JP2992688B2 - 複合荷電粒子ビーム装置 - Google Patents
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、集束イオンビームを試
料の所定領域を走査させながら照射することにより、試
料表面の所定領域を加工するまたは/及び集束イオンビ
ーム照射、または/及び、電子ビーム照射により発生す
る２次粒子、または/及びＸ線を検出することにより試
料表面を観察、または/及び、元素分析する複合荷電粒
子ビーム装置に関する。
料の所定領域を走査させながら照射することにより、試
料表面の所定領域を加工するまたは/及び集束イオンビ
ーム照射、または/及び、電子ビーム照射により発生す
る２次粒子、または/及びＸ線を検出することにより試
料表面を観察、または/及び、元素分析する複合荷電粒
子ビーム装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一つの試料室内で、集束イオンビームや
電子ビームを試料の所定領域を走査させながら、また
は、走査せずに照射する（切換、同時照射、同時非照射
が可能）ことにより、試料表面を観察分析することがで
きる複合荷電粒子ビームが実現されている。これは、集
束イオンビームで加工した個所を、その場で走査電子顕
微鏡で観察し、EDSで元素分析出来るので便利である。
電子ビームを試料の所定領域を走査させながら、また
は、走査せずに照射する（切換、同時照射、同時非照射
が可能）ことにより、試料表面を観察分析することがで
きる複合荷電粒子ビームが実現されている。これは、集
束イオンビームで加工した個所を、その場で走査電子顕
微鏡で観察し、EDSで元素分析出来るので便利である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、集束イオンビ
ームの液体金属イオン源としてガリウムを利用している
ので、集束イオンビームの軌道上に磁場があるとガリウ
ムの同位体やクラスターが質量分離し、集束イオンビー
ムの分解能が劣化する。仮に、集束イオンビームを使用
する場合に、電子ビーム鏡筒の対物レンズの励磁電流を
０にしても、残留磁気は０にはならないので数ｎｍ程度
の分解能が得られる集束イオンビーム鏡筒では、わずか
な残留磁気が問題となる。また、別の問題として、電子
ビーム鏡筒の励磁電流を集束イオンビーム鏡筒使用毎に
０にすると、電子ビーム鏡筒を再度使用しようとしたと
きに、電子ビームのフォーカスの再現性、安定性に不利
となる。
ームの液体金属イオン源としてガリウムを利用している
ので、集束イオンビームの軌道上に磁場があるとガリウ
ムの同位体やクラスターが質量分離し、集束イオンビー
ムの分解能が劣化する。仮に、集束イオンビームを使用
する場合に、電子ビーム鏡筒の対物レンズの励磁電流を
０にしても、残留磁気は０にはならないので数ｎｍ程度
の分解能が得られる集束イオンビーム鏡筒では、わずか
な残留磁気が問題となる。また、別の問題として、電子
ビーム鏡筒の励磁電流を集束イオンビーム鏡筒使用毎に
０にすると、電子ビーム鏡筒を再度使用しようとしたと
きに、電子ビームのフォーカスの再現性、安定性に不利
となる。
【０００４】地磁気やＥＤＳ検出器や電子ビーム鏡筒か
ら集束イオンビームの軌道上に漏れ出す磁場による、ま
たは／及び電子ビーム鏡筒の対物レンズのヒステリシス
の影響の軽減による電子ビームのフォーカスの再現性の
向上または／及び電子ビーム鏡筒の対物レンズ及び電気
回路の温度ドリフトの影響の軽減による電子ビームのフ
ォーカスの安定性の向上を、目的とする。
ら集束イオンビームの軌道上に漏れ出す磁場による、ま
たは／及び電子ビーム鏡筒の対物レンズのヒステリシス
の影響の軽減による電子ビームのフォーカスの再現性の
向上または／及び電子ビーム鏡筒の対物レンズ及び電気
回路の温度ドリフトの影響の軽減による電子ビームのフ
ォーカスの安定性の向上を、目的とする。
【０００５】前記課題を解決するために、同一の試料室
に、少なくとも１式以上の集束イオンビーム鏡筒と、少
なくとも１式以上の電子ビーム鏡筒を備えた複合荷電粒
子ビーム装置において、試料室の中に少なくとも１方向
成分の測定が可能な磁場測定用の検出器とその測定値の
記憶手段を備え、集束イオンビームのみを使用する場合
に前記磁場検出器の出力をモニターし、この値が集束イ
オンビームの分解能に悪影響を及ぼさないあらかじめ決
定され記憶された値になるように電子ビーム鏡筒制御系
により電子ビーム鏡筒の対物レンズから発生する磁場の
大きさを制御し、集束イオンビームの軌道上の磁場を制
御する電磁気的手法を備えたことを特徴とする装置を発
明した。
に、少なくとも１式以上の集束イオンビーム鏡筒と、少
なくとも１式以上の電子ビーム鏡筒を備えた複合荷電粒
子ビーム装置において、試料室の中に少なくとも１方向
成分の測定が可能な磁場測定用の検出器とその測定値の
記憶手段を備え、集束イオンビームのみを使用する場合
に前記磁場検出器の出力をモニターし、この値が集束イ
オンビームの分解能に悪影響を及ぼさないあらかじめ決
定され記憶された値になるように電子ビーム鏡筒制御系
により電子ビーム鏡筒の対物レンズから発生する磁場の
大きさを制御し、集束イオンビームの軌道上の磁場を制
御する電磁気的手法を備えたことを特徴とする装置を発
明した。
【０００６】試料室内に備えた磁場検出器の測定値に基
づき、電磁気的手法で集束イオンビームの軌道上の磁場
を制御することにより集束イオンビームの質量分離によ
る分解能劣化防止し、または／及び電子ビームのフォー
カスの再現性の向上させまたは/及び電子ビーム鏡筒の
対物レンズまたは／及び電気回路の温度ドリフトの影響
の軽減により電子ビームのフォーカスの安定性の向上さ
せることができる。
づき、電磁気的手法で集束イオンビームの軌道上の磁場
を制御することにより集束イオンビームの質量分離によ
る分解能劣化防止し、または／及び電子ビームのフォー
カスの再現性の向上させまたは/及び電子ビーム鏡筒の
対物レンズまたは／及び電気回路の温度ドリフトの影響
の軽減により電子ビームのフォーカスの安定性の向上さ
せることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下本発明を図示の実施例に基づ
き説明する。図１は本発明のの実施例を示したものであ
る。集束イオンビーム鏡筒１と電子ビーム鏡筒２（電子
ビーム鏡筒２の対物レンズはインレンズまたはセミイン
レンズ方式を採用することもできる。）がサンプル８の
同一領域をそれぞれ照射できるように同一の試料室５に
配置され、さらに電子ビーム７および集束イオンビーム
６の軌道を妨げない様にホール素子などの磁場検出器９
が電子ビーム鏡筒２の対物レンズから発生する磁場の大
きさを測定できる様に配置されている。
き説明する。図１は本発明のの実施例を示したものであ
る。集束イオンビーム鏡筒１と電子ビーム鏡筒２（電子
ビーム鏡筒２の対物レンズはインレンズまたはセミイン
レンズ方式を採用することもできる。）がサンプル８の
同一領域をそれぞれ照射できるように同一の試料室５に
配置され、さらに電子ビーム７および集束イオンビーム
６の軌道を妨げない様にホール素子などの磁場検出器９
が電子ビーム鏡筒２の対物レンズから発生する磁場の大
きさを測定できる様に配置されている。
【０００８】集束イオンビーム６のみを使用する場合
に、試料室の中に備えた磁場検出器の出力をモニター
し、この値が集束イオンビーム６の分解能に悪影響を及
ぼさないあらかじめ決定され記憶された値（磁場検出器
の位置やその他の条件によっては０とは限らない）にな
るように、電子ビーム鏡筒制御系４により電子ビーム鏡
筒２の対物レンズから発生する磁場の大きさを制御す
る。具体的には、この磁場の大きさを制御する電磁的手
法として、電子ビーム鏡筒２の対物レンズが発生する磁
場を利用する手法であって、電子ビーム鏡筒２の対物レ
ンズの励磁電流を単一極性の電気回路で制御し、コイル
の入出力を入れ換えてコイルに流れる電流の向きを反転
して制御する手法や、電子ビーム鏡筒２の対物レンズが
発生する磁場を利用する手法であって、電子ビーム鏡筒
の対物レンズの励磁電流を正負両極性を流せる電気回路
で制御し、コイルに流れる電流向きを反転して制御する
手法がある。
に、試料室の中に備えた磁場検出器の出力をモニター
し、この値が集束イオンビーム６の分解能に悪影響を及
ぼさないあらかじめ決定され記憶された値（磁場検出器
の位置やその他の条件によっては０とは限らない）にな
るように、電子ビーム鏡筒制御系４により電子ビーム鏡
筒２の対物レンズから発生する磁場の大きさを制御す
る。具体的には、この磁場の大きさを制御する電磁的手
法として、電子ビーム鏡筒２の対物レンズが発生する磁
場を利用する手法であって、電子ビーム鏡筒２の対物レ
ンズの励磁電流を単一極性の電気回路で制御し、コイル
の入出力を入れ換えてコイルに流れる電流の向きを反転
して制御する手法や、電子ビーム鏡筒２の対物レンズが
発生する磁場を利用する手法であって、電子ビーム鏡筒
の対物レンズの励磁電流を正負両極性を流せる電気回路
で制御し、コイルに流れる電流向きを反転して制御する
手法がある。
【０００９】電子ビーム７をフォーカスさせる時には、
フォーカス条件のときに試料室内の磁場検出器９の値が
あらかじめ測定して記憶されていた値になるように、電
子ビーム鏡筒制御系４により電子ビーム鏡筒２の対物レ
ンズの励磁電流の値を制御する。図２は本発明の他の実
施例を示したものである。
フォーカス条件のときに試料室内の磁場検出器９の値が
あらかじめ測定して記憶されていた値になるように、電
子ビーム鏡筒制御系４により電子ビーム鏡筒２の対物レ
ンズの励磁電流の値を制御する。図２は本発明の他の実
施例を示したものである。
【００１０】基本的には図１と同様の作用をするが、対
物レンズのコイルが別々に励磁電流を制御可能な２個の
コイルから形成され、そのうち一方が常に一定の励磁電
流によって励磁されており、もう一方が電気回路でN→
S、S→N両極性の磁場を制御する様になっている。この
ような構成にすることにより、集束イオンビーム６のみ
使用中でも対物レンズには常に一定以上の励磁電流が流
れることになり、温度ドリフトによるフォーカスの不安
定性を軽減することが出来る。
物レンズのコイルが別々に励磁電流を制御可能な２個の
コイルから形成され、そのうち一方が常に一定の励磁電
流によって励磁されており、もう一方が電気回路でN→
S、S→N両極性の磁場を制御する様になっている。この
ような構成にすることにより、集束イオンビーム６のみ
使用中でも対物レンズには常に一定以上の励磁電流が流
れることになり、温度ドリフトによるフォーカスの不安
定性を軽減することが出来る。
【００１１】図３は本発明の更に他の実施例を示したも
のである。基本的には図１と同様の作用をするが、集束
イオンビーム６のみ使用中には電子ビーム鏡筒２の対物
レンズの励磁電流を０にし、対物レンズのコイルとは別
のコイルによって残留磁場を制御する。
のである。基本的には図１と同様の作用をするが、集束
イオンビーム６のみ使用中には電子ビーム鏡筒２の対物
レンズの励磁電流を０にし、対物レンズのコイルとは別
のコイルによって残留磁場を制御する。
【図1】図１は本発明の１実施例のブロック図を示して
いる。
いる。
【図２】図２は、他の実施例のブロック図を示してい
る。
る。
【図３】図３は、更に他の実施例のブロック図を示して
いる。
いる。
１ 集束イオンビーム鏡筒 ２ 電子ビーム鏡筒 ３ 集束イオンビーム鏡筒制御系 ４ 電子ビーム鏡筒制御系 ５ 試料室 ６ 集束イオンビーム ７ 電子ビーム ８ サンプル ９ 磁場検出器 10 磁場測定値記憶手段
Claims (9)
- 【請求項１】 同一の試料室に、少なくとも１式以上の
集束イオンビーム鏡筒と、少なくとも１式以上の電子ビ
ーム鏡筒を備えた複合荷電粒子ビーム装置において、試
料室の中に少なくとも１方向成分の測定が可能な磁場測
定用の検出器とその測定値の記憶手段を備え、集束イオ
ンビームのみを使用する場合に前記磁場検出器の出力を
モニターし、この値が集束イオンビームの分解能に悪影
響を及ぼさないあらかじめ決定され記憶された値になる
ように電子ビーム鏡筒制御系により電子ビーム鏡筒の対
物レンズから発生する磁場の大きさを制御し、集束イオ
ンビームの軌道上の磁場を制御する電磁気的手法を備え
たことを特徴とする複合荷電粒子ビーム装置。 - 【請求項２】 磁場測定用の検出器がホール素子を使用
した検出器である請求項１記載の複合荷電粒子ビーム装
置。 - 【請求項３】 集束イオンビームの軌道上の磁場を制御
する電磁気的手法が電子ビーム鏡筒の対物レンズが発生
する磁場を利用する手法であって、電子ビーム鏡筒の対
物レンズの励磁電流を単一極性の電気回路で制御し、コ
イルの入出力を入れ換えてコイルに流れる電流の向きを
反転して制御する手法である請求項１記載の複合荷電粒
子ビーム装置。 - 【請求項４】 集束イオンビームの軌道上の磁場を制御
する電磁気的手法が電子ビーム鏡筒の対物レンズが発生
する磁場を利用する手法であって、電子ビーム鏡筒の対
物レンズの励磁電流を正負両極性を流せる電気回路で制
御し、コイルに流れる電流向きを反転して制御する手法
である請求項１乃至２記載の複合荷電粒子ビーム装置。 - 【請求項５】 集束イオンビームの軌道上の磁場を制御
する電磁気的手法が電子ビーム鏡筒の対物レンズが発生
する磁場を利用する手法であって対物レンズのコイルが
別々に励磁電流を制御可能な２個のコイルから形成さ
れ、そのうち一方が常に一定の励磁電流によって励磁さ
れており、もう一方が電気回路でN→S 、S →N 両極性
の磁場を制御する手法である請求項３乃至４記載の複合
荷電粒子ビーム装置。 - 【請求項６】 集束イオンビームの軌道上の磁場を制御
する電磁気的手法が対物レンズとは別の少なくとも１個
以上のコイルによって磁場を制御する手法である請求項
１乃至２記載の複合荷電粒子ビーム装置。 - 【請求項７】 電子ビーム鏡筒の内、少なくとも1 式の
電子ビーム鏡筒の対物レンズが積極的に磁界を試料室内
に発生させることを利用する方式であること請求項６記
載の複合荷電粒子ビーム装置。 - 【請求項８】 元素分析機能を備えた請求項６記載の複
合荷電粒子ビーム装置。 - 【請求項９】 元素分析の手段がEDS である請求項７記
載の複合荷電粒子ビーム装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10137119A JP2992688B2 (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | 複合荷電粒子ビーム装置 |
| US09/313,118 US6452172B1 (en) | 1998-05-19 | 1999-05-17 | Composite charged particle beam apparatus |
| TW088108123A TW439085B (en) | 1998-05-19 | 1999-05-18 | Composite charged particle beam apparatus |
| KR1019990018115A KR19990088412A (ko) | 1998-05-19 | 1999-05-19 | 복합하전입자빔장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10137119A JP2992688B2 (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | 複合荷電粒子ビーム装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11329331A JPH11329331A (ja) | 1999-11-30 |
| JP2992688B2 true JP2992688B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=15191278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10137119A Expired - Fee Related JP2992688B2 (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | 複合荷電粒子ビーム装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6452172B1 (ja) |
| JP (1) | JP2992688B2 (ja) |
| KR (1) | KR19990088412A (ja) |
| TW (1) | TW439085B (ja) |
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| JP4354657B2 (ja) * | 2001-01-11 | 2009-10-28 | エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社 | 集束イオンビーム装置 |
| DE602004021750D1 (de) * | 2003-07-14 | 2009-08-13 | Fei Co | Zweistrahlsystem |
| JP5033314B2 (ja) * | 2004-09-29 | 2012-09-26 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | イオンビーム加工装置及び加工方法 |
| JP4664041B2 (ja) | 2004-10-27 | 2011-04-06 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子ビーム装置及び試料作製方法 |
| JP5702552B2 (ja) * | 2009-05-28 | 2015-04-15 | エフ イー アイ カンパニＦｅｉ Ｃｏｍｐａｎｙ | デュアルビームシステムの制御方法 |
| JP5228027B2 (ja) * | 2010-11-08 | 2013-07-03 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子ビーム装置及び試料作製方法 |
| CN111033676B (zh) | 2017-09-04 | 2022-08-30 | 株式会社日立高新技术 | 带电粒子线装置 |
| US10763079B1 (en) * | 2019-02-19 | 2020-09-01 | Fei Company | Focused ion beam impurity identification |
| DE102019203579A1 (de) * | 2019-03-15 | 2020-09-17 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Verfahren zum Betrieb eines Teilchenstrahlgeräts sowie Teilchenstrahlgerät zur Durchführung des Verfahrens |
| CN111257596B (zh) * | 2020-02-25 | 2021-09-14 | 西南交通大学 | 一种扫描探针显微镜狭小实验腔环境气氛精确控制装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| GB8401578D0 (en) * | 1984-01-19 | 1984-02-22 | Cleaver J R A | Ion and electron beam electrostatic and magnetic lens systems |
| JPH0722108B2 (ja) | 1986-03-18 | 1995-03-08 | 富士通株式会社 | 露光装置 |
| JPH0628232B2 (ja) * | 1987-09-16 | 1994-04-13 | 富士通株式会社 | 荷電ビーム露光装置 |
| US5017789A (en) * | 1989-03-31 | 1991-05-21 | Loma Linda University Medical Center | Raster scan control system for a charged-particle beam |
| JPH05182625A (ja) * | 1991-12-27 | 1993-07-23 | Jeol Ltd | 対物レンズ |
| KR0158234B1 (ko) * | 1992-03-02 | 1999-02-18 | 이노우에 아키라 | 이온 주입 시스템 |
| US5389858A (en) * | 1992-07-16 | 1995-02-14 | International Business Machines Corporation | Variable axis stigmator |
| US5629526A (en) * | 1993-09-28 | 1997-05-13 | Nikon Corporation | Electro-magnetic lens, charged particle beam transferring apparatus, and method for manufacturing electro-magnetic lens |
| JPH07230784A (ja) | 1994-02-16 | 1995-08-29 | Jeol Ltd | 複合荷電粒子ビーム装置 |
| JP3378369B2 (ja) | 1994-09-14 | 2003-02-17 | 株式会社東芝 | 荷電ビーム照射装置と照射方法 |
| US5903004A (en) * | 1994-11-25 | 1999-05-11 | Hitachi, Ltd. | Energy dispersive X-ray analyzer |
| JP3261018B2 (ja) * | 1995-08-30 | 2002-02-25 | 日本電子株式会社 | オージェ電子分光装置 |
| JPH09147779A (ja) * | 1995-11-20 | 1997-06-06 | Nikon Corp | 電磁偏向器 |
| DE59711915D1 (de) * | 1997-09-29 | 2004-10-21 | Advantest Corp | Objektivlinse |
| JPH11154479A (ja) * | 1997-11-20 | 1999-06-08 | Hitachi Ltd | ２次電子画像検出方法及びその装置並びに集束荷電粒子ビームによる処理方法及びその装置 |
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1998
- 1998-05-19 JP JP10137119A patent/JP2992688B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
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