JP5042282B2 - Ion beam equipment - Google Patents
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Description
本発明は、荷電粒子線を試料に照射して観察・分析・加工する荷電粒子線技術に関する。 The present invention relates to a charged particle beam technology for irradiating a charged particle beam to a sample for observation, analysis, and processing.
荷電粒子線を試料に照射して、試料の観察、分析、加工を行う荷電粒子線装置は、広く使用されている。試料が絶縁物質を含む場合に、荷電粒子を走査して試料表面に照射すると、試料表面に帯電を生じることがある。帯電は、照射ビームのドリフトと、2次粒子の放出量の減少により、観察・分析・加工の妨げとなる。そのため、この帯電を防止する方法が重要になる。 A charged particle beam apparatus for irradiating a sample with a charged particle beam and observing, analyzing, and processing the sample is widely used. When the sample includes an insulating material, when charged particles are scanned and irradiated on the sample surface, the sample surface may be charged. Charging hinders observation, analysis, and processing due to drift of the irradiation beam and a decrease in the amount of secondary particles emitted. Therefore, a method for preventing this charging becomes important.
従来の帯電防止法には、荷電粒子を試料表面に照射することにより帯電を中和する方法、紫外線又は荷電粒子線の照射により試料表面に導電層を形成し帯電電荷を逃がす方法、導電性膜で試料表面を覆うことにより帯電電荷を逃がす方法、導電性の箔又はペースト又は端子により帯電電荷を逃がす方法がある。 Conventional antistatic methods include a method of neutralizing charging by irradiating the sample surface with charged particles, a method of releasing a charged charge by forming a conductive layer on the sample surface by irradiating with ultraviolet rays or charged particle beams, a conductive film There are a method of releasing the charged charge by covering the sample surface and a method of releasing the charged charge by a conductive foil, paste or terminal.
荷電粒子の照射により帯電を中和する方法に、従来技術1として「荷電ビーム処理装置およびその方法(特開平8−138617号公報)」がある。従来技術1は、イオンビームによる試料の帯電を電子ビームで中和する際に、中和電子銃の先端をノズル状にして試料の表面近くに設置することにより2次電子検出器が中和電子銃からの電子を引き込むこと無く試料表面からの2次電子を検出する装置及び方法を開示している。
As a
紫外線又は荷電粒子線の照射により試料表面に導電層を形成し帯電を逃がす方法に、従来技術2として「2次電子画像検出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(特開平11−154479号公報)」、「荷電ビーム処理装置およびその方法(特開平8−138617号公報)」がある。従来技術2は、試料表面の集束荷電粒子ビーム照射領域を含めた領域への正イオンビーム照射により、導電層を誘起し電荷を逃がす方法により、試料の状態、種類によらず安定して帯電を回避し、リアルタイムで試料の2次電子画像を高解像で検出して試料のパターン観察や集束荷電粒子ビームの位置決めなどを高精度に実現し、1.0μm以下の加工処理を実現する装置及び方法を開示している。
As a
導電性膜で試料表面を覆う方法に、従来技術3として「導電性レジスト膜及び半導体装置の製造方法(特開平7−74076号公報)」がある。従来技術3は、荷電粒子に感応する樹脂膜の下層に導電性の膜を形成する方法により、帯電を極力抑制する方法と、荷電粒子ビームの屈曲照射現象を低減して精度良いパターン露光を行う方法を開示している。
As a method of covering the sample surface with a conductive film, there is "Conductive resist film and semiconductor device manufacturing method (Japanese Patent Laid-Open No. 7-74076)" as Prior
導電性の端子により帯電を逃がす方法に、従来技術4として「試料帯電除去装置(特開2000−173525号公報)」がある。従来技術4は、端子を遠隔操作により観察・分析・加工領域近傍の少なくとも180度以上の周囲を囲むように接触させ、観察・分析・加工の過程で生じる電荷をアース線を通して逃がすことにより、帯電現象に起因する観察・分析・加工上の支障を排し、高感度・高分解能・高精密作業を実現する装置を開示する。
As a
導電性のプローブにより帯電電荷を捕らえる方法に、従来技術5として「微細パターンの測定装置(特開平7−94562号公報)」がある。従来技術5は、電子線による負の帯電を、微細パターンに直接接触させるか又は、微細パターンから30μm離し、5000Vの正の電圧をプローブに与えて帯電電荷をとらえることによりチャージアップ現象を未然に防止する微細パターンの測定装置を開示している。
As a
上述の従来技術は、試料表面に導電性物質を被覆又は接触する方法又は荷電粒子を照射する方法などにより、荷電粒子線を照射時に発生する帯電を除去する。 The above-described prior art removes the charge generated when a charged particle beam is irradiated by a method of coating or contacting a conductive material on a sample surface or a method of irradiating charged particles.
従来技術1または従来技術2で示した帯電防止法では、観察・分析・加工に用いる荷電粒子線に対して、帯電防止に用いる電子又はイオンビームの照射量が一致しないと、帯電を発生する。この際、荷電粒子線の照射位置精度の向上による観察像の解像度向上と、荷電粒子線の照射により発生する2次電子の放出量増大による観察像コントラストの向上を基準にかかる帯電の中和条件を検出する手段により、電子又はイオンビームの照射量を制御する必要がある。さらに、中和条件の検出手段による照射量制御は、操作者の経験を必要とする。
In the antistatic method shown in
さらに、電子又はイオンビームの照射により放出される2次電子は、2次電子検出器に引き込まれる。この時、荷電粒子線により試料表面から放出した2次電子と重なるために、電子又はイオンビームの照射による2次電子は、観察像を著しく劣化する。そこで、電子又はイオンビームの照射による2次電子放出量を抑えるためには照射量の制限が必要となり、試料表面の帯電量が多い時、電子又はイオンビームの照射による帯電防止法は有効ではない。 Further, secondary electrons emitted by irradiation with electrons or ion beams are drawn into the secondary electron detector. At this time, since it overlaps with secondary electrons emitted from the surface of the sample by the charged particle beam, the secondary electrons due to irradiation with electrons or ion beams significantly deteriorate the observation image. Therefore, in order to suppress the amount of secondary electron emission due to electron or ion beam irradiation, it is necessary to limit the irradiation amount. When the amount of charge on the sample surface is large, the antistatic method by electron or ion beam irradiation is not effective. .
一般に、荷電粒子線の照射により発生する2次電子は、2次イオンに比較して10〜100倍多く放出される。そのため、2次電子信号をもとにした観察像は、2次イオンのものよりも解像度がよい。しかし、帯電を中和するために電子又はイオンビームを照射する場合は、2次電子発生のために、2次電子信号をもとにした観察像は、2次イオンのものより解像度が劣化してしまう。したがって、荷電粒子線装置では2次イオン検出器が広く用いられている。 Generally, secondary electrons generated by irradiation with a charged particle beam are emitted 10 to 100 times more than secondary ions. Therefore, the resolution of the observation image based on the secondary electron signal is better than that of the secondary ion. However, when irradiating an electron or ion beam to neutralize the charge, the resolution of the observed image based on the secondary electron signal is lower than that of the secondary ion because of generation of secondary electrons. End up. Therefore, secondary ion detectors are widely used in charged particle beam devices.
従来技術3で示した帯電防止法では、試料表面に帯電防止膜を作製する。試料表面を覆ってしまうと、荷電粒子線で表面の構造を観察できなくなり、荷電粒子線による観察・分析・加工の位置決定に不都合を生じる。さらに、試料汚染を回避するためには、該試料表面に形成した帯電防止膜は荷電粒子線による観察・分析・加工後に除去しなければならない。
In the antistatic method shown in Prior
従来技術4で示した導電性の端子により帯電を逃がす方法は、観察・分析・加工領域の少なくとも180度以上の周囲を囲むように、端子を遠隔操作により接触させなければならない。該観察・分析・加工領域の180度以上の周囲を囲むように端子を接触させることにより、端子接触の確認が難しくなり、同時に、端子の接触時の位置精度が低下する。さらに、荷電粒子線を照射する観察・分析・加工領域より、広い領域を端子の接触により汚染する。
In the method of releasing the charge by the conductive terminal shown in the
従来技術5で示した導電性のプローブにより帯電電荷を捕らえる方法は、プローブ接触時は、プローブが微細パターンの一部を隠してしまうことにより観察できなくなり、プローブ非接触時は、帯電電子をプローブでとらえるときの強力な電界で観察像が歪んでしまう。
In the method of capturing charged charges with the conductive probe shown in the
帯電防止法を用いずに荷電粒子線を用いて試料作製をする場合、操作者はドリフトする観察像を頼りに、観察・分析・加工をしなければならない。これらの操作や設定を目測で確認するために、帯電防止法を用いない観察・分析・加工は熟練を要する作業であった。この際に、操作者は、加工を失敗すると試料を破壊し、プローブ操作を失敗すると試料破壊又はプローブ先端破損を起こす。 When a sample is prepared using a charged particle beam without using an antistatic method, the operator must perform observation, analysis, and processing on the basis of a drifting observation image. In order to confirm these operations and settings by visual observation, observation, analysis, and processing without using the antistatic method are work requiring skill. At this time, the operator destroys the sample if the processing fails, and causes sample destruction or probe tip damage if the probe operation fails.
これらの方法では、試料に対する汚染低減、導電物質の表面への被覆又は接触の作業軽減、荷電粒子線の試料表面への照射により新たに発生する帯電と、2次電子を用いた観察・分析・加工への端子の影響低減、試料から直接試料片を摘出時の熟練技術の排除などの課題を有する。 In these methods, the contamination of the sample is reduced, the work of coating or contacting the surface of the conductive material is reduced, the charge newly generated by irradiation of the charged particle beam on the sample surface, and observation / analysis using secondary electrons It has problems such as reducing the influence of terminals on processing and eliminating skilled techniques when extracting sample pieces directly from the sample.
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、試料表面での帯電を抑制するための経験や熟練技能工程を排除した、信頼性の高い帯電中和制御方法を提供し、総合的に分析や試料作製効率の良い荷電粒子線装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a highly reliable charge neutralization control method that eliminates experience and skilled skill steps for suppressing charging on the surface of a sample. Another object of the present invention is to provide a charged particle beam apparatus with good analysis and sample preparation efficiency.
上記目的を達成する手段として、本発明は、荷電粒子線(イオンビーム、電子線、等)を試料に照射した際に発生する帯電を、照射領域に隣接または接触する中和用電極により制御するという新しい知見に基づく方法を提供する。 As means for achieving the above object, the present invention controls charging generated when a sample is irradiated with a charged particle beam (ion beam, electron beam, etc.) by a neutralizing electrode adjacent to or in contact with the irradiation region. A method based on the new knowledge is provided.
中和用電極と照射領域間が電気的絶縁状態であっても、荷電粒子線の照射をきっかけにして、帯電している照射領域と中和用電極との間に荷電粒子の授受が成立する。この原因は、荷電粒子線の照射により帯電した試料表面から発生する2次粒子を中和用電極に効率良く引き込むことにより、中和用電極と照射領域の間で近接電荷交換が発生する。中和用電極が、照射領域から例えば300μm以内に隣接または接触していると、荷電粒子線の照射をきっかけにして、帯電している照射領域と中和用電極との間に近接電流が流れる。 Even if the neutralization electrode and the irradiation region are in an electrically insulated state, the charged particle beam is exchanged between the charged irradiation region and the neutralization electrode as a result of the irradiation of the charged particle beam. . The cause of this is that near-charge exchange occurs between the neutralizing electrode and the irradiation region by efficiently drawing the secondary particles generated from the surface of the sample charged by irradiation of the charged particle beam to the neutralizing electrode. If the neutralizing electrode is adjacent to or in contact within, for example, 300 μm from the irradiation region, a proximity current flows between the charged irradiation region and the neutralizing electrode due to the irradiation of the charged particle beam. .
操作者が高精度の観察・分析・加工・プローブ操作をする場合は、中和用電極と照射領域の間隔をさらに近づける必要がある。前記間隔を狭くするにつれて、照射領域との近接電荷交換又は近接電流により帯電電位が低下すると同時に、帯電による照射領域近傍の電界をより狭い空間に閉じ込めることができる。その結果、絶縁物試料表面上で荷電粒子線の照射位置は、前記間隔の約1/50倍の位置精度で制御ができるようになる。同時に、2次粒子検出器での2次粒子の検出量が帯電の影響を受けなくなり、鮮明な観察像を得ることができるようになる。 When the operator performs high-precision observation / analysis / processing / probe operation, it is necessary to further reduce the distance between the neutralizing electrode and the irradiation region. As the interval is narrowed, the charging potential is lowered by proximity charge exchange or proximity current with the irradiation region, and at the same time, the electric field in the vicinity of the irradiation region due to charging can be confined in a narrower space. As a result, the irradiation position of the charged particle beam on the surface of the insulator sample can be controlled with a position accuracy of about 1/50 times the interval. At the same time, the amount of secondary particles detected by the secondary particle detector is not affected by charging, and a clear observation image can be obtained.
上述した帯電を制御する方法を用いて、高精度な観察・分析・加工・プローブ操作を実現する本発明の帯電中和制御方法及びそれを用いた荷電粒子線装置として代表的な構成例を、以下に挙げる。 Using the above-described method for controlling charging, a typical configuration example of a charge neutralization control method of the present invention that realizes highly accurate observation / analysis / processing / probe operation and a charged particle beam apparatus using the same, Listed below.
先ず、帯電中和制御方法として、本発明は、試料台に搭載された試料に荷電粒子源から放出された荷電粒子線を照射して、前記試料の照射領域に発生する帯電を、試料台の表面近くに設置された中和用電極に所定の電圧を印加し、試料とは無接触で、帯電した前記照射領域との間で電荷交換を発生せしめることにより、前記帯電の中和制御を行なうよう構成したことを特徴とする。 First, as a charge neutralization control method, the present invention irradiates a sample mounted on a sample stage with a charged particle beam emitted from a charged particle source, and charges generated in the irradiation region of the sample are The neutralization control of the charging is performed by applying a predetermined voltage to the neutralizing electrode placed near the surface and generating a charge exchange with the charged irradiation region without contact with the sample. It is characterized by having comprised as follows.
また、本発明は、試料台に搭載された試料に荷電粒子源から放出された荷電粒子線を照射して、前記試料の照射領域に発生する帯電を、前記試料台の表面近くに設置された中和用電極に所定の電圧を印加し、前記試料と接触させて、帯電した前記照射領域との間で電流を発生せしめることにより、前記帯電の中和制御を行なうよう構成したことを特徴とする。 In the present invention, the charged particle beam emitted from the charged particle source is irradiated to the sample mounted on the sample table, and the charge generated in the irradiation region of the sample is installed near the surface of the sample table. The neutralization control of the charging is performed by applying a predetermined voltage to the neutralizing electrode, bringing it into contact with the sample, and generating a current with the charged irradiation region. To do.
次に、荷電粒子線装置として、本発明は、荷電粒子源と、前記荷電粒子源から放出される荷電粒子線を集束し偏向せしめるための荷電粒子光学系と、前記荷電粒子線を試料に照射して試料からの2次粒子を検出するための検出器と、前記試料を搭載する試料台とを備えた荷電粒子線装置において、前記試料台の表面に対して移動可能に設けた中和用電極と、前記中和用電極に印加する電圧および前記移動を制御する中和用電極制御装置とを有し、前記荷電粒子線を照射して帯電した前記試料上の照射領域と前記中和用電極との間で電荷交換または電流を発生せしめて、前記帯電を中和制御するよう構成したことを特徴とする。 Next, as a charged particle beam apparatus, the present invention includes a charged particle source, a charged particle optical system for focusing and deflecting the charged particle beam emitted from the charged particle source, and irradiating a sample with the charged particle beam. In a charged particle beam apparatus comprising a detector for detecting secondary particles from a sample and a sample stage on which the sample is mounted, neutralization provided movably with respect to the surface of the sample stage An electrode, and a neutralization electrode control device that controls the voltage applied to the neutralization electrode and the movement, and an irradiation region on the sample that is charged by irradiation with the charged particle beam and the neutralization electrode It is characterized in that the charge is neutralized and controlled by generating a charge exchange or current with the electrode.
また、本発明は、荷電粒子源と、前記荷電粒子源から放出する荷電粒子線を集束するレンズと、偏向器と、前記荷電粒子線を試料に照射して2次粒子を検出するための検出器と、前記試料を保持する試料台と、前記試料台の位置を制御する試料位置制御装置とを備えた荷電粒子線装置において、前記試料上の荷電粒子線照射領域と前記レンズとの間にあって前記試料に対し移動可能に設けられ、前記荷電粒子線照射領域との間で電荷交換または電流を発生する第1の電極と、前記第1の電極を制御し、前記試料台位置制御装置とは独立に駆動する電極制御装置と、前記試料台位置制御装置とは独立に駆動し、前記荷電粒子線照射領域との間で電流を発生する第2の電極とを有し、前記第1および前記第2の電極を用いて、帯電した前記荷電粒子線照射領域の中和制御を行なうよう構成したことを特徴とする。 The present invention also provides a charged particle source, a lens that focuses the charged particle beam emitted from the charged particle source, a deflector, and a detection for detecting secondary particles by irradiating the sample with the charged particle beam. A charged particle beam apparatus comprising: a sampler; a sample stage for holding the sample; and a sample position control device for controlling the position of the sample stage. The charged particle beam irradiation region on the sample and the lens A first electrode that is movably provided with respect to the sample and generates charge exchange or current with the charged particle beam irradiation region, controls the first electrode, and the sample stage position control device An electrode control device that is driven independently; and a second electrode that is driven independently of the sample stage position control device and generates a current between the charged particle beam irradiation region, the first and the The charged particles charged using the second electrode Characterized by being configured to perform neutralization control line illumination area.
本発明は、荷電粒子線装置での帯電防止技術での経験や熟練技能工程を排除して、荷電粒子線とプローブの制御の信頼性を向上し、総合的に分析や試料作製効率の良い荷電粒子線装置を実現する。 The present invention eliminates the experience and skilled skill in the antistatic technology in the charged particle beam device, improves the reliability of the control of the charged particle beam and the probe, and performs the charging with a comprehensive analysis and sample preparation efficiency. A particle beam device is realized.
(実施例1)
図1は、本発明による荷電粒子線装置の第1の実施例の基本構成を示す。
Example 1
FIG. 1 shows a basic configuration of a charged particle beam apparatus according to a first embodiment of the present invention.
本発明の荷電粒子線装置は、イオン源1から引き出し電極2によりイオンビーム11を引き出し、コンデンサレンズ3によりイオンビームを集束した後、ビーム制限アパーチャー4によりイオンビームを絞り、対物レンズ6により試料8の表面にイオンビーム11を集束する荷電粒子光学系と、試料を載置する可動の試料台7と、2次粒子検出器9と、偏向器5と、制御装置10と、中和用電極20とにより構成される。
In the charged particle beam apparatus of the present invention, an
中和用電極20は、導電性物質の電極で構成される。中和用電極20の先端部は、イオンビームの走査により観察する面内位置測定手段と、この際の対物レンズ6の設定値による高さ位置測定手段により、試料8のイオンビーム照射位置近傍に接近する。
The neutralizing
イオンビームの試料照射の際に、イオンビームは弾性散乱又は非弾性散乱される。非弾性散乱では試料から2次電子を発生する。2次電子の多くはエネルギーがわずか数eVしかなく、イオンビーム照射領域表面の電位が周囲に対して数V正に帯電すると、低速の2次電子は試料を離脱できず試料にもどる。イオンビーム照射電流と試料から流出する全電流とが等しくなると、試料の表面電位が平衡に達する。 During ion irradiation of the sample, the ion beam is elastically scattered or inelastically scattered. Inelastic scattering generates secondary electrons from the sample. Most of the secondary electrons have an energy of only a few eV, and when the potential on the surface of the ion beam irradiation region is positively charged by several volts with respect to the surroundings, the low-speed secondary electrons cannot leave the sample and return to the sample. When the ion beam irradiation current is equal to the total current flowing out of the sample, the surface potential of the sample reaches equilibrium.
図2は、試料の電位分布の偏りにより、イオンビームが矢印の方向にビームドリフトする様子を示す。図中、31は等電位線を示す。イオンビーム11の照射位置や試料8の表面での誘電率分布などの結果、表面電位はイオンビームに対して偏って分布している。帯電した電荷は、試料台に対して絶縁抵抗を介して流出する。この絶縁抵抗は、試料の体積抵抗と表面抵抗に関係すると考えられる。絶縁体では、表面抵抗が体積抵抗より小さくなることが多い。
FIG. 2 shows how the ion beam drifts in the direction of the arrow due to the bias in the potential distribution of the sample. In the figure, 31 indicates an equipotential line. As a result of the irradiation position of the
イオンビーム照射領域での正電荷の帯電電位Vcの時間変化dVc/dtは、試料表面の実効的な静電容量C、絶縁抵抗R、ビーム電流Ipとすると、次式で表される。 The time change dVc / dt of the positively charged charging potential Vc in the ion beam irradiation region is expressed by the following equation, assuming that the effective capacitance C, the insulation resistance R, and the beam current Ip on the sample surface.
dVc/dt=Ip/C−Vc/RC
図3は、イオンビーム照射量(ビーム電流)10nA、試料表面の実効的な静電容量1nF、および絶縁抵抗5GΩを仮定したときの、イオンビーム照射位置での帯電電位の時間依存性である。時間の経過につれて、帯電電位は増大して約10秒後にはほぼ平衡状態になる。
dVc / dt = Ip / C-Vc / RC
FIG. 3 shows the time dependence of the charged potential at the ion beam irradiation position assuming an ion beam irradiation amount (beam current) of 10 nA, an effective electrostatic capacitance of 1 nF on the sample surface, and an insulation resistance of 5 GΩ. As time passes, the charging potential increases and becomes approximately in equilibrium after about 10 seconds.
帯電して平衡状態になるのであればイオンビーム成形加工への影響は、ほとんど無い。イオンビーム照射時に表面電位の時間変化が生じると、ビームドリフトが生じる。ビームドリフトは、試料表面の構造や物性値による表面電位分布の偏りにより生じる。例えば、カバーガラス(30mm×20mm厚さ0.1mm)表面に走査イオンビームを照射して、2次粒子を検出する方法により観察像の時間変化を評価したところ、SIM像観察をすると、SIM像の観察領域は繰り返し移動をしていた。イオンビーム照射一定時間後、試料の電位が平衡状態になっていれば、観察領域移動は無いはずである。しかし、実際には観察領域移動を繰り返すことから、放電と帯電の繰り返しにより、試料表面電位に時間変化が生じていると言える。 If charged and balanced, there is almost no effect on the ion beam forming process. If the surface potential changes with time during ion beam irradiation, beam drift occurs. The beam drift is caused by the deviation of the surface potential distribution due to the structure and physical properties of the sample surface. For example, when a time change of an observation image is evaluated by a method of detecting a secondary particle by irradiating the surface of a cover glass (30 mm × 20 mm thickness 0.1 mm) with a scanning ion beam, a SIM image is observed. The observation area was repeatedly moved. If the potential of the sample is in an equilibrium state after a certain time of ion beam irradiation, the observation region should not move. However, since the observation region movement is actually repeated, it can be said that a time change occurs in the sample surface potential due to repeated discharge and charging.
図4は、観察領域移動の振動数のビーム電流依存性を示す。放電の振動数fは、ビーム電流Ipとともに増大する。ビーム電流が増大すると、帯電による振動が増えるにつれてビームドリフトも増大してしまうのである。 FIG. 4 shows the beam current dependence of the frequency of observation region movement. The discharge frequency f increases with the beam current Ip. When the beam current increases, the beam drift increases as vibration due to charging increases.
図5は、中和用電極20によりイオンビーム照射による帯電33を制御する方法を示す回路図である。イオンビーム照射により帯電を生じている試料表面に中和用電極20の先端を近づけることにより、近接電荷交換32をすることができる。中和用電極20の先端は、導電性物質で形成した針状の電極である。中和用電極20による近接電荷交換32で流れる電流は、照射領域から試料表面に水平方向30μm、垂直方向30μmの位置に中和用電極20の先端を固定すると、イオンビームの電流の6割以上になる。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a method of controlling the charging 33 by ion beam irradiation by the neutralizing
中和用電極20は、イオンビーム照射で帯電したプラスの電荷を中和するために常に電子を供給している。図6は、カバーガラスの帯電制御を行ったときの中和用電極20に流れる電流(以下、供給電流)のビーム電流依存性を示す。
The neutralizing
イオンビーム照射位置から約16μmの位置に中和用電極20の先端を隣接し、ビーム電流を20pA〜8nAの範囲で変更して供給電流を測定した。図中、その測定結果を■印で示す。供給電流Iがビーム電流Ipと等しい時の直線を細線で示した。図6の2本の直線からビーム電流Ipのほとんどは中和用電極20に流れ、その量がビーム電流Ipに比例しており、中和用電極20以外の経路で絶縁抵抗を通して試料から流出する電流も、Ipにほぼ比例していることが確認できた。このとき絶縁抵抗はビーム電流に依存しないようである。
The tip of the neutralizing
図7は、中和用電極先端と試料間の高さを示す。ビーム電流8.0nAを32×32μm2領域に照射したときに、中和用電極20の先端は、高さ2μmで照射位置中心から横方向に16μmに設定し、高さ40のみを変更した。中和用電極20の高さを変更する時、制御装置の影響を受けるために、横方向にずれる量は最大で約100μmになる。
FIG. 7 shows the height between the tip of the neutralizing electrode and the sample. When a 32 × 32 μm 2 region was irradiated with a beam current of 8.0 nA, the tip of the neutralizing
図8は、中和用電極に流れる電流の高さ依存性測定結果を示す。中和用電極に流れる電流は4.4〜5.1nAの範囲で変化しているが、100μmまで高さ依存が無い。 FIG. 8 shows the measurement results of the height dependence of the current flowing through the neutralizing electrode. The current flowing through the neutralizing electrode varies in the range of 4.4 to 5.1 nA, but has no height dependency up to 100 μm.
一方、イオンビーム11の照射により試料表面から放出された2次電子の多くは、エネルギーがわずか数eVしかない。この際、帯電と中和用電極20が作る電場により低速の2次電子は試料を離脱できず試料にもどるために、2次粒子検出器9は、試料からの2次電子を検出できなくなってしまう。さらに、イオンビーム11は、中和用電極20と帯電が作る電場によりシフトしてしまう。
On the other hand, most of the secondary electrons emitted from the sample surface by the irradiation of the
上記問題を解決するために、中和用電極自身に電圧をかけるための電圧源、先端を細長い導電性針形状とした中和用電極20を備えた。図5に示すように、試料表面が正に帯電している時に、中和用電極20に負の電位を印加すると、帯電領域との電荷交換以外に2次電子34の放出量を増大させる。そこで、中和用電極20は正の電位約+2Vを印加して2次電子の帯電による引き戻しを緩和すると、イオンビーム走査の精度向上と、試料表面から放出された2次電子の2次粒子検出器9での集率向上により、中和用電極20に0Vを印加した場合と比較して、観察像の解像度は2倍に向上した。
In order to solve the above problems, a voltage source for applying a voltage to the neutralization electrode itself and a
(実施例2)
図9は、本発明による荷電粒子線装置の第2の実施例の基本構成を示す。本実施例では、メカニカルプローブ21を組み合わせて、数〜サブμmオーダの試料を作製する荷電粒子線装置を構成する。
(Example 2)
FIG. 9 shows a basic configuration of a second embodiment of the charged particle beam apparatus according to the present invention. In the present embodiment, a charged particle beam apparatus that forms a sample of several to sub-μm order is configured by combining the
イオン源1から引き出し電極2によりイオンビームを引き出し、コンデンサレンズ3によりイオンビームを集束した後、ビーム制限アパーチャー4によりイオンビームを絞り、対物レンズ6により試料8の表面にイオンビームを集束する荷電粒子光学系と、試料を載置する可動の試料台7と、2次粒子検出器9と、偏向器5と、制御装置10と、中和用電極20と、メカニカルプローブ21とにより構成される。
After the ion beam is extracted from the
中和用電極20の先端部は、曲率半径が約100μmの導電性針で構成され、試料8の表面に接近させる。中和用電極20をイオンビーム照射領域から試料表面水平方向に約30μm、垂直方向に約30μmの位置に固定する。試料が絶縁物を含むことにより照射領域で正に帯電する場合は、中和用電極20が帯電した照射領域との間で電荷交換をし帯電を抑制する。30μAのイオンビームを走査するときは、2次粒子検出器9の信号から鮮明な観察像を得ることができる。
The tip of the neutralizing
しかし、試料を加工するために10nAのイオンビームを照射すると、帯電が増大することによりイオンビームの照射位置が制御できなくなってしまう。そこで、30μAのイオンビームを走査して観察像をたよりに、試料表面にメカニカルプローブ21の先端を接触させる。このとき、10nAのイオンビームを照射しても、メカニカルプローブ21は帯電した照射領域との間で近接電流が流れ込むことにより帯電を抑制し、イオンビームの照射位置を正確に制御することができる。
However, when a 10 nA ion beam is irradiated to process a sample, the charging position increases, and the ion beam irradiation position cannot be controlled. Therefore, the tip of the
図10は、絶縁物から高精度分析試料を作製する方法を示す。 FIG. 10 shows a method for producing a high-precision analytical sample from an insulator.
試料表面にメカニカルプローブ21の先端を接触させた状態で、試料基板51の表面に対しイオンビーム52が直角に照射するように基板51の姿勢を保ち、メカニカルプローブ21に重ならないように基板51上でイオンビーム52を矩形に走査させ、試料表面に所要の深さの角穴53を形成する(図10−a)。この時に、プローブ11に電圧を+1V印加したところ、観察像中の所望の試料位置を鮮明に観察し、成形加工を正確に設定し、高精度に試料片を作製することができた。
In a state where the tip of the
次に、垂直溝54を形成する(図10−b)。メカニカルプローブ21の先端を基板51から離した後、基板51の表面に対するイオンビーム52の軸が約30°傾斜するように基板51を傾斜させ、傾斜溝55を形成する。基板51の傾斜角の姿勢変更は、試料台によって行われる(図10-c)。再び、基板51の姿勢を表面がイオンビーム52に対して垂直になる状態のままに基板51を設置した後、メカニカルプローブ21の先端を基板51の試料となる部分に接触させる(図10−d)。図9の装置で中和電極20の先端部は、曲率半径が約100μmの導電性針で構成され、中和電極20は同時に堆積性ガスを供給するガスノズルを構成し、試料8の表面に接近させる。ガスノズルから堆積性ガスを供給し、イオンビーム52をメカニカルプローブ21の先端部を含む領域に局所的に照射し、イオンビームアシストデポジション(以下、IBADと略す)膜56を形成する。接触状態にある基板51の分離部分である試料片57とメカニカルプローブ21の先端は、IBAD膜56で接続される(図10−e)。
Next, the vertical groove 54 is formed (FIG. 10B). After the tip of the
イオンビーム52で残りの部分を切り欠き加工し、基板51から分離試料片57を切り出す。切り出された分離試料片57は、接続されたメカニカルプローブ21で支持された状態になる(図10−f)。分離試料片57をサンプルメッシュ58に移動させる(図10−g)。ガスノズルから堆積性ガスを供給し、イオンビーム52を分離試料片とサンプルメッシュが接触する境界領域に局所的に照射し、IBAD膜59を形成する(図10−h)。イオンビーム52をIBAD膜56に隣接した領域に局所的に照射し、メカニカルプローブ21を分離試料片57から切り離す(図10−i)。この分離試料片57の中の観察領域を、厚さ100nm程度に残すようにイオンビーム52を用いて薄膜化し、透過電子顕微鏡でこの試料はサブnmの分解能で観察・分析をすることができる(図10−j)。
The remaining portion is cut out with the
(実施例3)
図11は、本発明の荷電粒子線装置の第3の実施例の基本構成を示す。
(Example 3)
FIG. 11 shows a basic configuration of a third embodiment of the charged particle beam apparatus of the present invention.
本発明の荷電粒子線装置は、電子源80から引き出し電極81により電子線82を引き出し、コンデンサレンズ83により電子線を集束した後、対物レンズ84により試料85の表面に電子線を集束する荷電粒子光学系は、試料85を載置する可動の試料台86と、2次電子検出器87と、偏向器88と、制御装置89と、中和用電極90とにより構成される。
The charged particle beam apparatus of the present invention extracts an
試料85は絶縁物を含むと、電子線82の照射領域に帯電を生じる場合がある。電子線82の照射により試料表面から放出される2次電子の多くは、エネルギーがわずか数eVしかないが、この2次電子が正帯電のときは試料を離脱できず試料にもどり、負帯電のときは加速されるために、2次電子検出器87は、試料85からの2次電子を検出できない。さらに、電子線82は、帯電が作る電場によるシフトのために照射位置を制御することができない。
When the
絶縁物試料(SiO2)での観察像は、加速電圧2kVの電子線82(700pA)の走査では著しく解像度が低下していた。この理由は、照射領域の負帯電である。 The resolution of the observation image on the insulator sample (SiO 2 ) was significantly reduced by scanning with an electron beam 82 (700 pA) with an acceleration voltage of 2 kV. The reason for this is the negative charging of the irradiated area.
図12は、中和用電極90と帯電した照射領域間の電荷交換により流れる電流を示す。この際、照射領域3×3μm2から水平方向に9μmに離して、中和用電極90の先端を垂直方向に距離0〜約360μmに移動した。この際に、試料の絶縁物表面に接触させると、中和用電極90と帯電した照射領域の間で約200pAの電流が流れた。中和用電極90に100pA以上の電流が流れる場合、観察像の解像度は1nmに達していた。
FIG. 12 shows a current that flows due to charge exchange between the neutralizing
さらに、中和用電極90に+5Vの電圧を印加すると、中和用電極90の先端が試料面の位置で500pA、垂直方向に距離360μmの位置で約300pAの電流が流れた。照射領域が負帯電した時に、正の電圧を印加した場合、電子線82の照射により試料表面から放出された2次電子を中和用電極がとり込む。その結果、2次電子検出器87は、この2次電子を検出できないために観察像のS/Nが低下する。中和用電極90が2次電子のとり込みと加速を回避するためには、中和用電極90に0Vから−5Vの負電圧を印加すればよかった。これにより、観察像のS/Nが改善し、解像度は1nmに達していた。
Furthermore, when a voltage of +5 V was applied to the
(実施例4)
図13は、実施例1、実施例2および実施例3において、試料8の表面が試料台7に対して平行ではない場合の帯電制御方法を示す。この場合、試料台7を右方向に移動すると、中和用電極20の先端が試料表面に干渉する。中和用電極20の先端は試料8との衝突により破壊されたり、試料8の表面は中和用電極20の衝突により破壊される。この干渉を回避しなければ、中和用電極20による帯電制御は有効に働かない。そこで、試料8の照射領域と中和用電極20の間での電荷交換と干渉を両立する方法について、以下に示す。
(Example 4)
FIG. 13 shows a charge control method when the surface of the
まず、試料8の照射領域と中和用電極20の間での電荷交換と干渉を両立する方法の第1の例を、図13に示す。荷電粒子線を照射する前に、試料8の表面全体の高さ分布を制御装置10の記録部61に記録する。例えば、中和用電極20の先端距離62を100μmにする場合は、高さ分布の精度は、±50μmを必要とする。先端距離62を短くするためには、高さ分布の精度をよくしなければならない。試料台7を移動するときに発生する高さ変化を記録部61で計算し、変化分だけ中和用電極20を移動させることにより、先端距離62を一定にする。例えば、先端距離62が100μmの場合は、荷電粒子線の照射領域は100×100μm2であり、観察精度は1μmになる。観察精度を向上するためには、先端距離62を短く設定して中和用電極20による帯電制御をする必要があった。
First, FIG. 13 shows a first example of a method for achieving both charge exchange and interference between the irradiation region of the
試料8の照射領域と中和用電極20の間での電荷交換と干渉を両立する方法の第2の例を、図14に示す。前述の例とは異なり、2つ目の方法は、帯電制御中に照射領域と中和用電極20間に流れる電流を電流計63により測定する。該電流は、先端距離62に依存する。試料8に近づき先端距離62が短くなると、中和用電極20に流れる電流は増大する。そこで、試料を移動する途中あるいは移動後に、中和用電極20の先端が試料表面と干渉しないように該電流をモニタし計算部64により先端距離62を算出し、先端距離62を一定になるように中和用電極20を制御値する。例えば、先端距離62が1μmの場合は、荷電粒子線の照射領域は1×1μm2であり、観察精度は10nmになる。観察精度を向上するためには、先端距離62を短くするかまたは、照射領域の周辺に接触する方法により中和用電極20による帯電制御をする必要があった。
FIG. 14 shows a second example of a method for achieving both charge exchange and interference between the irradiation region of the
試料8の照射領域と中和用電極20の間での電荷交換と干渉を両立する方法の第3の例を、図15に示す。前述の2つの例とは異なり、3つ目の方法は、対物レンズ6の設定値を利用するものである。中和用電極20が退避位置(例えば先端距離62が100μm)にあるときに対物レンズ6の設定値を変化させて試料8の表面に荷電粒子線の集束点を合わせる。この際、制御装置10は、この対物レンズ6の設定値の変化量より、計算部65にて先端距離62を算出し、中和用電極20を試料表面に近づける。対物レンズ6の設定値による先端距離62の制御精度は30μmであった。
FIG. 15 shows a third example of a method for achieving both charge exchange and interference between the irradiation region of the
試料8の照射領域と中和用電極20の間での電荷交換と干渉を両立する方法の第4の例を、図16に示す。中和用電極20は、荷電粒子線の照射角度に対して20〜80度の方向に1軸可動機構を保持する。制御装置10は、荷電粒子線の走査範囲を偏向器5に設定すると同時に、走査範囲に対応した先端距離62を計算部65で算出して、中和用電極を制御する。例えば、先端距離62を30μmに設定した場合、走査範囲を30×30μm2では観察精度は0.3μmであり、加工精度は0.5μmであった。
FIG. 16 shows a fourth example of a method for achieving both charge exchange and interference between the irradiation region of the
走査範囲を狭くして高精度な観察、さらに観察像を参照しながら高精度な加工をする場合は、走査範囲を変更する際に、観察と加工の精度を向上するために自動的に先端距離62を短くする。例えば、先端距離62を1μmにした場合、試料8を移動すると中和用電極20と試料8が干渉してしまうので、試料台7で試料8を移動できる範囲を横方向に10μm以下に設定した。
When the scanning range is narrowed and high-precision observation is performed, and when high-precision processing is performed while referring to the observation image, the tip distance is automatically adjusted to improve the observation and processing accuracy when changing the scanning range. 62 is shortened. For example, when the
本手法は、図13、図14及び図15で示した試料8の照射領域と中和用電極20の間での電荷交換と干渉を両立する方法と組合わせることができる。走査範囲が狭い(例えば30×30μm2よりも狭い)場合、図16で示す方法で中和用電極20を制御し、走査範囲が広い場合、図13、図14及び図15で示す方法で中和用電極20を制御する。これにより、飛躍的に荷電粒子線の観察・加工の精度が向上した。
This method can be combined with the method of achieving both charge exchange and interference between the irradiation region of the
図17は、従来技術2を示す(a)と、本発明の実施例を示す(b)とを比較する説明図である。従来技術2の「特開平8−138617号公報」では、イオンビームが試料の絶縁層に照射されると、試料表面の照射領域付近に非常に薄い導電層70を形成し、この導電層に接触させたプローブ71を通してチャージをアースに流してチャージアップを回避する方法を開示している。
FIG. 17 is an explanatory diagram comparing (a) showing the
この方法では、イオンビームの照射領域がプローブの先端半径に比較して狭い時にイオンビームで形成した導電層に直接接触すると、(a)に示すように、プローブ71はイオンビーム11の照射領域に重なる。しかし、本実施例では、(b)に示すように、直接導電層70に接触する必要が無く、プローブ(中和用電極20)はイオンビームの照射領域に重なることはない。
In this method, when the ion beam irradiation region is narrower than the tip radius of the probe, when the
以上のように、本発明になる荷電粒子線装置によれば、帯電を該試料の表面に隣接又は接触した中和用電極で制御することにより、高精度に荷電粒子線を制御し、その結果、試料表面での帯電を抑制するための経験や熟練技能工程の排除と、2次イオン検出器と電子銃又はイオン銃を排除により、帯電制御技術の信頼性の向上、装置価格の低減、高精度な観察・分析・加工・プローブ操作を実現し得る。 As described above, according to the charged particle beam apparatus of the present invention, the charged particle beam is controlled with high accuracy by controlling the charging with the neutralizing electrode adjacent to or in contact with the surface of the sample. By eliminating experience and skilled skill steps to suppress charging on the sample surface, and eliminating secondary ion detectors and electron guns or ion guns, improving the reliability of charging control technology, reducing equipment costs, Accurate observation, analysis, processing, and probe operation can be realized.
以上、本発明を整理すると、次のようになる。
(1)試料台に搭載された試料に荷電粒子源から放出された荷電粒子線を照射して、前記試料の照射領域に発生する帯電を、前記試料台の表面近くに設置された中和用電極に所定の電圧を印加し、前記試料とは無接触で帯電した前記照射領域との間で電荷交換を発生せしめることにより、前記帯電の中和制御を行なうよう構成したことを特徴とする帯電中和制御方法。
(2)試料台に搭載された試料に荷電粒子源から放出された荷電粒子線を照射して、前記試料の照射領域に発生する帯電を、前記試料台の表面近くに設置された中和用電極に所定の電圧を印加し、前記試料とは接触させて帯電した前記照射領域との間で電流を発生せしめることにより、前記帯電の中和制御を行なうよう構成したことを特徴とする帯電中和制御方法。
(3)前記(1)または(2)の構成において、前記荷電粒子線により前記試料の表面を観察することにより、前記中和用電極を前記照射領域の近傍に接触させ、前記帯電の中和制御を行なうよう構成したことを特徴とする帯電中和制御方法。
(4)前記(1)または(2)の構成において、前記中和用電極を前記試料の表面に対して移動可能に構成したことを特徴とする帯電中和制御方法。
(5)前記(1)または(2)の構成において、前記中和用電極に、−5Vから+5Vの電圧を印加してなることを特徴とする帯電中和制御方法。
(6)前記(1)または(2)または(3)の構成において、前記試料が、絶縁物を含むことを特徴とする帯電中和制御方法。
(7)試料台に搭載された絶縁物を含む試料に荷電粒子源から放出された荷電粒子線を照射して、前記試料の照射領域に発生する帯電を、前記試料台の表面近くに設置された中和用電極に所定の電圧を印加し、前記試料とは無接触で、前記帯電の中和制御を行なうよう構成したことを特徴とする帯電中和制御方法。
(8)荷電粒子源と、前記荷電粒子源から放出される荷電粒子線を集束し偏向せしめるための荷電粒子光学系と、前記荷電粒子線を試料に照射して試料からの2次粒子を検出するための検出器と、前記試料を搭載する試料台とを備えた荷電粒子線装置において、前記試料台の表面に対して移動可能に設けた中和用電極と、前記中和用電極に印加する電圧および前記移動を制御する中和用電極制御装置とを有し、前記荷電粒子線を照射して帯電した前記試料上の照射領域と前記中和用電極との間で電荷交換または電流を発生せしめて、前記帯電を中和制御するよう構成したことを特徴とする荷電粒子線装置。
(9)前記(8)の構成において、前記中和用電極が、前記荷電粒子光学系と前記試料台との間にあって、前記試料台の表面に対して移動可能に設けてなることを特徴とする荷電粒子線装置。
(10)前記(8)の構成において、前記中和用電極は、導電性物質を曲率100μm以下の先端を有する針状に成形された電極で構成されていることを特徴とする荷電粒子線装置。
(11)前記(8)の構成において、前記中和用電極に、−5Vから+5Vの電圧を印加してなることを特徴とする荷電粒子線装置。
(12)前記(8)の構成において、前記中和用電極制御装置が、前記帯電の中和制御中に前記照射領域と前記中和用電極との間に流れる電流の変化から、前記中和用電極の位置又は電圧の制御値を計算する計算部を具備することを特徴とする荷電粒子線装置。
(13)前記(8)の構成において、前記中和用電極制御装置が、前記レンズ又は前記偏向器の設定値より、前記中和用電極と前記試料間の距離又は電圧を計算する計算部を具備することを特徴とする荷電粒子線装置。
(14)荷電粒子源と、前記荷電粒子源から放出する荷電粒子線を集束するレンズと、偏向器と、前記荷電粒子線を試料に照射して2次粒子を検出するための検出器と、前記試料を保持する試料台と、前記試料台の位置を制御する試料位置制御装置とを備えた荷電粒子線装置において、前記試料上の荷電粒子線照射領域と前記レンズとの間にあって前記試料に対し移動可能に設けられ、前記荷電粒子線照射領域との間で電荷交換または電流を発生する第1の電極(例えば、中和用電極)と、前記第1の電極を制御し、前記試料台位置制御装置とは独立に駆動する電極制御装置と、前記試料台位置制御装置とは独立に駆動し、前記荷電粒子線照射領域との間で電流を発生する第2の電極(例えば、メカニカルプローブ)とを有し、前記第1および前記第2の電極を用いて、帯電した前記荷電粒子線照射領域の中和制御を行なうよう構成したことを特徴とする荷電粒子線装置。
The present invention is summarized as follows.
(1) The sample mounted on the sample stage is irradiated with the charged particle beam emitted from the charged particle source, and the charge generated in the irradiation region of the sample is neutralized installed near the surface of the sample stage. Charging characterized in that neutralization control of the charging is performed by applying a predetermined voltage to the electrode and generating charge exchange with the irradiation region charged without contact with the sample. Neutralization control method.
(2) Neutralization is performed near the surface of the sample table by irradiating the sample mounted on the sample table with the charged particle beam emitted from the charged particle source and generating the charge generated in the irradiation region of the sample. The charging is characterized in that neutralization control of the charging is performed by applying a predetermined voltage to the electrode and generating a current between the irradiation region and the charged region in contact with the sample. Sum control method.
(3) In the configuration of (1) or (2), by observing the surface of the sample with the charged particle beam, the neutralization electrode is brought into contact with the vicinity of the irradiation region, thereby neutralizing the charge. A charge neutralization control method characterized by being configured to perform control.
(4) The charging neutralization control method according to (1) or (2), wherein the neutralizing electrode is configured to be movable with respect to the surface of the sample.
(5) The charging neutralization control method according to (1) or (2), wherein a voltage of −5 V to +5 V is applied to the neutralizing electrode.
(6) The charge neutralization control method according to (1), (2), or (3), wherein the sample includes an insulator.
(7) A charged particle beam emitted from a charged particle source is irradiated on a sample including an insulator mounted on the sample table, and the charge generated in the irradiation region of the sample is installed near the surface of the sample table. A charge neutralization control method, wherein a predetermined voltage is applied to the neutralization electrode and the charge neutralization control is performed without contact with the sample.
(8) A charged particle source, a charged particle optical system for focusing and deflecting a charged particle beam emitted from the charged particle source, and detecting secondary particles from the sample by irradiating the sample with the charged particle beam In a charged particle beam apparatus including a detector for performing the above and a sample stage on which the sample is mounted, the neutralizing electrode provided movably with respect to the surface of the sample stage, and applied to the neutralizing electrode A neutralizing electrode control device for controlling the voltage and the movement, and exchanging charges or current between the irradiation region on the sample charged by irradiating the charged particle beam and the neutralizing electrode. A charged particle beam apparatus configured to neutralize and control the charge by generating the charge.
(9) In the configuration of (8), the neutralization electrode is provided between the charged particle optical system and the sample stage, and is movable with respect to the surface of the sample stage. Charged particle beam device.
(10) The charged particle beam apparatus according to (8), wherein the neutralization electrode is formed of a needle-shaped electrode having a tip with a curvature of 100 μm or less made of a conductive material. .
(11) The charged particle beam apparatus according to (8), wherein a voltage of −5 V to +5 V is applied to the neutralizing electrode.
(12) In the configuration of (8), the neutralization electrode control device is configured to detect the neutralization based on a change in current flowing between the irradiation region and the neutralization electrode during the neutralization control of the charge. A charged particle beam apparatus comprising a calculation unit that calculates a control value of a position or a voltage of a working electrode.
(13) In the configuration of (8), the neutralization electrode control device includes a calculation unit that calculates a distance or voltage between the neutralization electrode and the sample from a set value of the lens or the deflector. A charged particle beam apparatus comprising:
(14) a charged particle source, a lens that focuses a charged particle beam emitted from the charged particle source, a deflector, a detector for irradiating the sample with the charged particle beam to detect secondary particles, In a charged particle beam apparatus comprising a sample stage for holding the sample and a sample position control device for controlling the position of the sample stage, the charged particle beam irradiation area on the sample and the lens are disposed on the sample. A first electrode (e.g., a neutralization electrode) that is movably provided and generates charge exchange or current between the charged particle beam irradiation region and the first electrode; An electrode controller that is driven independently of the position controller and a second electrode that is driven independently of the sample stage position controller and generates a current between the charged particle beam irradiation region (for example, a mechanical probe) ), And the first and Using said second electrode, charged the charged particle beam apparatus characterized by being configured to perform the neutralization control of the charged particle beam irradiation region.
1…イオン源、2…引き出し電極、3…コンデンサレンズ、4…ビーム制限絞り、5…偏向器、6…対物レンズ、7…試料位置制御装置、8…試料、9…2次粒子検出器、10…制御装置、11…イオンビーム、20…中和用電極、21…メカニカルプローブ、31…等電位線、32…近接電荷交換、33…帯電、34…2次電子、35…リーク電流、40…中和用電極と試料間の高さ、50…保護膜、51…基板、52…イオンビーム、53…角穴、54…底穴、55…溝、56…IBAD膜、57…試料片、58…サンプルメッシュ、59…IBAD膜、60…薄膜、61…計算部、62…先端距離、63…電流計、64…計算部、65…計算部、70…導電層、71…プローブ、80…電子源、81…引き出し電極、82…電子線、83…コンデンサレンズ、84…対物レンズ、85…試料、86…試料台、87…2次電子検出器、88…偏向器、89…制御装置、90…中和用電極。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
試料を載置する試料台と、
上記イオン源から放出されるイオンビームを集束して偏向せしめるためのイオンビーム照射光学系と、
上記イオンビームを上記試料に照射して該試料からの二次粒子を検出する検出器と、
上記試料台と電気的に接続され、上記試料台と同電位の状態で、上記試料へ電子を供給することによって、上記イオンビームの照射によって生じた上記試料の正帯電を、上記試料とは非接触で中和する中和用電極と、を備えることを特徴とするイオンビーム装置。 An ion source;
A sample stage on which the sample is placed;
An ion beam irradiation optical system for focusing and deflecting the ion beam emitted from the ion source;
A detector for irradiating the sample with the ion beam to detect secondary particles from the sample;
By supplying electrons to the sample while being electrically connected to the sample stage and at the same potential as the sample stage, the positive charge of the sample caused by the irradiation of the ion beam is not different from the sample. ion beam apparatus comprising: a, a neutralization electrode to neutralize the contact.
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