JP2013115047A5 - 分光分析用の電子ビーム源としてのプラズマ源 - Google Patents

Claims (22)

1. プラズマを維持するプラズマ室と、
   前記プラズマを動作電圧にバイアスするバイアス電極と、
   前記バイアス電極に正または負の電圧を印加することができる電源であり、前記プラズマ室から正または負に帯電した粒子を選択的に引き出すために極性を切り換えることができる電源と、
   前記プラズマ源から荷電粒子を引き出す引出し電極と、
   前記引出し電極に正または負の電圧を印加することができる引出し電極電源と、
   前記プラズマ源から引き出された前記荷電粒子を加工物上に集束させる集束カラムであり、前記正または負に帯電した粒子を前記加工物上に集束させる集束カラムと
   を備える荷電粒子ビーム・システム。
2. 前記プラズマ室から引き出され、前記集束カラムによって前記加工物上に集束した電子の衝突によって発生したＸ線を検出するＸ線検出器をさらに備える、請求項１に記載の荷電粒子ビーム・システム。
3. 前記プラズマ室が、誘導結合プラズマ源の部分である、請求項１または請求項２に記載の荷電粒子ビーム・システム。
4. 試料を処理し、試料の特性を決定する装置であって、
   第１のモードではイオン源として、第２のモードでは電子源として選択的に動作するプラズマ源と、
   前記第１のモードに対応し集束イオン・ビーム動作を可能にする第１の電圧構成と、少なくとも１つの第２のモードに対応しＳＥＭ動作を可能にする少なくとも１つの第２の電圧構成とを選択的に提供するように構成された電源であって、前記集束イオン・ビーム動作とＳＥＭ動作はともに、同一の前記集束カラムを用いている電源、と、
   試料の特性を決定するのに必要な情報を集めるＸ線検出器と
   を備える装置。
5. 前記検出器がエネルギー分散型Ｘ線検出器である、請求項４に記載の装置。
6. 前記エネルギー分散型Ｘ線検出器がシリコン・ドリフト検出器型の検出器である、請求項５に記載の装置。
7. 試料の前記特性が、前記試料の化学組成または元素組成を含む、請求項４〜６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記第１の電圧構成が、源電極に印加されるグランドに対して正の高電圧と、引出し電極に印加される源電極電圧に対して負の高電圧とからなり、前記第２の電圧構成が、前記源電極に印加されるグランドに対して負の高電圧と、前記引出し電極に印加される前記源電極電圧に対して正の高電圧とからなる、請求項４〜７のいずれか一項に記載の装置。
9. 試料を処理する方法であって、
   第１のモードではイオン・ビームが生み出され、少なくとも１つの第２のモードでは電子ビームが生み出されるような形でユーザが選択可能な動作モードを有する単一カラムプラズマ源を用意するステップと、
   前記プラズマ源の動作モードを選択するステップと、
   生み出された前記ビームを試料に向かって導くステップと、
   生み出された前記ビームで前記試料を処理するステップと
   を含む方法。
10. 生み出された前記ビームを試料に向かって導くステップが、２００ｎｍ未満のスポット・サイズを有するビームを前記試料に向かって導くステップを含む、請求項９に記載の方法。
11. 生み出された前記ビームを試料に向かって導くステップが、前記第１のモードでは前記イオン・ビームを前記試料に向かって導き、前記第２のモードでは前記電子ビームを前記試料に向かって導くステップを含む、請求項９または請求項１０に記載の方法。
12. 生み出された前記ビームで前記試料を処理するステップが、前記イオン・ビームで前記試料を処理して集束イオン・ビーム動作を実行するステップと、前記電子ビームで前記試料を走査し、その間に放出されたＸ線を集めて前記試料の特性を決定するステップとを含む、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記イオン・ビームで前記試料を処理して集束イオン・ビーム動作を実行するステップが、前記電子ビームによって分析対象の材料を露出させるステップを含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記電子ビームによって分析対象の材料を露出させるステップが、前記試料表面から材料の層を除去するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
15. 試料を処理する方法であって、
    アンテナからの高周波エネルギーを分割ファラデー・シールドを通してプラズマ室内へ結合して、前記プラズマ室内にプラズマを発生させるステップと、
    前記プラズマ室内の前記プラズマから電子を引き出すステップと、
    前記電子を成形して集束ビームとし、前記集束ビームを前記試料に向かって導くステップと、
    前記プラズマ室からイオンを引き出すステップと、
    前記イオンを成形して集束イオンビームとし、前記集束イオンビームを前記試料に向かって導くステップと
    を含む方法であって、
    前記電子を成形して集束ビームとすることが、前記集束イオンビームを成形するために用いられる同一の前記集束カラムを用いて行われる、方法。
16. 電子の前記集束ビームの前記試料の位置におけるスポット・サイズが２００ｎｍ未満、電子電流が１ｎＡ以上である、請求項１５に記載の方法。
17. 電子の前記集束ビームの前記試料の位置におけるスポット・サイズが２．３μｍ未満、電子電流が１μＡ以上である、請求項１５に記載の方法。
18. 走査中に電子が衝突した点からの放出物を検出するステップと、
    集められた前記放出物から前記試料の特性を決定するステップと
    をさらに含む、請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の方法。
19. 前記放出物がＸ線である、請求項１８に記載の方法。
20. 前記放出物が、２次電子または後方散乱電子である、請求項１８に記載の方法。
21. 前記イオンを成形して集束イオンビームとし、前記集束イオンビームを前記試料に向かって導くステップが、試料表面から材料を除去してその下の材料を露出させるステップを含み、
    前記電子を成形して集束ビームとし、前記集束ビームを前記試料に向かって導くステップが、前記試料を真空室から取り出すことなしに、露出させた前記その下の材料に向かって前記ビームを導くステップを含む、
    請求項１５に記載の方法。
22. 前記プラズマ室からイオンを引き出す前記ステップが、アルゴン・イオン、キセノン・イオンまたは酸素イオンを引き出すステップを含む、請求項１５または請求項２１に記載の方法。