JP2016127025A - Charged particle beam device - Google Patents

Charged particle beam device Download PDF

Info

Publication number
JP2016127025A
JP2016127025A JP2015253893A JP2015253893A JP2016127025A JP 2016127025 A JP2016127025 A JP 2016127025A JP 2015253893 A JP2015253893 A JP 2015253893A JP 2015253893 A JP2015253893 A JP 2015253893A JP 2016127025 A JP2016127025 A JP 2016127025A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
charged particle
particle beam
gib
source gas
flow rate
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
JP2015253893A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6879663B2 (en
Inventor
弘 大庭
Hiroshi Oba
弘 大庭
正寛 清原
Masahiro Kiyohara
正寛 清原
宗翰 楊
Tsung Han Yang
宗翰 楊
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 Science Corp
Original Assignee
Hitachi High Tech Science 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 Tech Science Corp filed Critical Hitachi High Tech Science Corp
Publication of JP2016127025A publication Critical patent/JP2016127025A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6879663B2 publication Critical patent/JP6879663B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a charged particle beam device which achieves an optimal supply state according to a kind of a material gas.SOLUTION: A charged particle beam device 100 radiates an ion beam to a sample S to process the sample S and includes: a GIB lens tube 3 configured to radiate a gaseous ion beam to the sample S in a sample chamber 40; and a GIB control part 13 configured to supply a material gas, which is a material of the gaseous ion beam, to the GIB lens tube 3. The GIB control part 13 includes: a flow rate control part 133 which controls a flow rate of the material gas; and a by-pass line P2 connected to the upstream of the GIB lens tube 3 and provided to exhaust the material gas.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、荷電粒子ビーム装置に関するものである。   The present invention relates to a charged particle beam apparatus.

従来、集束イオンビーム（ＦＩＢ；Focused Ion Beam）装置により透過電子顕微鏡（ＴＥＭ；Transmission Electron Microscope）観察するための薄片試料を作製することが知られている。また、集束イオンビームの照射によりイオン種であるガリウムが薄片試料に注入されダメージ層を形成することも知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, it is known to produce a thin sample for TEM (Transmission Electron Microscope) observation using a focused ion beam (FIB) apparatus. It is also known that gallium, which is an ion species, is injected into a thin sample by irradiation with a focused ion beam to form a damaged layer.

近年では、原料ガスにアルゴンなどを用いた気体イオンビーム（ＧＩＢ；Gas Ion Beam）を試料に照射し、ダメージ層を除去する技術も提案されている（引用文献１参照）。このような手段によれば、ダメージ層の少ない薄片試料を形成することが可能となる。   In recent years, a technique has also been proposed in which a sample is irradiated with a gaseous ion beam (GIB) using argon or the like as a source gas to remove a damaged layer (see Reference 1). According to such means, it is possible to form a thin sample having a small damage layer.

特開平０６−２６０１２９号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-260129

近年、試料加工の目的や試料の特性に合わせて、異なる複数の原料ガスのイオンビームを用いることが一般的になりつつある。原料ガスが異なれば、最適な流量等の流量条件も個別に異なることとなり、原料ガスの供給にあたって細やかな制御が必要となるが、そのような制御に関して未だ十分な検討はなされていない。   In recent years, it has become common to use ion beams of a plurality of different source gases in accordance with the purpose of sample processing and sample characteristics. If the source gas is different, the flow conditions such as the optimum flow rate are also individually different, and fine control is required for supplying the source gas. However, sufficient studies have not yet been made regarding such control.

本発明は、原料ガスの種類に応じて最適な供給状態を実現することのできる荷電粒子ビーム装置を提供する。   The present invention provides a charged particle beam apparatus capable of realizing an optimum supply state according to the type of source gas.

本発明の荷電粒子ビーム装置は、試料にイオンビームを照射して加工可能な荷電粒子ビーム装置であって、気体イオンビームを試料室内の試料に照射するＧＩＢ鏡筒と、前記気体イオンビームの原料である原料ガスを前記ＧＩＢ鏡筒に供給するＧＩＢ制御部と、を備え、前記ＧＩＢ制御部は、前記原料ガスの流量を制御する流量制御部と、前記ＧＩＢ鏡筒の上流に接続され、前記原料ガスを排気するために設けられたバイパス管路と、を含む。   The charged particle beam apparatus of the present invention is a charged particle beam apparatus that can be processed by irradiating a sample with an ion beam, a GIB column that irradiates a sample in a sample chamber with a gaseous ion beam, and a raw material for the gaseous ion beam A GIB control unit for supplying the source gas to the GIB column, and the GIB control unit is connected to a flow rate control unit for controlling the flow rate of the source gas, upstream of the GIB column, and And a bypass line provided for exhausting the source gas.

本発明の一態様として、例えば、前記バイパス管路は、前記流量制御部と前記ＧＩＢ鏡筒との間に接続される。   As one aspect of the present invention, for example, the bypass conduit is connected between the flow control unit and the GIB column.

本発明の一態様として、例えば、前記バイパス管路上に前記流量制御部が設けられる。   As one aspect of the present invention, for example, the flow rate control unit is provided on the bypass pipeline.

本発明の一態様として、例えば、前記流量制御部が、前記原料ガスの流量に基づき当該原料ガスの流量を制御するＭＦＣより構成される。   As one aspect of the present invention, for example, the flow rate control unit includes an MFC that controls the flow rate of the source gas based on the flow rate of the source gas.

本発明の一態様として、例えば、前記流量制御部が、前記原料ガスの圧力に基づき当該原料ガスの流量を制御するバリアブルリークバルブ（ＶＬＶ；Variable Leak Valve）より構成される。   As one aspect of the present invention, for example, the flow rate control unit is configured by a variable leak valve (VLV) that controls the flow rate of the source gas based on the pressure of the source gas.

本発明の一態様として、例えば、前記バイパス管路は、前記原料ガスの種類に応じて開閉可能である。   As one aspect of the present invention, for example, the bypass conduit can be opened and closed according to the type of the source gas.

本発明の一態様として、例えば、前記原料ガスがアルゴン（Ａｒ）の場合前記バイパス管路は閉じ、前記原料ガスがキセノン（Ｘｅ）の場合前記バイパス管路は開く。   As one aspect of the present invention, for example, when the source gas is argon (Ar), the bypass line is closed, and when the source gas is xenon (Xe), the bypass line is opened.

本発明の一態様として、例えば、第１の真空ポンプと、前記第１の真空ポンプが適用される真空度よりもより高い真空度を達成するために使用される第２の真空ポンプと、前記ＧＩＢ鏡筒においてイオン化されなかった前記原料ガスを排気する排気管路と、前記バイパス管路と前記第１の真空ポンプとの接続である第１の接続と、前記バイパス管路と前記第２の真空ポンプとの接続である第２の接続と、前記排気管路と前記第２の真空ポンプとの接続である第３の接続と、を確保するとともに、前記第１、第２及び第３の接続を排他的に切り替えることが可能な管路切り替えバルブと、を更に備える。   As one aspect of the present invention, for example, a first vacuum pump, a second vacuum pump used to achieve a higher degree of vacuum than the degree of vacuum to which the first vacuum pump is applied, An exhaust pipe for exhausting the source gas that has not been ionized in the GIB column; a first connection that is a connection between the bypass pipe and the first vacuum pump; and the bypass pipe and the second pipe A second connection that is a connection with a vacuum pump and a third connection that is a connection between the exhaust pipe and the second vacuum pump are secured, and the first, second, and third connections are secured. A conduit switching valve capable of switching the connection exclusively.

上述した様に、本発明に係る荷電粒子ビーム装置によれば、原料ガスの種類に応じた最適な流量条件を設定することが可能となる。   As described above, according to the charged particle beam apparatus of the present invention, it is possible to set an optimal flow rate condition according to the type of source gas.

本発明による実施形態の荷電粒子ビーム装置の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a charged particle beam apparatus according to an embodiment of the present invention. 実施形態１の荷電粒子ビーム装置のＧＩＢ鏡筒およびＧＩＢ制御部の構成図である。2 is a configuration diagram of a GIB column and a GIB control unit of the charged particle beam apparatus according to Embodiment 1. FIG. 実施形態２の荷電粒子ビーム装置のＧＩＢ鏡筒およびＧＩＢ制御部の構成図である。It is a block diagram of the GIB column and the GIB control part of the charged particle beam apparatus of Embodiment 2. 実施形態３の荷電粒子ビーム装置のＧＩＢ鏡筒およびＧＩＢ制御部の構成図である。It is a block diagram of the GIB lens-barrel and GIB control part of the charged particle beam apparatus of Embodiment 3. 実施形態３の変形例のＧＩＢ鏡筒およびＧＩＢ制御部の構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of a GIB lens barrel and a GIB control unit according to a modification of the third embodiment.

（実施形態１）
以下、本発明に係る荷電粒子ビーム装置の実施形態について説明する。図１は、本実施形態の荷電粒子ビーム装置１００の全体構成を示す。荷電粒子ビーム装置１００は、第１の荷電粒子ビームとしての集束イオンビームを照射するＦＩＢ鏡筒１と、第２の荷電粒子ビームとしての電子ビーム（ＥＢ；Electron Beam）を照射するＥＢ鏡筒２と、第３の荷電粒子ビームとしての気体イオンビームを照射するＧＩＢ鏡筒３と、試料Ｓを収容する試料室（チャンバー）４０とを備えている。 (Embodiment 1)
Hereinafter, embodiments of the charged particle beam apparatus according to the present invention will be described. FIG. 1 shows an overall configuration of a charged particle beam apparatus 100 of the present embodiment. The charged particle beam apparatus 100 includes an FIB column 1 that irradiates a focused ion beam as a first charged particle beam, and an EB column 2 that irradiates an electron beam (EB) as a second charged particle beam. And a GIB column 3 that irradiates a gaseous ion beam as a third charged particle beam, and a sample chamber (chamber) 40 that accommodates the sample S.

ＦＩＢ鏡筒１は、液体金属イオン源を備えており、直径１００ｎｍ以下の集束イオンビームを形成することができ、試料Ｓを微細に加工できる。また、ＧＩＢ鏡筒３は、ＰＩＧ型などの気体イオン源を備えていて、前記集束イオンビームほど集束しない集束イオンビーム（気体イオンビーム）で、集束イオンビームによる加工面を清浄化するなどの目的で用いる。ＧＩＢイオン源は、イオン源ガスとして、ヘリウム、アルゴン、キセノン、酸素、窒素などを用いる。   The FIB column 1 includes a liquid metal ion source, can form a focused ion beam having a diameter of 100 nm or less, and can finely process the sample S. The GIB column 3 includes a PIG type gas ion source, and uses a focused ion beam (gas ion beam) that is not focused as much as the focused ion beam to clean the processing surface by the focused ion beam. Used in. The GIB ion source uses helium, argon, xenon, oxygen, nitrogen or the like as an ion source gas.

荷電粒子ビーム装置１００はさらに、ＥＢ、ＦＩＢ、またはＧＩＢの照射により試料Ｓから発生する二次電子を検出する二次電子検出器４を備えている。また、ＥＢの照射により試料Ｓから発生する反射電子を検出する反射電子検出器を備えていても良い。   The charged particle beam apparatus 100 further includes a secondary electron detector 4 that detects secondary electrons generated from the sample S by irradiation with EB, FIB, or GIB. Moreover, you may provide the reflected electron detector which detects the reflected electron which generate | occur | produces from the sample S by irradiation of EB.

荷電粒子ビーム装置１００はさらに、試料Ｓを保持・固定する試料ホルダ６と試料ホルダ６を載置する試料台５とを備える。試料台５は、図示せぬＸＹＺの三軸方向に移動可能である。さらに試料台５は、後に述べるように傾斜、回転することもできる。試料ホルダ６は試料台５に着脱可能である。   The charged particle beam apparatus 100 further includes a sample holder 6 that holds and fixes the sample S and a sample stage 5 on which the sample holder 6 is placed. The sample stage 5 is movable in the XYZ triaxial directions (not shown). Further, the sample stage 5 can be tilted and rotated as described later. The sample holder 6 can be attached to and detached from the sample stage 5.

荷電粒子ビーム装置１００はさらに、試料台制御部１５を備える。試料台制御部１５は図示せぬ駆動機構を制御してＸＹＺの三軸方向に試料台５を移動させる。さらに試料台制御部１５は、第１の傾斜駆動部８を制御して試料台５を傾斜させるとともに、回転駆動部１０を制御して試料台５を回転させる。   The charged particle beam apparatus 100 further includes a sample stage control unit 15. The sample stage control unit 15 controls a driving mechanism (not shown) to move the sample stage 5 in the XYZ triaxial directions. Further, the sample stage control unit 15 controls the first tilt driving unit 8 to tilt the sample stage 5 and also controls the rotation driving unit 10 to rotate the sample stage 5.

荷電粒子ビーム装置１００はさらに、ＦＩＢ制御部１１と、ＥＢ制御部１２と、ＧＩＢ制御部１３と、像形成部１４と、表示部１８とを備える。ＥＢ制御部１２はＥＢ鏡筒２からのＥＢ照射を制御する。ＦＩＢ制御部１１はＦＩＢ鏡筒１からのＦＩＢ照射を制御する。ＧＩＢ制御部１３はＧＩＢ鏡筒３からのＧＩＢ照射を制御する。像形成部１４は、ＥＢを走査させる信号と、二次電子検出器４で検出した二次電子の信号とからＳＥＭ像を形成する。表示部１８はＳＥＭ像等の観察像や装置の各種制御条件等を表示することができる。また、像形成部１４は、ＦＩＢを走査させる信号と、二次電子検出器４で検出した二次電子の信号とからＳＩＭ像を形成する。表示部１８はＳＩＭ像を表示することもできる。   The charged particle beam apparatus 100 further includes a FIB control unit 11, an EB control unit 12, a GIB control unit 13, an image forming unit 14, and a display unit 18. The EB control unit 12 controls EB irradiation from the EB column 2. The FIB control unit 11 controls the FIB irradiation from the FIB column 1. The GIB control unit 13 controls GIB irradiation from the GIB column 3. The image forming unit 14 forms an SEM image from the signal for scanning the EB and the secondary electron signal detected by the secondary electron detector 4. The display unit 18 can display observation images such as SEM images and various control conditions of the apparatus. The image forming unit 14 forms a SIM image from the signal for scanning the FIB and the secondary electron signal detected by the secondary electron detector 4. The display unit 18 can also display a SIM image.

荷電粒子ビーム装置１００はさらに、入力部１６と、制御部１７を備える。オペレータは装置制御に関する条件を入力部１６に入力する。入力部１６は、入力された情報を制御部１７に送信する。制御部１７は、ＦＩＢ制御部１１、ＥＢ制御部１２、ＧＩＢ制御部１３、像形成部１４、試料台制御部１５、表示部１８に制御信号を送信し、装置の全体を制御する。   The charged particle beam apparatus 100 further includes an input unit 16 and a control unit 17. The operator inputs conditions relating to device control to the input unit 16. The input unit 16 transmits the input information to the control unit 17. The control unit 17 transmits control signals to the FIB control unit 11, the EB control unit 12, the GIB control unit 13, the image forming unit 14, the sample stage control unit 15, and the display unit 18 to control the entire apparatus.

装置の制御について、例えば、オペレータは表示部１８に表示されたＳＥＭ像やＳＩＭ像などの観察像に基づいて、ＦＩＢやＧＩＢの照射領域を設定する。オペレータは表示部１８に表示された観察像上に照射領域を設定する加工枠を入力部１６により入力する。さらに、オペレータは加工開始の指示を入力部１６に入力すると、制御部１７からＦＩＢ制御部１１又はＧＩＢ制御部１３に照射領域と加工開始の信号が送信され、ＦＩＢ制御部１１からＦＩＢが、又はＧＩＢ制御部１３からＧＩＢが、試料Ｓの指定された照射領域に照射される。これによりオペレータが入力した照射領域にＦＩＢまたはＧＩＢを照射することができる。   Regarding the control of the apparatus, for example, the operator sets an irradiation area of FIB or GIB based on an observation image such as an SEM image or a SIM image displayed on the display unit 18. The operator uses the input unit 16 to input a processing frame for setting an irradiation area on the observation image displayed on the display unit 18. Further, when the operator inputs a processing start instruction to the input unit 16, an irradiation region and a processing start signal are transmitted from the control unit 17 to the FIB control unit 11 or the GIB control unit 13, and FIB from the FIB control unit 11 or The GIB controller 13 irradiates the designated irradiation area of the sample S with GIB. Thereby, FIB or GIB can be irradiated to the irradiation region input by the operator.

また、荷電粒子ビーム装置１００は、試料Ｓにエッチングガスを供給するガス銃１９を備えている。エッチングガスとして、塩素ガス、フッ素系ガス（フッ化キセノン、炭化フッ素など）、ヨウ素ガスなどのハロゲンガスを用いる。試料Ｓの材質と反応するエッチングガスを用いることで、ＥＢ、ＦＩＢ、またはＧＩＢによるガスアシストエッチングを施すことができる。特にＥＢによるガスアシストエッチングは、イオンスパッタによるダメージを試料Ｓに与えずにエッチング加工することができる。   In addition, the charged particle beam apparatus 100 includes a gas gun 19 that supplies an etching gas to the sample S. As an etching gas, a halogen gas such as chlorine gas, fluorine-based gas (such as xenon fluoride or fluorine carbide), or iodine gas is used. By using an etching gas that reacts with the material of the sample S, gas-assisted etching by EB, FIB, or GIB can be performed. In particular, gas-assisted etching by EB can be performed without damaging the sample S by ion sputtering.

本実施形態では、ＦＩＢ鏡筒１と、ＥＢ鏡筒２と、ＧＩＢ鏡筒３と、二次電子検出器４と、ガス銃１９が、試料室４０に設けられているが、これらの部材の配置位置や順序は特に限定はされない。試料室４０の内部空間は後述する真空ポンプにより排気され（真空引き）、当該内部空間では、試料台５の駆動により試料ホルダ６に保持された試料Ｓが移動する。ＦＩＢ鏡筒１、ＥＢ鏡筒２、ＧＩＢ鏡筒３が、それぞれ集束イオンビーム、電子ビーム、気体イオンビームを試料Ｓに照射する。   In this embodiment, the FIB column 1, the EB column 2, the GIB column 3, the secondary electron detector 4, and the gas gun 19 are provided in the sample chamber 40. The arrangement position and order are not particularly limited. The internal space of the sample chamber 40 is evacuated (evacuated) by a vacuum pump described later, and the sample S held by the sample holder 6 is moved by driving the sample stage 5 in the internal space. The FIB column 1, the EB column 2, and the GIB column 3 irradiate the sample S with a focused ion beam, an electron beam, and a gas ion beam, respectively.

図２は、ＧＩＢ鏡筒３およびＧＩＢ制御部１３の構成図である。上述したように、ＧＩＢ制御部１３は、原料ガスを充填したガスボンベ３０から原料ガスの供給を受けつつ、ＧＩＢ鏡筒３へ供給する原料ガスの選択、流量の制御などを行う。本図ではガスボンベ３０は、Ａｒ（アルゴン）、Ｘｅ（キセノン）、Ｏ２（酸素）、Ｈｅ（ヘリウム）の４種のガスをそれぞれ充填した４つのガスボンベを含むが、その数は特に限定はされない。 FIG. 2 is a configuration diagram of the GIB column 3 and the GIB control unit 13. As described above, the GIB control unit 13 performs selection of the source gas supplied to the GIB column 3 and control of the flow rate while receiving the supply of the source gas from the gas cylinder 30 filled with the source gas. In this figure, the gas cylinder 30 includes four gas cylinders respectively filled with four kinds of gases of Ar (argon), Xe (xenon), O 2 (oxygen), and He (helium), but the number is not particularly limited. .

ＧＩＢ制御部１３は、減圧弁１３１と、バルブ１３２と、ＭＦＣ（Mass Flow Controller；流量制御部）１３３と、バルブ１３４と、バルブ１３５と、バルブ１３６と、バルブ１３７と、バルブ１３８とを含む。さらにＧＩＢ制御部１３は、後述する原料ガス交換管路Ｐ１、バイパス管路Ｐ２、排気管路Ｐ３を含み、これらの管路により、高真空ポンプ（第１の真空ポンプ）３２および低真空ポンプ（第２の真空ポンプ）３４に接続されている。オペレータの入力部１６への入力操作に従い、制御部１７は、高真空ポンプ３２および低真空ポンプ３４の動作を制御する。   The GIB control unit 13 includes a pressure reducing valve 131, a valve 132, an MFC (Mass Flow Controller) 133, a valve 134, a valve 135, a valve 136, a valve 137, and a valve 138. Further, the GIB control unit 13 includes a raw material gas exchange pipe P1, a bypass pipe P2, and an exhaust pipe P3, which will be described later. By these pipes, a high vacuum pump (first vacuum pump) 32 and a low vacuum pump ( (Second vacuum pump) 34. The control unit 17 controls the operations of the high vacuum pump 32 and the low vacuum pump 34 in accordance with an input operation to the input unit 16 by the operator.

高真空ポンプ３２は、高真空（真空度が高い）下で用いられる真空ポンプであり、ＴＭＰ（Turbo Molecular Pump；ターボ分子ポンプ）等によって構成される。低真空ポンプ（第２の真空ポンプ）３４は、高真空ポンプ３２が用いられる高真空よりも真空度が低い低真空下で用いられる真空ポンプであり、ロータリーポンプ等により構成される。また、低真空ポンプ３４は、試料Ｓが配置される試料室４０内の真空引きにも使用される。一般的に、まず低真空ポンプ３４が、試料室４０およびＧＩＢ制御部１３の配管の真空引きを行い、所定の真空度が得られた後、高真空ポンプ３２が作動し、より高い真空度が達成される。   The high vacuum pump 32 is a vacuum pump used under a high vacuum (high degree of vacuum), and is configured by a TMP (Turbo Molecular Pump) or the like. The low vacuum pump (second vacuum pump) 34 is a vacuum pump used under a low vacuum whose degree of vacuum is lower than that of the high vacuum where the high vacuum pump 32 is used, and is constituted by a rotary pump or the like. The low vacuum pump 34 is also used for evacuating the sample chamber 40 in which the sample S is arranged. In general, first, the low vacuum pump 34 evacuates the piping of the sample chamber 40 and the GIB control unit 13, and after a predetermined degree of vacuum is obtained, the high vacuum pump 32 is activated to increase the degree of vacuum. Achieved.

ガスボンベ３０に接続された減圧弁１３１は、ガスボンベ３０から供給される原料ガスの圧力を適切な圧力に減圧し、後段のＭＦＣ１３３へ減圧されたガスを供給する。Ａｒのみのように一種のガスを供給する場合は、Ａｒのガスボンベ３０に対応した減圧弁１３１のみが開き、他のガスボンベ３０の減圧弁１３１は閉じる。ＡｒとＸｅのように複数の原料ガスを混合する場合は、当該複数のガスのガスボンベ３０に対応した減圧弁１３１のみが開き、他のガスボンベ３０の減圧弁１３１は閉じる。   The pressure reducing valve 131 connected to the gas cylinder 30 reduces the pressure of the raw material gas supplied from the gas cylinder 30 to an appropriate pressure, and supplies the reduced gas to the MFC 133 at the subsequent stage. When supplying a kind of gas such as Ar only, only the pressure reducing valve 131 corresponding to the Ar gas cylinder 30 is opened, and the pressure reducing valves 131 of the other gas cylinders 30 are closed. When mixing a plurality of source gases such as Ar and Xe, only the pressure reducing valves 131 corresponding to the gas cylinders 30 of the plurality of gases are opened, and the pressure reducing valves 131 of the other gas cylinders 30 are closed.

各ガスボンベ３０の減圧弁１３１には個別にバルブ１３２が接続されている。使用するイオンビームの原料ガス種を切り替える、つまり交換する場合（例えばＡｒをＸｅに交換する）、使用済みの原料ガス（Ａｒ）のガスボンベ３０に接続されたバルブ１３２を閉じる。この状態で、バルブ１３２と高真空ポンプ３２とを接続する原料ガス交換管路Ｐ１上のバルブ１３６、バルブ１３７を開き、高真空ポンプ３２が排気することにより、原料ガス交換管路Ｐ１に残存した使用済みの原料ガス（Ａｒ）を排気する。次に、バルブ１３６、バルブ１３７を閉じ、次に使用する原料ガス（Ｘｅ）のガスボンベ３０に接続された減圧弁１３１、バルブ１３２を開くことにより、使用するイオンビームの原料ガス種を交換することができる。   A valve 132 is individually connected to the pressure reducing valve 131 of each gas cylinder 30. When the source gas species of the ion beam to be used are switched, that is, exchanged (for example, Ar is exchanged with Xe), the valve 132 connected to the gas cylinder 30 of the used source gas (Ar) is closed. In this state, the valve 136 and the valve 137 on the raw material gas exchange pipe P1 connecting the valve 132 and the high vacuum pump 32 are opened, and the high vacuum pump 32 exhausts to remain in the raw material gas exchange pipe P1. The used raw material gas (Ar) is exhausted. Next, the source gas species of the ion beam to be used are exchanged by closing the valve 136 and the valve 137 and opening the pressure reducing valve 131 and the valve 132 connected to the gas cylinder 30 of the source gas (Xe) to be used next. Can do.

原料ガスの供給を受けたＭＦＣ１３３は、さらに所望のイオン源圧力になるように原料ガスの流量を調整して、ＧＩＢ鏡筒３のイオン源発生部３ａに原料ガスを導入する。本例では、ＭＦＣ１３３とＧＩＢ鏡筒３との間にバルブ１３４が設けられ、さらに細やかな流量の制御がなされる。   The MFC 133 that has received the supply of the raw material gas further adjusts the flow rate of the raw material gas so as to obtain a desired ion source pressure, and introduces the raw material gas into the ion source generator 3 a of the GIB column 3. In this example, a valve 134 is provided between the MFC 133 and the GIB column 3 to further control the flow rate.

ＧＩＢ鏡筒３のイオン源発生部３ａに導入された原料ガスの分子の一部はイオン化される。イオン源発生部３ａには、例えば二つの対立した陰極とこれら二つの陰極の間に配置された陽極とを含むＰＩＧ（ペニング）イオン源が用いられる。これら陰極、陽極の軸方向には磁場がかけられ、一つの陰極から出射された電子が陽極に向けて軸方向に加速された後、他の陰極により減速されかつ反射されるため、電子は二つの陰極の間を往復運動することとなる。この往復運動する電子と、ＭＦＣ１３３から導入された原料ガスの分子が衝突することにより、当該原料ガスのイオンが発生する。電子は往復運動するため、原料ガス分子との衝突確率は高いものとなる。   Some of the molecules of the source gas introduced into the ion source generator 3a of the GIB column 3 are ionized. For the ion source generator 3a, for example, a PIG (Penning) ion source including two opposing cathodes and an anode disposed between the two cathodes is used. A magnetic field is applied in the axial direction of these cathodes and anodes, and electrons emitted from one cathode are accelerated toward the anode in the axial direction and then decelerated and reflected by the other cathodes. It will reciprocate between the two cathodes. When the reciprocating electrons collide with molecules of the source gas introduced from the MFC 133, ions of the source gas are generated. Since electrons reciprocate, the probability of collision with source gas molecules is high.

イオン源発生部３ａで生み出された原料ガスのイオンは、イオン源発生部３ａに隣接したイオン引出し部３ｂに取り込まれ、イオン引出し部３ｂのスリット３ｃを通過したイオンがＧＩＢ鏡筒３の先端から試料Ｓが配置された試料室４０内へイオンビームとして出射される。イオン化されなかった原料ガスもイオン引出し部３ｂに取り込まれるが、イオン化されなかった原料ガスの大部分は、イオン引出し部３ｂの排気ポート３ｄから排気管路Ｐ３を介して排気される。この場合バルブ１３８は、排気管路Ｐ３と低真空ポンプ３４との接続を確保し、低真空ポンプ３４による真空引きを実行することができる。   The ions of the source gas generated by the ion source generation unit 3a are taken into the ion extraction unit 3b adjacent to the ion source generation unit 3a, and the ions that have passed through the slit 3c of the ion extraction unit 3b are introduced from the tip of the GIB column 3 It is emitted as an ion beam into the sample chamber 40 in which the sample S is arranged. The source gas that has not been ionized is also taken into the ion extraction unit 3b, but most of the source gas that has not been ionized is exhausted from the exhaust port 3d of the ion extraction unit 3b through the exhaust pipe P3. In this case, the valve 138 can secure the connection between the exhaust pipe P3 and the low vacuum pump 34, and can perform evacuation by the low vacuum pump 34.

上述した様に、試料加工の目的や試料の特性に合わせて、異なる複数の原料ガスを用いることが一般的になりつつある。原料ガスが異なれば、最適な流量等の流量条件も個別に異なることとなる。このため、ＭＦＣ１３３が原料ガスに応じた流量条件を設定し、流量を制御する。   As described above, it is becoming common to use a plurality of different source gases in accordance with the purpose of sample processing and the characteristics of the sample. If the source gas is different, the flow rate conditions such as the optimum flow rate will be individually different. For this reason, the MFC 133 sets a flow rate condition corresponding to the source gas and controls the flow rate.

ここで原料ガスの流量が適量より大きい場合、ビーム電流（プローブ電流）が低下したり、イオンビームのビーム径が増大するという問題が発生する。つまり、イオン源発生部３ａ内のガス分子の量が大きいと、ガス分子がイオンと衝突する確率が高くなり、試料に到達するイオンビームの量が減少したり、イオン源発生部３ａ内のプラズマ密度が低下するので、イオン放出面が大きくなり、試料面上のイオンビームのビーム径が増大したりする。原料ガスがＡｒの場合は、ＭＦＣ１３３がその制御能力により流量を制御し、適正値に調整することが可能である。一方、より重い元素であるＸｅの場合は、同一のＭＦＣ１３３の制御能力に対し、ガス流量が大きすぎて調整する能力が足りず、適正値が得られないことが分かった。   Here, when the flow rate of the source gas is larger than an appropriate amount, there arises a problem that the beam current (probe current) decreases or the beam diameter of the ion beam increases. That is, if the amount of gas molecules in the ion source generator 3a is large, the probability that the gas molecules collide with ions increases, and the amount of ion beams that reach the sample decreases, or the plasma in the ion source generator 3a decreases. Since the density is reduced, the ion emission surface is increased, and the beam diameter of the ion beam on the sample surface is increased. When the source gas is Ar, the MFC 133 can control the flow rate by its control capability and adjust it to an appropriate value. On the other hand, in the case of Xe, which is a heavier element, it has been found that the gas flow rate is too large for the control ability of the same MFC 133, so that the ability to adjust is insufficient and an appropriate value cannot be obtained.

ＭＦＣ１３３は固有の変換係数ＣＦ（コンバージョンファクタ）を有するが、この変換係数はＡｒに対しての値より、Ｘｅに対しての値が大きくなる。よって、例えばＡｒを１ｓｃｃｍ流す設定にしても、Ｘｅは１．２ｓｃｃｍ流れてしまうということが起こり得る。これはＭＦＣ１３３の流量測定がガスの質量に依存することに起因することを意味する。   The MFC 133 has a unique conversion coefficient CF (conversion factor), and this conversion coefficient has a larger value for Xe than for Ar. Therefore, for example, even if Ar is set to flow 1 sccm, Xe may flow 1.2 sccm. This means that the MFC 133 flow measurement depends on the gas mass.

また、ＡｒよりもＸｅの方がイオン化効率が良いため、ＭＦＣ１３３の変換係数がＡｒに対して最適に設定されている場合において原料ガスとしてＸｅを選択すると、最適な流量値を得るためにはＸｅの流量を絞る必要がある。   In addition, since ionization efficiency is higher in Xe than in Ar, when Xe is selected as a raw material gas when the conversion coefficient of MFC133 is optimally set with respect to Ar, Xe is obtained in order to obtain an optimal flow rate value. It is necessary to reduce the flow rate.

上述した状況を鑑み、本実施形態では、図２に示したように、ＭＦＣ１３３とＧＩＢ鏡筒３との間、すなわちＭＦＣ１３３の後段（下流）であってＧＩＢ鏡筒３の前段（上流）の位置にバイパス管路Ｐ２が接続されている。このバイパス管路Ｐ２はＭＦＣ１３３から流れてくる原料ガスの少なくとも一部を排気し、ＧＩＢ鏡筒３へ供給する原料ガスの流量を減らすものである。さらにこのバイパス管路Ｐ２は、バルブ１３８を介して高真空ポンプ３２または低真空ポンプ３４に接続される。バイパス管路Ｐ２が開いた状態でこれら真空ポンプが作動すれば、ＭＦＣ１３３からの原料ガスがＧＩＢ鏡筒３に到着する前に原料ガスを排気し、原料ガスの流量を下げることができる。例えば原料ガスがＸｅの場合、流量を下げることが可能となり、最適な流量を得ることができる。   In view of the above situation, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the position between the MFC 133 and the GIB column 3, that is, the rear stage (downstream) of the MFC 133 and the front stage (upstream) of the GIB barrel 3. Is connected to the bypass pipe P2. This bypass pipe P2 exhausts at least a part of the raw material gas flowing from the MFC 133 and reduces the flow rate of the raw material gas supplied to the GIB column 3. Further, the bypass line P <b> 2 is connected to the high vacuum pump 32 or the low vacuum pump 34 via the valve 138. If these vacuum pumps are operated in a state where the bypass pipe P2 is opened, the source gas from the MFC 133 can be exhausted before reaching the GIB column 3, and the flow rate of the source gas can be reduced. For example, when the source gas is Xe, the flow rate can be reduced, and an optimal flow rate can be obtained.

例えば原料ガスとしてＡｒを使用する場合、バイパス管路Ｐ２のバルブ１３５を閉じることにより、ＭＦＣ１３３とバイパス管路Ｐ２は接続されない。試料室４０の真空度は例えば、１×１０−４Ｐａ程度に設定される。ビーム電流は２０ｎＡ以上、イオン源発生部３ａにおけるディスチャージ電流は１００〜１５０μＡに設定される。この場合は、従来の装置と同様な制御が実行される。 For example, when Ar is used as the source gas, the MFC 133 and the bypass line P2 are not connected by closing the valve 135 of the bypass line P2. The degree of vacuum of the sample chamber 40 is set to about 1 × 10 −4 Pa, for example. The beam current is set to 20 nA or more, and the discharge current in the ion source generator 3a is set to 100 to 150 μA. In this case, control similar to that of the conventional apparatus is executed.

一方、原料ガスとしてＸｅを使用する場合、バイパス管路Ｐ２のバルブ１３５、バルブ１３８を開くことにより、ＭＦＣ１３３とバイパス管路Ｐ２は接続される。さらに、バルブ１３８は、バイパス管路Ｐ２と高真空ポンプ３２との接続を確保し、高真空ポンプ３２による真空引きが実行される。試料室４０の真空度は例えば、２×１０−４Ｐａ程度に設定される。ビーム電流は１５ｎＡ以上、イオン源発生部３ａにおけるディスチャージ電流は５０〜１００μＡに設定される。 On the other hand, when Xe is used as the source gas, the MFC 133 and the bypass line P2 are connected by opening the valve 135 and the valve 138 of the bypass line P2. Further, the valve 138 ensures the connection between the bypass line P2 and the high vacuum pump 32, and vacuuming by the high vacuum pump 32 is executed. The degree of vacuum in the sample chamber 40 is set to about 2 × 10 −4 Pa, for example. The beam current is set to 15 nA or more, and the discharge current in the ion source generator 3a is set to 50 to 100 μA.

すなわち、バイパス管路Ｐ２は、原料ガスの種類に応じて開閉可能に構成されているため、使用状況に応じて荷電粒子ビーム装置１００の設定を柔軟にすることができる。つまり、イオンビームの原料ガス種の切り替えにバイパス管路Ｐ２の開閉を連動させることで、それぞれのイオンビームの原料ガス種に対し最適な流量の原料ガスを容易にイオン源に供給することができる。   That is, since the bypass pipe line P2 is configured to be openable and closable according to the type of source gas, the setting of the charged particle beam device 100 can be made flexible according to the use situation. That is, by linking the ion beam source gas type with the opening and closing of the bypass pipe P2, it is possible to easily supply the source gas with the optimum flow rate for each ion beam source gas type to the ion source. .

また、バルブ１３８は、状況に応じて、（１）バイパス管路Ｐ２と高真空ポンプ３２との接続である第１の接続、（２）バイパス管路Ｐ２と低真空ポンプ３４との接続である第２の接続、（３）排気管路Ｐ３と低真空ポンプ３４との接続である第３の接続、を確保する管路切り替えバルブとしての役割を果たす。バルブ１３８により、使用目的に応じて第１、第２及び第３の接続を排他的に切り替えることにより、低真空ポンプ３４と高真空ポンプ３２を目的に応じて円滑に切り替えることが可能となる。尚、（１）第１の接続、（２）第２の接続は、ポンプ作動時の真空度の程度に応じて、高真空ポンプ３２または低真空ポンプ３４のいずれを使用するかを決定することとなる。   Further, the valve 138 is (1) a first connection which is a connection between the bypass line P2 and the high vacuum pump 32 and (2) a connection between the bypass line P2 and the low vacuum pump 34 depending on the situation. It plays the role of a conduit switching valve that ensures the second connection, (3) the third connection, which is the connection between the exhaust conduit P3 and the low vacuum pump 34. By using the valve 138 to exclusively switch the first, second and third connections according to the purpose of use, the low vacuum pump 34 and the high vacuum pump 32 can be smoothly switched according to the purpose. In addition, (1) 1st connection and (2) 2nd connection determine which of the high vacuum pump 32 or the low vacuum pump 34 is used according to the degree of the vacuum at the time of pump operation. It becomes.

上述した様に、本実施形態に係る荷電粒子ビーム装置によれば、ＭＦＣを用いて原料ガスの種類に応じた最適な流量を設定することが可能となる。   As described above, according to the charged particle beam apparatus according to the present embodiment, it is possible to set an optimum flow rate according to the type of source gas using MFC.

（実施形態２）
本発明による荷電粒子ビーム装置のうち、ＧＩＢ制御部１３の他の実施形態を説明する。図３は、本実施形態のＧＩＢ鏡筒３およびＧＩＢ制御部１３の構成図である。図２と同じ部材は同じ符号で示し、重複する説明は省略する。 (Embodiment 2)
Of the charged particle beam apparatus according to the present invention, another embodiment of the GIB controller 13 will be described. FIG. 3 is a configuration diagram of the GIB column 3 and the GIB control unit 13 of the present embodiment. The same members as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図３の構成においては、流量制御部としてのバリアブルリークバルブ２００が、図２におけるＭＦＣ１３３の代わりに設置されている。実施形態１において流量制御部を構成するＭＦＣ１３３は、上述した様に、原料ガス交換管路Ｐ１の下流に位置し、原料ガスをＧＩＢ鏡筒３に供給する主管路Ｐ４（図３）を流れる原料ガスの流量を測定し、当該流量の測定を直接利用して原料ガスの流量を制御する。一方、本実施形態において流量制御部を構成するＶＬＶ２００は、主管路Ｐ４上に配置されているが、後述するように、何れかの管路の原料ガスの圧力に基づき、原料ガスの流量を制御する。   In the configuration of FIG. 3, a variable leak valve 200 as a flow rate control unit is installed instead of the MFC 133 in FIG. As described above, the MFC 133 constituting the flow rate control unit in the first embodiment is located downstream of the source gas exchange pipe P1 and flows through the main pipe P4 (FIG. 3) that supplies the source gas to the GIB column 3. The flow rate of the raw material gas is controlled by measuring the flow rate of the gas and directly using the measurement of the flow rate. On the other hand, the VLV 200 constituting the flow rate control unit in the present embodiment is disposed on the main pipeline P4. As will be described later, the flow rate of the source gas is controlled based on the pressure of the source gas in any of the pipelines. To do.

ＶＬＶ２００と排気管路Ｐ３との間にガス圧力計２２０、バルブ１３４とイオン源発生部３ａの間にガス圧力計２２１が設置されている。ただし、二つのガス圧力計２２０、２２１を用いることは必須ではなく、いずれかのガス圧力計のみを設置してもよい。   A gas pressure gauge 220 is installed between the VLV 200 and the exhaust pipe P3, and a gas pressure gauge 221 is installed between the valve 134 and the ion source generator 3a. However, it is not essential to use the two gas pressure gauges 220 and 221 and only one of the gas pressure gauges may be installed.

（実施形態３）
図４は、ＧＩＢ制御部１３のさらに他の実施形態を示す図である。本実施形態では、主管路Ｐ４に設けられた第１のアパチャ２３０と第２のアパチャ２３１が、ＧＩＢ鏡筒３のイオン源発生部３ａに供給される原料ガスの流れを制限する。第１のアパチャ２３０、第２のアパチャ２３１は、例えば主管路Ｐ４の内壁に設けられた仕切り板などによって形成され、この仕切板には少量の原料ガスが通過可能な孔が設けられる。よってアパチャの前後では原料ガスの圧力差が発生し、必然的に第１のアパチャ２３０と第２のアパチャ２３１との間における主管路Ｐ４の内部の圧力は高くなる。 (Embodiment 3)
FIG. 4 is a diagram showing still another embodiment of the GIB control unit 13. In the present embodiment, the first aperture 230 and the second aperture 231 provided in the main pipeline P4 limit the flow of the source gas supplied to the ion source generator 3a of the GIB column 3. The first aperture 230 and the second aperture 231 are formed by, for example, a partition plate provided on the inner wall of the main pipeline P4, and the partition plate is provided with holes through which a small amount of source gas can pass. Therefore, a pressure difference of the source gas is generated before and after the aperture, and the pressure inside the main pipeline P4 between the first aperture 230 and the second aperture 231 inevitably increases.

本実施形態では、バイパス管路Ｐ５が、ＧＩＢ鏡筒３の上流である主管路Ｐ４に接続される。特にバイパス管路Ｐ５は、主管路Ｐ４の第１のアパチャ２３０と第２のアパチャ２３１の間に設けられる。上述した第１のアパチャ２３０と第２のアパチャ２３１との間における主管路Ｐ４の内部の圧力が所定の圧力より高い場合には、原料ガスは、バイパス管路Ｐ５から原料ガスが排気され、第１のアパチャ２３０と第２のアパチャ２３１の間の主管路Ｐ４の内部の圧力が低下する。よって、微量の原料ガスが第２のアパチャ２３１を通過する、つまり、イオン源発生部３ａに供給される原料ガスの流量を低下させる。   In the present embodiment, the bypass pipeline P5 is connected to the main pipeline P4 that is upstream of the GIB barrel 3. In particular, the bypass line P5 is provided between the first aperture 230 and the second aperture 231 of the main line P4. When the pressure inside the main line P4 between the first aperture 230 and the second aperture 231 described above is higher than a predetermined pressure, the source gas is exhausted from the bypass line P5, The pressure inside the main pipeline P4 between the first aperture 230 and the second aperture 231 decreases. Therefore, a very small amount of source gas passes through the second aperture 231, that is, the flow rate of the source gas supplied to the ion source generator 3 a is reduced.

また、流量制御部としてのＭＦＣ１３３ａが、主管路Ｐ４から見て下流であって、バイパス管路Ｐ５上の所定位置に設けられている。ＭＦＣ１３３ａが駆動し、イオン源発生部３ａに供給される原料ガスの流量を制御することが可能となる。   An MFC 133a as a flow rate control unit is provided at a predetermined position on the bypass line P5 downstream from the main line P4. The MFC 133a is driven, and the flow rate of the source gas supplied to the ion source generator 3a can be controlled.

尚、図４の例では、主管路Ｐ４の第１のアパチャ２３０と第２のアパチャ２３１の間にガス圧力計２２２が設置され、第１のアパチャ２３０を通過した原料ガスの圧力をモニタする。ガス圧力計２２２により得られた圧力に基づき、ＭＦＣ１３３ａがイオン源発生部３ａに供給される原料ガスの流量を制御してもよい。   In the example of FIG. 4, a gas pressure gauge 222 is installed between the first aperture 230 and the second aperture 231 in the main pipeline P4 to monitor the pressure of the raw material gas that has passed through the first aperture 230. Based on the pressure obtained by the gas pressure gauge 222, the MFC 133a may control the flow rate of the source gas supplied to the ion source generator 3a.

さらに、上記実施形態３の変形例を図５に示す。図５は、実施形態３における第２のアパチャ２３１の代わりにＭＦＣ１３３ｂが設置された例を示す。図５で設けられたＭＦＣ（第１のＭＦＣ）１３３ａでは制御しきれない微量流量を、ＭＦＣ（第２のＭＦＣ）１３３ｂを用いることにより調整して制御することができる。   Further, FIG. 5 shows a modification of the third embodiment. FIG. 5 shows an example in which an MFC 133b is installed instead of the second aperture 231 in the third embodiment. A very small flow rate that cannot be controlled by the MFC (first MFC) 133a provided in FIG. 5 can be adjusted and controlled by using the MFC (second MFC) 133b.

実施形態２、３に係る荷電粒子ビーム装置によっても、原料ガスの流量や圧力に加え、原料ガスの種類に応じた最適な流量を設定することが可能となる。   Also with the charged particle beam apparatus according to Embodiments 2 and 3, it is possible to set an optimum flow rate according to the type of source gas in addition to the flow rate and pressure of the source gas.

実施形態１、２においては、バイパス管路は、流量制御部と記ＧＩＢ鏡筒との間に接続する構造としたが、実施形態３においては、バイパス管路上に流量制御部を設ける構成とした。いずれにせよ、バイパス管路をＧＩＢ鏡筒の上流に接続することにより、原料ガスがＧＩＢ鏡筒に導かれる前に、当該原料ガスを排気することができる。   In the first and second embodiments, the bypass pipe is structured to be connected between the flow control unit and the GIB lens barrel. However, in the third embodiment, the flow control unit is provided on the bypass pipe. . In any case, by connecting the bypass line upstream of the GIB column, the source gas can be exhausted before the source gas is guided to the GIB column.

尚、上記の実施形態では、荷電粒子ビーム装置１００として複数の荷電粒子ビーム（ＦＩＢ、ＥＢ、ＧＩＢ）を照射する複合荷電粒子ビーム装置を挙げたが、本発明は、単一の荷電粒子ビームを照射する荷電粒子ビーム装置にも適用される。   In the above embodiment, the charged particle beam device 100 is a composite charged particle beam device that irradiates a plurality of charged particle beams (FIB, EB, GIB). However, the present invention uses a single charged particle beam. It is applied also to the charged particle beam apparatus to irradiate.

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably. In addition, the material, shape, dimension, numerical value, form, number, arrangement location, and the like of each component in the above-described embodiment are arbitrary and are not limited as long as the present invention can be achieved.

１：ＦＩＢ鏡筒
２：ＥＢ鏡筒
３：ＧＩＢ鏡筒
４：二次電子検出器
５：試料台
６：試料ホルダ
８：第１の傾斜駆動部
１０：回転駆動部
１１：ＦＩＢ制御部
１２：ＥＢ制御部
１３：ＧＩＢ制御部
１４：像形成部
１５：試料台制御部
１６：入力部
１７：制御部
１８：表示部
１９：ガス銃
３０：ガスボンベ
３２：高真空ポンプ（第１の真空ポンプ）
３４：低真空ポンプ（第２の真空ポンプ）
４０：試料室
１００：荷電粒子ビーム装置
１３１：減圧弁
１３２：バルブ
１３３：ＭＦＣ（流量制御部）
１３４：バルブ
１３５：バルブ
１３６：バルブ
１３７：バルブ
１３８：バルブ（管路切り替えバルブ）
２００：ＶＬＶ（流量制御部）
２２０：ガス圧力計
２２１：ガス圧力計
２２２：ガス圧力計
２３０：第１のアパチャ
２３１：第２のアパチャ
Ｐ１：原料ガス交換管路
Ｐ２：バイパス管路
Ｐ３：排気管路
Ｐ４：主管路
Ｐ５：バイパス管路
Ｓ：試料 1: FIB column 2: EB column 3: GIB column 4: Secondary electron detector 5: Sample stage 6: Sample holder 8: First tilt drive unit 10: Rotation drive unit 11: FIB control unit 12: EB control unit 13: GIB control unit 14: image forming unit 15: sample stage control unit 16: input unit 17: control unit 18: display unit 19: gas gun 30: gas cylinder 32: high vacuum pump (first vacuum pump)
34: Low vacuum pump (second vacuum pump)
40: Sample chamber 100: Charged particle beam device 131: Pressure reducing valve 132: Valve 133: MFC (flow rate control unit)
134: Valve 135: Valve 136: Valve 137: Valve 138: Valve (pipe switching valve)
200: VLV (flow rate control unit)
220: Gas pressure gauge 221: Gas pressure gauge 222: Gas pressure gauge 230: 1st aperture 2311: 2nd aperture P1: Raw material gas exchange line P2: Bypass line P3: Exhaust line P4: Main line P5: Bypass line S: Sample

Claims (8)

試料にイオンビームを照射して加工可能な荷電粒子ビーム装置であって、
気体イオンビームを試料室内の試料に照射するＧＩＢ鏡筒と、
前記気体イオンビームの原料である原料ガスを前記ＧＩＢ鏡筒に供給するＧＩＢ制御部と、を備え、
前記ＧＩＢ制御部は、
前記原料ガスの流量を制御する流量制御部と、
前記ＧＩＢ鏡筒の上流に接続され、前記原料ガスを排気するために設けられたバイパス管路と、を含む荷電粒子ビーム装置。 A charged particle beam apparatus capable of processing by irradiating a sample with an ion beam,
A GIB column that irradiates the sample in the sample chamber with a gaseous ion beam;
A GIB control unit for supplying a source gas, which is a source of the gaseous ion beam, to the GIB column;
The GIB control unit
A flow rate control unit for controlling the flow rate of the source gas;
A charged particle beam apparatus including a bypass pipe connected to an upstream side of the GIB column and provided to exhaust the source gas. 請求項１に記載の荷電粒子ビーム装置であって、
前記バイパス管路は、前記流量制御部と前記ＧＩＢ鏡筒との間に接続される荷電粒子ビーム装置。 The charged particle beam device according to claim 1,
The bypass pipe line is a charged particle beam device connected between the flow control unit and the GIB column. 請求項１に記載の荷電粒子ビーム装置であって、
前記バイパス管路上に前記流量制御部が設けられる荷電粒子ビーム装置。 The charged particle beam device according to claim 1,
A charged particle beam apparatus in which the flow rate control unit is provided on the bypass pipeline. 請求項１に記載の荷電粒子ビーム装置であって、
前記流量制御部が、前記原料ガスの流量に基づき当該原料ガスの流量を制御するＭＦＣより構成される荷電粒子ビーム装置。 The charged particle beam device according to claim 1,
A charged particle beam apparatus comprising an MFC in which the flow rate control unit controls the flow rate of the source gas based on the flow rate of the source gas. 請求項１に記載の荷電粒子ビーム装置であって、
前記流量制御部が、前記原料ガスの圧力に基づき当該原料ガスの流量を制御するＶＬＶより構成される荷電粒子ビーム装置。 The charged particle beam device according to claim 1,
A charged particle beam apparatus comprising a VLV in which the flow rate control unit controls the flow rate of the source gas based on the pressure of the source gas. 請求項１に記載の荷電粒子ビーム装置であって、
前記バイパス管路は、前記原料ガスの種類に応じて開閉可能である荷電粒子ビーム装置。 The charged particle beam device according to claim 1,
The bypass particle line is a charged particle beam device that can be opened and closed according to the type of the source gas. 請求項６に記載の荷電粒子ビーム装置であって、
前記原料ガスがアルゴン（Ａｒ）の場合前記バイパス管路は閉じ、前記原料ガスがキセノン（Ｘｅ）の場合前記バイパス管路は開く荷電粒子ビーム装置。 The charged particle beam device according to claim 6,
A charged particle beam apparatus in which the bypass pipe is closed when the source gas is argon (Ar), and the bypass pipe is opened when the source gas is xenon (Xe). 請求項１から７のいずれか１項に記載の荷電粒子ビーム装置であって、
第１の真空ポンプと、
前記第１の真空ポンプが適用される真空度よりもより低い真空度を達成するために使用される第２の真空ポンプと、
前記ＧＩＢ鏡筒においてイオン化されなかった前記原料ガスを排気する排気管路と、
前記バイパス管路と前記第１の真空ポンプとの接続である第１の接続と、前記バイパス管路と前記第２の真空ポンプとの接続である第２の接続と、前記排気管路と前記第２の真空ポンプとの接続である第３の接続と、を確保するとともに、前記第１、第２及び第３の接続を排他的に切り替えることが可能な管路切り替えバルブと、
を更に備える荷電粒子ビーム装置。 A charged particle beam device according to any one of claims 1 to 7,
A first vacuum pump;
A second vacuum pump used to achieve a vacuum level lower than the vacuum level to which the first vacuum pump is applied;
An exhaust line for exhausting the source gas that has not been ionized in the GIB column;
A first connection that is a connection between the bypass line and the first vacuum pump; a second connection that is a connection between the bypass line and the second vacuum pump; the exhaust line and the A conduit switching valve capable of exclusively switching the first, second and third connections while securing a third connection, which is a connection with a second vacuum pump;
A charged particle beam device.
JP2015253893A 2014-12-25 2015-12-25 Charged particle beam device Active JP6879663B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014263494 2014-12-25
JP2014263494 2014-12-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016127025A true JP2016127025A (en) 2016-07-11
JP6879663B2 JP6879663B2 (en) 2021-06-02

Family

ID=56358089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015253893A Active JP6879663B2 (en) 2014-12-25 2015-12-25 Charged particle beam device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6879663B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023094113A1 (en) * 2021-11-24 2023-06-01 Asml Netherlands B.V. Systems and structures for venting and flow conditioning operations in inspection systems

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07263182A (en) * 1994-03-22 1995-10-13 Jeol Ltd Ignition mechanism of high frequency inductively coupled plasma device
JPH0831369A (en) * 1994-07-13 1996-02-02 Nissin Electric Co Ltd Gas supplying device
JPH1186772A (en) * 1997-09-03 1999-03-30 Jeol Ltd Assist gas introducing device for fib
JP2000036280A (en) * 1998-07-17 2000-02-02 Shimadzu Corp Ionization device
JP2001216930A (en) * 2000-02-04 2001-08-10 Nissin Electric Co Ltd Ion injection apparatus and its operation method
JP2003187738A (en) * 2001-12-20 2003-07-04 Jeol Ltd Electron-spectroscope device, electron spectroscope and sample analysis method
JP2008521206A (en) * 2004-11-19 2008-06-19 バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド Reduction of focus effect of acceleration / deceleration column of ion implanter
JP2008270039A (en) * 2007-04-23 2008-11-06 Hitachi High-Technologies Corp Ion source, ion beam processing-observing device, and test piece cross-section observation method
JP2010251324A (en) * 2009-04-16 2010-11-04 Siemens Ag Gas injection system for special particle beam therapy equipment and method for operating gas injection system
JP2012082462A (en) * 2010-10-08 2012-04-26 Toshiba Corp Ion implantation apparatus and method
US20120111374A1 (en) * 2010-11-10 2012-05-10 Advanced Technology Materials, Inc. Ion implantation tool cleaning apparatus and method
JP2013521596A (en) * 2010-02-26 2013-06-10 アドバンスド テクノロジー マテリアルズ，インコーポレイテッド Method and apparatus for improving the lifetime and performance of an ion source in an ion implantation system

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07263182A (en) * 1994-03-22 1995-10-13 Jeol Ltd Ignition mechanism of high frequency inductively coupled plasma device
JPH0831369A (en) * 1994-07-13 1996-02-02 Nissin Electric Co Ltd Gas supplying device
JPH1186772A (en) * 1997-09-03 1999-03-30 Jeol Ltd Assist gas introducing device for fib
JP2000036280A (en) * 1998-07-17 2000-02-02 Shimadzu Corp Ionization device
JP2001216930A (en) * 2000-02-04 2001-08-10 Nissin Electric Co Ltd Ion injection apparatus and its operation method
JP2003187738A (en) * 2001-12-20 2003-07-04 Jeol Ltd Electron-spectroscope device, electron spectroscope and sample analysis method
JP2008521206A (en) * 2004-11-19 2008-06-19 バリアン・セミコンダクター・エクイップメント・アソシエイツ・インコーポレイテッド Reduction of focus effect of acceleration / deceleration column of ion implanter
JP2008270039A (en) * 2007-04-23 2008-11-06 Hitachi High-Technologies Corp Ion source, ion beam processing-observing device, and test piece cross-section observation method
JP2010251324A (en) * 2009-04-16 2010-11-04 Siemens Ag Gas injection system for special particle beam therapy equipment and method for operating gas injection system
JP2013521596A (en) * 2010-02-26 2013-06-10 アドバンスド テクノロジー マテリアルズ，インコーポレイテッド Method and apparatus for improving the lifetime and performance of an ion source in an ion implantation system
JP2012082462A (en) * 2010-10-08 2012-04-26 Toshiba Corp Ion implantation apparatus and method
US20120111374A1 (en) * 2010-11-10 2012-05-10 Advanced Technology Materials, Inc. Ion implantation tool cleaning apparatus and method

Also Published As

Publication number Publication date
JP6879663B2 (en) 2021-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5178926B2 (en) Charged particle microscope and ion microscope
US7589328B2 (en) Gas field ION source for multiple applications
WO2013008561A1 (en) Charged particle beam device
EP2372743A2 (en) Charged particle beam system with an ion generator
JP7048703B2 (en) Charged particle beam induced etching
JP2011171088A (en) Field-emission electron gun, and control method therefor
US7755065B2 (en) Focused ion beam apparatus
JP5853122B2 (en) Charged particle beam equipment
JP6879663B2 (en) Charged particle beam device
JP5530664B2 (en) electronic microscope
US11894211B2 (en) Electron beam apparatus and method for controlling electron beam apparatus
JP6594983B2 (en) Ion beam apparatus and sample element analysis method
JP5244730B2 (en) Low vacuum scanning electron microscope
JP6758755B2 (en) Charged particle beam system with improved imaging gas and how to use it
WO2017134817A1 (en) Gas field ionization source, ion beam device, and beam irradiation method
EP2760042A2 (en) Charged particle beam instrument with a specimen pre-evacuation chamber
JP4981467B2 (en) Dimension measuring device
JP2001332204A (en) Pumping unit for electron microscope
KR101713983B1 (en) Plasma generating device having differential pumping structure
JP6174054B2 (en) Orbitron pump and electron beam apparatus equipped with orbitron pump
JP2022151787A (en) In-situ laser redeposition reduction by controlled gas flow and system for reducing contamination
JP2014149919A (en) Ion beam device and method of removing impurity gas
KR20170069969A (en) Ozone provision device, ozone provision method and charged particle beam drawing system
JP2015076302A (en) Ion beam device
JP2015028892A (en) Ion beam device with gas field ionization ion source, and composite charged particle beam machine with ion beam device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181130

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190919

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191023

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20191220

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200225

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200519

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20200717

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200918

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20201104

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210203

C60 Trial request (containing other claim documents, opposition documents)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60

Effective date: 20210203

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20210210

C21 Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21

Effective date: 20210216

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: 20210406

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210430

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6879663

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250