかに記載の粒子−光学装置。
前記荷電粒子ビーム集束カラムが磁気レンズを含み、追加の衝突を発生させるため、前記磁気レンズが、電子の経路を前記ガス内に延ばす磁場を発生させる、請求項１〜１８のいずれかに記載の粒子−光学装置。
前記電子電流を増幅するため、前記検出器が、前記サンプルから少なくとも３ｍｍのところに配置された電極を含む、請求項１〜１９のいずれかに記載の粒子−光学装置。
荷電粒子ビーム集束カラムと、少なくとも１つの圧力制限開口によって前記荷電粒子ビーム集束カラムから分離されたサンプル小室を含むサンプルチャンバとを提供することと、
前記サンプル小室に接続されたガス注入口を通して、第１のガスを、前記サンプル小室内のサンプルに搬送することと、
前記サンプル小室を、前記サンプルチャンバの圧力よりも高圧に維持することと、
前記サンプル小室を、前記荷電粒子ビーム集束カラム内の圧力よりも高圧に維持することと、
前記サンプルを処理するため、前記荷電粒子ビーム集束カラムおよび前記少なくとも１つの圧力制限開口を通して、荷電粒子のビームをサンプルに向かって誘導することと
を含む、粒子−光学装置を使用してサンプルを処理する方法。
前記荷電粒子のビームを前記サンプルに向かって誘導することによって所望の微小構造を製造することをさらに含み、
前記所望の微小構造を製造するため、前記荷電粒子のビームが、前記第１のガスを活性化させて、前記荷電粒子のビームの衝突位置の近くの前記サンプルから材料を局所的にエッチング、あるいは前記サンプルに材料を局所的に付着させる、請求項２１に記載の方法。
前記サンプルから放出された２次電子と、前記２次電子とガス分子との衝突によって生成された電子とを含む電子電流を検出することをさらに含む、請求項２１または２２に記載の方法。
前記サンプルから放出された電子を、サンプルステージから離して配置された検出器を使用して検出することをさらに含み、
前記サンプルから放出された前記電子が電子電流を含み、前記電子電流が、ガス・イオン化カスケードによって増幅されて、前記サンプルの像を形成する増幅された画像化信号を生成する、請求項２１〜２３のいずれかに記載の方法。
前記サンプルチャンバ内の前記第１のガスが、前記圧力制限開口以外の、前記サンプル小室に接続されたガス排出口を通して、第１のガス排出流量で同時に除去される、請求項２１〜２４のいずれかに記載の方法。
前記サンプル小室から前記第１のガスを除去し、同時に前記サンプル小室に第２のガスを搬送することによって、前記第１のガスから前記第２のガスへ切り替えることをさらに含む、請求項２１〜２５のいずれかに記載の方法。
前記サンプル小室に接続された第２の注入口を通して前記サンプル小室に第２のガスを搬送すること、
前記第１のガスを前記第２のガスに入れ替えるため、前記サンプルチャンバからガスを同時に除去すること、および
前記第２のガスを使用して前記サンプルを画像化するか、または処理するため、前記荷電粒子ビーム集束カラムおよび前記少なくとも１つの圧力制限開口を通して、荷電粒子のビームを前記サンプルに向かって誘導すること
をさらに含む、請求項２１〜２６のいずれかに記載の方法。
前記第１のガスが、前記サンプルの表面に材料を付着させるか、または前記サンプルをエッチングする処理ガスであり、前記第２のガスが、前記サンプルを画像化する画像化ガスである、請求項２７に記載の方法。
前記サンプル小室の表面温度を前記サンプルの表面温度よりも高く維持するため、サンプル小室の表面を加熱することをさらに含む、請求項２１〜２８のいずれかに記載の方法。
電子ビームが誘導される領域を越えて延びる領域において前記サンプルから材料をエッチングするか、または前記サンプルに材料を付着させるため、前駆体ガスの存在下で前記サンプルチャンバ内の前記サンプルを加熱することをさらに含む、請求項２１〜２９のいずれかに記載の方法。