JP2021051892A - Charged particle beam device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、荷電粒子ビーム装置に関する。 The present invention relates to a charged particle beam device.
従来、集束イオンビーム鏡筒内のイオン光学系に設けられた薄板の絞りが試料照射時間外のイオンビームの照射によって損傷することを抑制する集束イオンビーム(FIB:Focused Ion Beam)装置が知られている。
例えば、ブランキング電極によってイオンビームを絞りの外に偏向する集束イオンビーム装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
例えば、イオンビームを集束するコンデンサレンズの電圧を低下させることによってビーム径を拡大し、絞りの単位面積当たりのビーム照射量を低下させる集束イオンビーム装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。
例えば、イオン源からイオンビームを引き出す引出電極の電圧又はイオン源から引き出されるイオンビームを一定に制御する制御電極の電圧を低下させることによってイオンビームを消失又はビーム照射量を低下させる集束イオンビーム装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。
例えば、イオン源から引き出されるイオンビームの加速電圧を低下させることによってビームエネルギーを低下させる集束イオンビーム装置が知られている(例えば、特許文献3参照)。
例えば、絞りに電圧を印加することによって絞りに入射するイオンビームのエネルギーを低下させる集束イオンビーム装置が知られている(例えば、特許文献4参照)。
Conventionally, a focused ion beam (FIB) device that suppresses damage to a thin plate aperture provided in an ion optical system in a focused ion beam lens barrel due to irradiation of an ion beam outside the sample irradiation time has been known. ing.
For example, a focused ion beam device that deflects an ion beam out of the aperture by a blanking electrode is known (see, for example, Patent Document 1).
For example, there is known a focused ion beam device that expands the beam diameter by lowering the voltage of a condenser lens that focuses the ion beam and reduces the beam irradiation amount per unit area of the aperture (see, for example, Patent Document 2). ).
For example, a focused ion beam device that eliminates the ion beam or reduces the beam irradiation dose by lowering the voltage of the extraction electrode that draws the ion beam from the ion source or the voltage of the control electrode that constantly controls the ion beam extracted from the ion source. Is known (see, for example, Patent Document 2).
For example, there is known a focused ion beam device that lowers the beam energy by lowering the acceleration voltage of the ion beam drawn from the ion source (see, for example, Patent Document 3).
For example, there is known a focused ion beam device that reduces the energy of an ion beam incident on a throttle by applying a voltage to the throttle (see, for example, Patent Document 4).
ところで、上記したような集束イオンビーム装置では、絞りの保護に要する動作時間が長くなる、絞りに対するビーム照射量を十分に低下させることができない又は光学系のレイアウトが制約される等の問題が生じるおそれがある。
例えば、ブランキング電極を用いる場合、絞りよりも上流側にブランキング電極を配置するためのスペースが必要になり、鏡筒内の光学系のレイアウトに制約が生じるおそれがある。
例えば、コンデンサレンズの電圧を低下させる場合、絞りに対するビーム照射量を十分に低下させることができないおそれがある。
例えば、引出電極若しくは制御電極の電圧又は加速電圧を低下させる場合、電圧変更に要する動作時間が長くなるおそれがある。
例えば、絞りに電圧を印加する場合、電圧の大きさによっては絞りに対するビーム照射量を十分に低下させることができないおそれがある。
By the way, in the focused ion beam device as described above, there are problems such as a long operation time required to protect the diaphragm, an inability to sufficiently reduce the beam irradiation amount for the diaphragm, or a restriction on the layout of the optical system. There is a risk.
For example, when a blanking electrode is used, a space for arranging the blanking electrode on the upstream side of the diaphragm is required, which may limit the layout of the optical system in the lens barrel.
For example, when the voltage of the condenser lens is lowered, the beam irradiation amount to the diaphragm may not be sufficiently lowered.
For example, when the voltage of the extraction electrode or the control electrode or the acceleration voltage is lowered, the operating time required for changing the voltage may become long.
For example, when a voltage is applied to the diaphragm, the beam irradiation amount to the diaphragm may not be sufficiently reduced depending on the magnitude of the voltage.
本発明は、試料照射時間外にイオンビームによる損傷から絞りを保護することができる荷電粒子ビーム装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a charged particle beam device capable of protecting a diaphragm from damage caused by an ion beam outside the sample irradiation time.
上記の課題を解決するために、本発明に係る荷電粒子ビーム装置は、荷電粒子源と、前記荷電粒子源から発生する荷電粒子のビームを絞る絞りと、前記荷電粒子源と前記絞りとの間で前記荷電粒子のビームの遮断と通過とを切り替える遮断装置とを備える。 In order to solve the above problems, the charged particle beam device according to the present invention has a charged particle source, an aperture for narrowing a beam of charged particles generated from the charged particle source, and an interval between the charged particle source and the aperture. It is provided with a blocking device for switching between blocking and passing the beam of the charged particles.
上記構成では、前記遮断装置は、前記荷電粒子のビームを遮断する遮断部材と、前記荷電粒子のビームの進行方向に交差する方向に沿って前記遮断部材を進退させる駆動機構とを備えてもよい。 In the above configuration, the blocking device may include a blocking member that blocks the beam of the charged particles and a driving mechanism that advances and retreats the blocking member along a direction intersecting the traveling direction of the beam of the charged particles. ..
上記構成では、前記遮断装置は、少なくとも一対の前記遮断部材と、少なくとも1つの前記駆動機構とを備え、前記少なくとも1つの前記駆動機構は、前記少なくとも一対の前記遮断部材を前記荷電粒子のビームの進行方向に交差する方向に沿って相互に逆方向に同期的に進退させてもよい。 In the above configuration, the blocking device comprises at least a pair of blocking members and at least one driving mechanism, the at least one driving mechanism having at least the pair of blocking members of a beam of the charged particles. It may advance and retreat synchronously in opposite directions along the direction intersecting the traveling direction.
上記構成では、前記遮断装置は、前記荷電粒子のビームを遮断する遮断部材と、前記荷電粒子のビームの進行方向に交差する方向に沿って延びる回転軸線の周りに前記遮断部材を回転させる駆動機構とを備えてもよい。 In the above configuration, the blocking device includes a blocking member that blocks the beam of the charged particles and a driving mechanism that rotates the blocking member around a rotation axis extending along a direction intersecting the traveling direction of the beam of the charged particles. And may be provided.
上記構成では、前記駆動機構は、前記遮断部材に形成された貫通孔によって前記荷電粒子のビームを通過させてもよい。 In the above configuration, the drive mechanism may allow the beam of the charged particles to pass through a through hole formed in the blocking member.
上記構成では、前記遮断装置よりも前記荷電粒子のビームの進行方向の上流側に配置されて前記荷電粒子のビームを集束させるコンデンサレンズと、前記遮断装置による前記荷電粒子のビームの遮断時に通過時に比べて前記コンデンサレンズの電圧を低下させる制御装置とを備えてもよい。 In the above configuration, a condenser lens arranged upstream of the blocking device in the traveling direction of the beam of the charged particles to focus the beam of the charged particles, and when the beam of the charged particles is blocked by the blocking device when passing through. A control device for lowering the voltage of the condenser lens may be provided as compared with the control device.
上記構成では、試料に対する前記荷電粒子のビームの照射が停止されている状態で前記試料に対する前記荷電粒子のビームの照射再開が見込まれない場合に前記遮断装置により前記荷電粒子のビームを遮断する制御装置を備えてもよい。 In the above configuration, when the irradiation of the beam of the charged particles to the sample is stopped and the irradiation of the beam of the charged particles to the sample is not expected to be restarted, the blocking device blocks the beam of the charged particles. The device may be provided.
上記構成では、前記制御装置は、前記遮断装置の動作に伴う振動の発生を避ける場合に前記遮断装置による前記荷電粒子のビームの遮断を禁止してもよい。 In the above configuration, the control device may prohibit the blocking device from blocking the beam of the charged particles when avoiding the occurrence of vibration accompanying the operation of the blocking device.
本発明によれば、荷電粒子源と絞りとの間で荷電粒子のビームの遮断と通過とを切り替える遮断装置を備えることによって、試料照射時間外に荷電粒子のビームによる損傷から絞りを保護することが可能となる。 According to the present invention, the diaphragm is protected from damage caused by the beam of charged particles outside the sample irradiation time by providing a blocking device that switches between blocking and passing the beam of charged particles between the charged particle source and the diaphragm. Is possible.
以下、本発明の実施形態に係る荷電粒子ビーム装置について、添付図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, the charged particle beam apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(荷電粒子ビーム装置)
図1は、実施形態での荷電粒子ビーム装置10の構成を示す図である。
荷電粒子ビーム装置10は、例えば、集束イオンビーム装置である。荷電粒子ビーム装置10は、試料室11と、ステージ(試料台)12と、ステージ駆動機構13と、検出器14と、ガス供給部15と、集束イオンビーム鏡筒16と、表示装置17と、入力装置18と、制御装置19とを備える。
試料室11は内部を減圧状態に維持する。ステージ12は試料室11の内部に配置されている。ステージ12は試料Sを固定する。ステージ駆動機構13は制御装置19からの制御指令によってステージ12を移動及び回転させる。
(Charged particle beam device)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a charged
The charged
The inside of the
検出器14は試料室11に固定されている。検出器14は、例えば、集束イオンビームの照射によって試料Sから発生する二次荷電粒子(二次電子及び二次イオン)を検出する二次荷電粒子検出器等である。
ガス供給部15は試料室11に固定されている。ガス供給部15はエッチング用ガス及びデポジション用ガス等を試料Sに供給する。エッチング用ガスは、集束イオンビームによる試料Sのエッチングを試料Sの材質に応じて選択的に促進する。デポジション用ガスは、試料Sの表面に金属又は絶縁体等の堆積物によるデポジション膜を形成する。
The
The
集束イオンビーム鏡筒16は試料室11に固定されている。集束イオンビーム鏡筒16は、イオン源21と、イオン光学系22とを備える。イオン源21はイオンビームを発生させる。イオン光学系22はイオン源21から発生したイオンビームの集束、偏向及び補正を行う。イオン光学系22は、例えば、イオン源21側から集束イオンビーム鏡筒16の出射端16a側(つまり試料S側)に向かって順次に配置される角度絞り31と、コンデンサレンズ32と、遮断装置33と、可動絞り35と、ブランキング電極36と、アライメント電極37と、スティグメータ38と、デフレクタ39と、対物レンズ40とを備える。例えば、角度絞り31と、コンデンサレンズ32と、遮断装置33と、可動絞り35とは、試料室11の外部に配置されている。ブランキング電極36と、アライメント電極37と、スティグメータ38と、デフレクタ39と、対物レンズ40とは、試料室11の内部に配置されている。
The focused ion
角度絞り31は、イオン源21から発生したイオンビームの放出角度を規制する。例えば、角度絞り31は、イオンビームが通過する開口の直径(絞り径)を変更する機構を備える。
コンデンサレンズ32は、例えば、光軸に沿って配置された3つの電極を備える静電レンズである。コンデンサレンズ32は角度絞り31を通過したイオンビームを集束させる。
遮断装置33は、イオンビームの遮断と通過とを切り替える。遮断装置33は、例えば、遮断部材33aと、駆動機構33bとを備える。
The
The
The blocking
遮断部材33aの外形は、例えば円形又は多角形の板状である。遮断部材33aは、例えば、イオン源21若しくは角度絞り31と同一の材料又はイオンビームの照射に対して損傷し難い材料等によって形成されている。例えば、遮断部材33aは、タングステン、ガリウムの被覆層を有する金属又はガラス状炭素等によって形成されている。遮断部材33aは、少なくとも可動絞り35の貫通孔35aよりも大きい。可動絞り35については後述する。イオンビームの進行方向での遮断部材33aの厚さは、例えば1mm以上等の数mm程度である。
遮断部材33aは、コンデンサレンズ32と可動絞り35との間の挿入位置と、挿入位置から離れた退出位置との間で変位する。挿入位置は、例えばイオンビームの光軸上での可動絞り35の貫通孔35aの直前位置のように、イオンビームの進行方向で遮断部材33aが可動絞り35の貫通孔35aを遮蔽する位置である。退出位置は、例えばイオンビームの光軸上での可動絞り35の貫通孔35aの直前位置からずれた位置のように、遮断部材33aによる可動絞り35の貫通孔35aの遮蔽が解除される位置である。
The outer shape of the blocking
The blocking
駆動機構33bは、例えばエアシリンダー又は電動シリンダー等である。例えば、エアシリンダーは、衝撃吸収用のクッション機構又はダンパー機構を備えてもよい。駆動機構33bは、制御装置19からの制御指令によってイオンビームの進行方向に交差する方向に沿って挿入位置と退出位置との間で遮断部材33aを進退移動させる。イオンビームの進行方向に交差する方向は、例えばイオンビームの光軸に直交する方向である。駆動機構33bによる遮断部材33aの移動距離は、例えば1mmから10mmまでの範囲の数mm程度等である。駆動機構33bによる遮断部材33aの移動時間、つまりイオンビームの遮断と通過との切り替えに要する時間は、例えば0.1sから1sまでの範囲の1s未満である。
The
可動絞り35は、複数の異なる大きさのアパーチャ(貫通孔)35aのいずれかによってイオンビームの電流値を規制する。可動絞り35は、例えば、絞り部材35bと、駆動機構35cとを備える。
The
絞り部材35bの外形は、例えば複数の異なる大きさのアパーチャ35aが所定の配列方向に並んで形成された板状である。例えば、イオンビームの進行方向での絞り部材35bの厚さは、数十μmから数百μmまでの範囲の適宜の値等である。
駆動機構35cは、例えば電動シリンダー等である。駆動機構35cは、制御装置19からの制御指令によってイオンビームの進行方向に交差する方向に沿って絞り部材35bを進退移動させる。駆動機構35cは、複数の異なる大きさのアパーチャ35aのいずれかの中心をイオンビームの光軸と一致させる。
The outer shape of the
The
ブランキング電極36は、例えば、イオンビームの進行方向に交差する方向の両側から光軸を挟み込むように対向して配置された一対の電極等を備える。ブランキング電極36は、試料Sに対するイオンビームの照射の有無を切り替える。例えば、ブランキング電極36は、イオンビームを偏向させることによって試料Sに対する照射を阻止し、イオンビームを偏向させないことによって試料Sに対する照射を許容する。
アライメント電極37は、例えば、イオンビームの光軸を取り囲むように筒状に配置された複数の電極等を備える。アライメント電極37は、イオンビームの軌道のずれをレンズ系の光軸に合わせる。
The blanking
The
スティグメータ38は、例えば、イオンビームの光軸を取り囲むように筒状に配置された複数の電極等を備える。スティグメータ38は、イオンビームの非点収差を補正することによってイオンビームの断面形状の歪みを修正する。
デフレクタ39は、例えば、イオンビームの光軸を取り囲むように筒状に配置された複数の電極等を備える。デフレクタ39は、試料Sに対するイオンビームの照射位置を走査する。
対物レンズ40は、例えば、光軸に沿って配置された3つの電極を備える静電レンズである。対物レンズ40は、イオンビームを試料Sに集束させる。
The stig meter 38 includes, for example, a plurality of electrodes arranged in a tubular shape so as to surround the optical axis of the ion beam. The stig meter 38 corrects the distortion of the cross-sectional shape of the ion beam by correcting the astigmatism of the ion beam.
The
The
表示装置17は、荷電粒子ビーム装置10の各種情報と、検出器14から出力される信号によって生成された画像データと、画像データの拡大、縮小、移動及び回転等の操作を実行するための画面等を表示する。
入力装置18は、例えば、操作者の入力操作に応じた信号を出力するマウス及びキーボード等である。
制御装置19は、例えば、入力装置18から出力される信号又は予め設定された自動運転制御処理によって生成される信号等によって、荷電粒子ビーム装置10の動作を統合的に制御する。
The
The
The
制御装置19は、試料Sに対する加工又は観察の一連のイオンビームの照射が終了した場合又はイオンビームの照射が停止されている状態で試料Sに対するイオンビームの照射再開が見込まれない場合に遮断装置33によりイオンビームを遮断する。照射再開が見込まれない場合は、例えば、所定時間以上に亘って試料Sに対するイオンビームの照射が停止されている場合である。所定時間は、例えば5minから10minまでの範囲の数min程度等である。照射再開が見込まれない場合は、例えば、入力装置18から出力される信号又は予め設定された自動運転制御処理によって生成される信号等によって、試料Sに対するイオンビームの照射再開以外の動作の実行が指示されている場合である。照射再開以外の動作は、例えば加工枠の設定等である。
制御装置19は、遮断装置33によるイオンビームの通過状態で駆動機構33bの動作に伴う振動の発生を避ける場合に遮断装置33によるイオンビームの遮断を禁止する。振動の発生を避ける場合は、例えば、試料室11に固定された電子ビーム鏡筒等の他の荷電粒子ビーム鏡筒による試料Sに対する照射が実行されている場合等である。
The
The
上述したように、実施形態の荷電粒子ビーム装置10は、コンデンサレンズ32と可動絞り35との間でイオンビームの遮断と通過とを切り替える遮断装置33を備えることによって、試料照射時間外に可動絞り35の位置及び姿勢等を変更する必要無しに、イオンビームによる損傷から可動絞り35を保護することができる。遮断装置33は、遮断部材33aを光軸の直交方向に沿って進退させる駆動機構33bを備えることによって、例えば引出電圧、制御電圧又は加速電圧等の電圧を変更する場合に比べて、イオンビームの遮断と通過とを迅速に切り替えることができる。イオンビームの進行方向での遮断部材33aの厚さは数mm程度であることによって、例えば数十mm程度の大きさを有するブランキング電極36等の光学機器に比べて、集束イオンビーム鏡筒16内の光学系のレイアウトに制約が生じることを抑制することができる。ブランキング電極36等の特定の光学機器を可動絞り35の上流側に配置する必要無しに、可動絞り35をイオンビームから遮蔽することができる。
遮断部材33aは、イオン源21若しくは角度絞り31と同一の材料又はイオンビームの照射に対して損傷し難い材料等によって形成されていることによって、スパッタ粒子及びガス等の浮遊粒子による不純物がイオン源21の内部に侵入することを抑制することができる。
As described above, the charged
Since the blocking
試料Sに対する加工又は観察の一連のイオンビームの照射が終了した場合に遮断装置33によりイオンビームを遮断する制御装置19を備えることによって、加工又は観察の間で遮断部材33aが過剰な頻度で繰り返し移動させられることで発生する振動が加工又は観察に与える悪影響を抑制することができる。
なお、遮断部材33aは、例えば仕切弁と異なり、真空シール材を必要としないため、真空シール材の消耗は無く、接触による真空シール材からの発塵もない。
By providing a
Unlike the sluice valve, for example, the blocking
(変形例)
以下、実施形態の変形例について説明する。
上述した実施形態では、遮断装置33は進退移動する1つの遮断部材33aを備えるとしたが、これに限定されず、相互に逆方向に同期的に進退移動する少なくとも1対の遮断部材33aを備えてもよい。
図2は、実施形態の第1変形例での荷電粒子ビーム装置10の遮断装置33の構成を示す図である。
図2に示すように、第1変形例の荷電粒子ビーム装置10は、1対の遮断装置33を備える。1対の遮断装置33は、イオンビームの進行方向に交差する方向で互いに向かい合って配置されている。1対の遮断装置33の互いの遮断部材33aの外形は、例えば各遮断部材33aの移動方向及びイオンビームの光軸に直交する方向から見てL字型に屈曲した板状である。1対の遮断部材33aは、挿入位置で互いに接触せずにイオンビームの進行方向から見て相互の先端部が重なり合うように配置されている。1対の遮断装置33の互いの駆動機構33bは、例えばイオンビームの光軸に直交する方向に沿って相互に逆方向に同期的に互いの遮断部材33aを進退移動させる。なお、1つの駆動機構33bが、リンク機構等を介して、1対の遮断部材33aを上記のように動作させてもよい。
第1変形例によれば、相互に逆方向に同一の大きさの運動量を有する1対の遮断装置33を備えることによって、1対の遮断装置33の全体で運動量をゼロにすることができ、互いの駆動時の振動を相殺することができる。
(Modification example)
Hereinafter, a modified example of the embodiment will be described.
In the above-described embodiment, the blocking
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a blocking
As shown in FIG. 2, the charged
According to the first modification, by providing a pair of blocking
上述した第1変形例では、相互に逆方向に同一の大きさの運動量を有する1対の遮断装置33を備えるとしたが、これに限定されない。
図3は、実施形態の第2変形例での荷電粒子ビーム装置10の遮断装置33の構成を示す図である。
図3に示すように、第2変形例の荷電粒子ビーム装置10は、イオンビームの進行方向にずれて配置された1対の遮断装置33を備える。1対の遮断装置33の互いの遮断部材33aは、挿入位置で互いに接触せずにイオンビームの進行方向から見て相互の先端部が重なり合うように配置されている。1対の遮断装置33の互いの駆動機構33bは、例えばイオンビームの光軸に直交する相互に平行な方向に沿って挿入位置と退出位置との間で相互に同期的に互いの遮断部材33aを進退移動させる。
In the first modification described above, a pair of blocking
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a blocking
As shown in FIG. 3, the charged
上述の実施形態では、遮断装置33は進退移動する遮断部材33aを備えるとしたが、これに限定されず、イオンビームの進行方向に交差する方向に沿って延びる回転軸線の周りに回転する遮断部材を備えてもよい。
図4は、実施形態の第3変形例での荷電粒子ビーム装置10の遮断装置41の構成を示す図である。
図4に示すように、第3変形例の荷電粒子ビーム装置10は、遮断装置41を備える。遮断装置41は、例えば、遮断部材41aと、駆動機構41bとを備える。
In the above-described embodiment, the blocking
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a blocking
As shown in FIG. 4, the charged
遮断部材41aの外形は、例えば円柱状である。遮断部材41aの先端部には中心軸線の直交方向にイオンビームを通過させる貫通孔41cが形成されている。遮断部材41aの直径Φa及び貫通孔41cの直径Φbは、可動絞り35の貫通孔35aの直径に応じた値である。少なくとも遮断部材41aの直径Φaは可動絞り35の貫通孔35aの直径よりも大きい。例えば、遮断部材41aの直径Φaは3mm程度であり、遮断部材41aの貫通孔41cの直径Φbは2mm程度である。遮断部材41aは、中心軸線をイオンビームの光軸に直交させるとともに、イオンビームの通過状態で貫通孔41cの中心を光軸と一致させるように配置されている。
The outer shape of the blocking
駆動機構41bは、例えば磁気結合型回転導入機等である。駆動機構41bは、制御装置19からの制御指令によってイオンビームの進行方向に交差する方向に沿って延びる回転軸線Oの周りに遮断部材41aを回転させる。例えば、駆動機構41bの回転軸線Oと遮断部材41aの中心軸線とは同一である。駆動機構41bは、遮断部材41aを中心軸線の周りに少なくとも所定角度θだけ回転させることによってイオンビームの遮断と通過とを切り替える。所定角度θは、遮断部材41aの直径Φa及び貫通孔41cの直径Φbに応じた回転角度である。例えば、遮断部材41aの直径Φaが3mm程度であるとともに貫通孔41cの直径Φbが2mm程度である場合に、所定角度θは45°程度である。例えば磁気結合型回転導入機の駆動機構41bによって遮断部材41aの回転速度が500rpmである場合、所定角度θが45°の回転に要する時間は100ms以下である。
The
駆動機構41bは、遮断部材41aの貫通孔41cの中心を光軸と一致させ、イオンビームの進行方向で遮断部材41aの貫通孔41cを可動絞り35の貫通孔35aに臨ませることによって、遮断部材41aの貫通孔41cにイオンビームを通過させる。駆動機構41bは、遮断部材41aの貫通孔41cの中心を光軸と一致させる状態から遮断部材41aを中心軸線の周りに少なくとも所定角度θだけ回転させることによって、可動絞り35の貫通孔35aを遮断部材41aによってイオンビームから遮蔽する。
上述した第3変形例では、遮断部材41aの外形は円柱状であるとしたが、これに限定されず、遮断部材41aの外形は板状であってもよい。板状の遮断部材41aは、端部に設定された回転軸線の周りの挿入位置と退出位置との間で回転することによって、イオンビームの遮断と通過とを切り替える。
The
In the third modification described above, the outer shape of the blocking
上述の実施形態では、制御装置19は、遮断装置33によりイオンビームを遮断する場合に試料照射時に比べてコンデンサレンズ32の電圧を低下させることによって、イオンビームの電流密度を低下させてもよい。イオンビームの電流密度を低下させることによって、遮断部材33aの単位面積当たりのビーム照射量を低下させ、遮断部材33aの損傷を抑制することができる。
In the above-described embodiment, the
上述の実施形態では、アライメント電極37及びスティグメータ38は可動絞り35よりもイオンビームの進行方向の下流側に配置されるとしたが、これに限定されない。アライメント電極37及びスティグメータ38の各々は、コンデンサレンズ32と可動絞り35との間に配置されてもよい。
In the above-described embodiment, the
上述の実施形態では、遮断装置33は板状の遮断部材33aを挿入位置と退出位置との間で移動させるとしたが、これに限定されない。例えば、遮断装置33は、貫通孔が形成された遮断部材33aに対して、貫通孔を挿入位置に配置する状態と貫通孔以外の部位を挿入位置に配置する状態とを切り替えるように遮断部材33aを移動させてもよい。
In the above-described embodiment, the blocking
上述の実施形態では、荷電粒子ビーム装置10は、集束イオンビーム装置であるとしたが、これに限定されない。例えば、荷電粒子ビーム装置10は、集束イオンビーム装置と電子ビーム装置との複合型の荷電粒子ビーム装置であってもよい。あるいは、気体ガスイオン源を搭載したイオンビーム装置であってもよい。
なお、遮断装置33には仕切弁のような真空シール部を必要としないため、遮断装置33にはOリングのようなシール材は不要である。したがって、遮断装置33は小型軽量化が可能であり、振動抑制及び駆動の高速化に貢献する。
In the above-described embodiment, the charged
Since the
本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 The embodiments of the present invention are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, as well as in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
O…回転軸線、10…荷電粒子ビーム装置、11…試料室、12…ステージ(試料台)、13…ステージ駆動機構、14…検出器、15…ガス供給部、16…集束イオンビーム鏡筒、17…表示装置、18…入力装置、19…制御装置、21…イオン源(荷電粒子源)、22…イオン光学系、32…コンデンサレンズ、33…遮断装置、33a…遮断部材、33b…駆動機構、35…可動絞り(絞り)、35a…アパーチャ(貫通孔)、35b…絞り部材、35c…駆動機構、41…遮断装置、41a…遮断部材、41b…駆動機構、41c…貫通孔。 O ... rotating axis, 10 ... charged particle beam device, 11 ... sample chamber, 12 ... stage (sample stand), 13 ... stage drive mechanism, 14 ... detector, 15 ... gas supply unit, 16 ... focused ion beam lens barrel, 17 ... Display device, 18 ... Input device, 19 ... Control device, 21 ... Ion source (charged particle source), 22 ... Ion optical system, 32 ... Condenser lens, 33 ... Breaking device, 33a ... Breaking member, 33b ... Drive mechanism , 35 ... movable diaphragm (throttle), 35a ... aperture (through hole), 35b ... diaphragm member, 35c ... drive mechanism, 41 ... shutoff device, 41a ... shutoff member, 41b ... drive mechanism, 41c ... through hole.
Claims (8)
前記荷電粒子源から発生する荷電粒子のビームを絞る絞りと、
前記荷電粒子源と前記絞りとの間で前記荷電粒子のビームの遮断と通過とを切り替える遮断装置と
を備える
ことを特徴とする荷電粒子ビーム装置。 With a charged particle source,
A diaphragm that narrows the beam of charged particles generated from the charged particle source,
A charged particle beam device comprising a blocking device for switching between blocking and passing a beam of the charged particles between the charged particle source and the aperture.
前記荷電粒子のビームを遮断する遮断部材と、
前記荷電粒子のビームの進行方向に交差する方向に沿って前記遮断部材を進退させる駆動機構と
を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の荷電粒子ビーム装置。 The blocking device is
A blocking member that blocks the beam of the charged particles and
The charged particle beam device according to claim 1, further comprising a driving mechanism for advancing and retreating the blocking member along a direction intersecting the traveling direction of the beam of the charged particles.
少なくとも一対の前記遮断部材と、少なくとも1つの前記駆動機構とを備え、
前記少なくとも1つの前記駆動機構は、前記少なくとも一対の前記遮断部材を前記荷電粒子のビームの進行方向に交差する方向に沿って相互に逆方向に同期的に進退させる
ことを特徴とする請求項2に記載の荷電粒子ビーム装置。 The blocking device is
It comprises at least a pair of the blocking members and at least one of the driving mechanisms.
2. The driving mechanism is characterized in that at least the pair of blocking members advance and retreat synchronously in opposite directions along a direction intersecting the traveling direction of the beam of the charged particles. The charged particle beam device according to.
前記荷電粒子のビームを遮断する遮断部材と、
前記荷電粒子のビームの進行方向に交差する方向に沿って延びる回転軸線の周りに前記遮断部材を回転させる駆動機構と
を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の荷電粒子ビーム装置。 The blocking device is
A blocking member that blocks the beam of the charged particles and
The charged particle beam device according to claim 1, further comprising a drive mechanism for rotating the blocking member around a rotation axis extending along a direction intersecting the traveling direction of the beam of the charged particles.
ことを特徴とする請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の荷電粒子ビーム装置。 The charged particle beam device according to any one of claims 2 to 4, wherein the driving mechanism allows a beam of the charged particles to pass through a through hole formed in the blocking member.
前記遮断装置による前記荷電粒子のビームの遮断時に通過時に比べて前記コンデンサレンズの電圧を低下させる制御装置と
を備える
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の荷電粒子ビーム装置。 A condenser lens arranged upstream of the blocking device in the traveling direction of the beam of the charged particles and focusing the beam of the charged particles.
The charge according to any one of claims 1 to 5, further comprising a control device that lowers the voltage of the condenser lens when the beam of the charged particles is cut off by the blocking device as compared with the case of passing through the beam. Particle beam device.
ことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の荷電粒子ビーム装置。 A control device for blocking the beam of the charged particles by the blocking device is provided when the irradiation of the beam of the charged particles to the sample is stopped and the irradiation of the beam of the charged particles to the sample is not expected to be restarted. The charged particle beam apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the charged particle beam device is characterized.
ことを特徴とする請求項7に記載の荷電粒子ビーム装置。 The charged particle beam device according to claim 7, wherein the control device prohibits the blocking device from blocking the beam of the charged particles when the occurrence of vibration accompanying the operation of the blocking device is avoided.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU208203U1 (en) * | 2021-08-12 | 2021-12-08 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук | Rotary ion beam shutter |
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2019
- 2019-09-25 JP JP2019173640A patent/JP7291048B2/en active Active
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