JPH02109240A - Ion beam apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、イオンビーム装置に関し、特に、気体イオン
源を用いた集束イオンビーム装置に適用して好適なもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an ion beam device, and is particularly suitable for application to a focused ion beam device using a gas ion source.
本発明の第１の発明は、イオンビーム装置において、イ
オンガンチャンバーとこのイオンガンチャンバーを真空
排気するための真空ポンプとの間にゲートバルブが設け
られている。これによって、イオンソースガスの消費量
を低く抑え、しかも放電を起こすことなくイオンガンの
アラインメント等の事前調整を行うことができるととも
に、イオンソースガスの流量の最適化によりエミッター
の放電を防止することができる。According to a first aspect of the present invention, in an ion beam apparatus, a gate valve is provided between an ion gun chamber and a vacuum pump for evacuating the ion gun chamber. This makes it possible to keep the consumption of ion source gas low and to perform advance adjustments such as ion gun alignment without causing discharge, and to prevent emitter discharge by optimizing the flow rate of ion source gas. can.
本発明の第２の発明は、イオンビーム装置において、イ
オンソース供給源とイオンガンとの間に、リークバルブ
を経由するガス供給管とこのガス供給管内を真空排気す
るためのバイパス配管とが設けられている。これによっ
て、高純度のイオンソースガスをイオンガンに供給する
ことができる。A second aspect of the present invention is that in an ion beam apparatus, a gas supply pipe passing through a leak valve and a bypass pipe for evacuating the inside of this gas supply pipe are provided between an ion source supply source and an ion gun. ing. Thereby, highly purified ion source gas can be supplied to the ion gun.
集束イオンビーム技術は、リソグラフィーへの応用をは
じめ、マスクレスイオン注入、マスクレスエツチング等
への幅広い応用範囲を有する技術として注目され、その
ための集束イオンビーム装置の開発が活発に行われてい
る。Focused ion beam technology is attracting attention as a technology that has a wide range of applications including lithography, maskless ion implantation, maskless etching, etc., and focused ion beam equipment for this purpose is being actively developed.
第３図は、気体イオン源を用いた従来の集束イオンビー
ム装置の構成を示す。第３図に示すように、この集束イ
オンビーム装置は、イオンガンチャンバー１０１、集束
レンズチャンバー１０２及び試料チャンバー１０３を有
する。イオンガンチャンバー１０１内においては、極低
温に冷却可能な冷凍機１０４の先端にエミッターホルダ
ー１０５が取り付けられ、このエミッターホルダー１０
５にノズル１０６が取り付けられている。このノズル１
０６内にはエミッター１０７が挿入されている。また、
エミッターホルダー１０５にはガス供給管１０８が設け
られ、このガス供給管１０８の一端から供給されるイオ
ンソースガスがノズル１０６を通じてエミッター１０７
の先端付近に供給されるようになっている。このエミッ
ター１０７の先端から放射されるイオンは引き出し電極
１０９により下方に引き出され、イオンビーム１１０が
形成される。このイオンビーム１１０は、集束レンズチ
ャンバー１０２内に設けられた集束レンズ１１１により
集束された後、アラインメント電極１１２により集束レ
ンズ系の光軸に対するアラインメントが行われる。次に
、このイオンビーム１１０はアパーチャー１１３により
ビーム径が絞られた後、アラインメント電極］１４によ
り再びアラインメントが行われる。符号１１５は、イオ
ンビーム描画の際にイオンビームのカットを行うための
ブランキング電極を示す。次に、このイオンビーム１１
０は対物レンズ（第２段目の集束レンズ）１１６により
、試料チャンバー１０３内に配置された試料１１７上に
結像され、偏向電極１１８によりこの試料１１７上を走
査される。これによって、所定のイオンビーム描画が行
われる。FIG. 3 shows the configuration of a conventional focused ion beam device using a gas ion source. As shown in FIG. 3, this focused ion beam device has an ion gun chamber 101, a focusing lens chamber 102, and a sample chamber 103. Inside the ion gun chamber 101, an emitter holder 105 is attached to the tip of a refrigerator 104 that can be cooled to an extremely low temperature.
A nozzle 106 is attached to 5. This nozzle 1
An emitter 107 is inserted in 06. Also,
The emitter holder 105 is provided with a gas supply pipe 108, and the ion source gas supplied from one end of the gas supply pipe 108 passes through the nozzle 106 to the emitter 107.
It is designed to be supplied near the tip of the Ions emitted from the tip of the emitter 107 are extracted downward by an extraction electrode 109 to form an ion beam 110. After this ion beam 110 is focused by a focusing lens 111 provided in a focusing lens chamber 102, alignment with respect to the optical axis of the focusing lens system is performed by an alignment electrode 112. Next, the beam diameter of this ion beam 110 is narrowed down by an aperture 113, and then alignment is performed again by an alignment electrode]14. Reference numeral 115 indicates a blanking electrode for cutting the ion beam during ion beam writing. Next, this ion beam 11
0 is imaged by an objective lens (second-stage focusing lens) 116 onto a sample 117 placed in the sample chamber 103, and scanned over this sample 117 by a deflection electrode 118. As a result, predetermined ion beam writing is performed.
この集束イオンビーム装置においては、イオンガンチャ
ンバー１０１、集束レンズチャンバーＩ０２及び試料チ
ャンバー１．０３にそれぞれ真空排気用の配管１１９．
１２０．１２１が設けられている。そして、これらのイ
オンガンチャンバー１０１、集束レンズチャンバー１０
２及び試料チャンバー１０３内は、これらの配管１１９
．１２０．１２１を通じて真空ポンプ（図示せず）によ
りそれぞれ真空排気されるようになっている。符号１２
２．１２３は、中心部に小さな開口を有する隔壁を示す
。In this focused ion beam device, the ion gun chamber 101, the focusing lens chamber I02, and the sample chamber 1.03 each have a vacuum evacuation pipe 119.
120.121 are provided. These ion gun chamber 101 and focusing lens chamber 10
2 and inside the sample chamber 103, these piping 119
．． 120 and 121, each of which is evacuated by a vacuum pump (not shown). code 12
2.123 shows a septum with a small opening in the center.
第４図に、気体イオン源を用いた従来の集束イオンビー
ム装置におけるイオンガンへのイオンソース供給系を示
す。第４図において、符号１２４は例えばヘリウム（）
Ｉｅ）ガスのようなイオンソースガスが充填されたガス
ボンベを示す。このガスボンベ１２４には径の小さいガ
ス供給管１０８が接続されている。そして、このガス供
給管１０８は、イオンガンの先端部に設けられたラジエ
ーションシールド１２５を通ってノズル１０６に接続さ
れ、ガスボンベ１２４中のイオンソースガスがこのガス
供給管１０８を通じてエミッター１０７の先端付近に供
給されるようになっている。また、このガス供給管１０
８の途中にはリークバルブ１２６が設けられ、このリー
クバルブ１２６によりイオンガンに供給されるガス量の
調整が行われるようになっている。符号１２７は減圧針
を示す。FIG. 4 shows an ion source supply system to an ion gun in a conventional focused ion beam device using a gas ion source. In FIG. 4, the reference numeral 124 is, for example, helium ().
Ie) shows a gas cylinder filled with an ion source gas such as gas. A gas supply pipe 108 having a small diameter is connected to this gas cylinder 124 . This gas supply pipe 108 is connected to the nozzle 106 through a radiation shield 125 provided at the tip of the ion gun, and the ion source gas in the gas cylinder 124 is supplied to the vicinity of the tip of the emitter 107 through this gas supply pipe 108. It is now possible to do so. In addition, this gas supply pipe 10
A leak valve 126 is provided in the middle of the ion gun, and the amount of gas supplied to the ion gun is adjusted by this leak valve 126. Reference numeral 127 indicates a decompression needle.
一方、符号１２８は、イオンガンのｘ、、ｙ、ｚ方向の
移動及び傾斜（ｔｉｌｔ）を行うためのマニピュレータ
を示し、このマニピュレータ１２８のアーム１２８ａは
冷凍機１０４のフランジ１０４ａに固定されている。符
号１２９はベローズ（蛇腹）を示す。On the other hand, reference numeral 128 indicates a manipulator for moving and tilting the ion gun in x, y, and z directions, and an arm 128a of this manipulator 128 is fixed to a flange 104a of the refrigerator 104. Reference numeral 129 indicates a bellows.
なお、気体イオン源を用いた集束イオンビーム装置につ
いては、例えば特開昭５９−１１７’ １．２２号公報
に記載されている。Note that a focused ion beam device using a gas ion source is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 117/1983 1.22.
第３図に示す従来の集束イオンビーム装置においては、
エミッター１０７の交換後には、１）ビーム出し、２）
イオンガンのアラインメント、３）イオンビームの集束
等の作業に多くの時間が費やされる。この間、通常の差
動排気モードでイオンガンチャンバー１０１の真空排気
を行いながらイオンビーム１１０を出し続けた場合には
、■）イオンソースガスの消費量の増加、２）イオンソ
ースガスの圧力が高くなることによるエミッター１０７
の先端付近での放電発生の確率の増大、３）イオンソー
スガスへの不純物ガスの混入及びこの不純物ガスの付着
に起因する放電の発生、４）差動排気条件そのものの不
確定性、等の多くの問題があった。In the conventional focused ion beam device shown in Fig. 3,
After replacing the emitter 107, 1) beam output, 2)
Much time is spent on tasks such as ion gun alignment and 3) ion beam focusing. During this time, if the ion beam 110 is continued to be emitted while the ion gun chamber 101 is evacuated in the normal differential pumping mode, ■) the consumption of the ion source gas will increase, and 2) the pressure of the ion source gas will increase. Possibly emitter 107
3) Incorporation of impurity gas into the ion source gas and occurrence of discharge due to the adhesion of this impurity gas, 4) Uncertainty in the differential pumping conditions themselves, etc. There were many problems.
一方、第４図に示す従来の集束イオンビーム装置におい
ては、イオンソースガスは、ガスボンベ１２４から径の
小さいガス供給管１０８を通してイオンガンに供給され
る。この場合、このガス供給管１０８のコンダクタンス
は小さいため、あらかじめこのガス供給管１０８の内部
を真空排気しても不純物ガス分子が残留しやすい。その
結果、この残留ガス分子はイオンソースガスに混入して
イオンガンに供給され、これがエミッター１０７の放電
の原因となり、最悪の場合にはエミッター１０７の損傷
が起きてしまう。また、特にガスポンベ１２４とガス供
給管１０８との継ぎ目の部分は、アウトガスのためのベ
ーキングを行うことができないため、不純物ガス分子の
残留が起きやすかった。このような状況下でイオンガン
に供給されるイオンソースガスには残留ガス（ＣＯい１
１□０等）が多く混入しており、供給ガス量の増大とと
もにイオンガンに侵入する不純物ガス量は増大する。そ
して、イオンビーム電流を増やすためにイオンソースガ
スの圧力を高くずればする程、放電の起きやすい状態に
なってしまうという問題があった。On the other hand, in the conventional focused ion beam apparatus shown in FIG. 4, the ion source gas is supplied to the ion gun from the gas cylinder 124 through the gas supply pipe 108 having a small diameter. In this case, since the conductance of the gas supply pipe 108 is small, impurity gas molecules tend to remain even if the inside of the gas supply pipe 108 is evacuated in advance. As a result, these residual gas molecules are mixed into the ion source gas and supplied to the ion gun, which causes discharge of the emitter 107 and, in the worst case, damages the emitter 107. Furthermore, since baking cannot be performed for outgassing, particularly at the joint between the gas pump 124 and the gas supply pipe 108, impurity gas molecules tend to remain. Under these circumstances, the ion source gas supplied to the ion gun contains residual gas (CO2).
1□0, etc.), and the amount of impurity gas that enters the ion gun increases as the amount of gas supplied increases. There is also a problem in that the higher the pressure of the ion source gas is shifted to increase the ion beam current, the more likely discharge will occur.
本発明の目的は、イオンソースガスの消費量を低く抑え
、しかも放電を起こすことなくイオンガンのアラインメ
ント等の事前調整を行うことができるとともに、イオン
ソースガスの流量の最適化によりエミッターの放電を防
止することができるイオンビーム装置を提供することに
ある。The purpose of the present invention is to keep the consumption of ion source gas low, to be able to perform advance adjustments such as ion gun alignment without causing discharge, and to prevent emitter discharge by optimizing the flow rate of ion source gas. An object of the present invention is to provide an ion beam device that can perform the following steps.
本発明の他の目的は、高純度のイオンソースガスをイオ
ンガンに供給することができるイオンビーム装置を提供
することにある。Another object of the present invention is to provide an ion beam device that can supply highly purified ion source gas to an ion gun.
上記第１の課題を解決するため、本発明の第１の発明に
よるイオンビーム装置は、イオンガンチャンバー（１）
とこのイオンガンチャンバー１）を真空排気するための
真空ポンプとの間にゲートバルブ（２４）が設けられて
いる。In order to solve the above first problem, the ion beam device according to the first aspect of the present invention includes an ion gun chamber (1).
A gate valve (24) is provided between the ion gun chamber 1) and a vacuum pump for evacuating the ion gun chamber 1).
上記第２の課題を解決するため、本発明の第２の発明に
よるイオンビーム装置は、イオンソース供給源（３２）
とイオンガンとの間に、リークバルブ（３０）を経由す
るガス供給管（８，２８）とこのガス供給管（８，２８
）内を真空排気するためのバイパス配管（３３）とが設
けられている。In order to solve the above second problem, the ion beam apparatus according to the second aspect of the present invention includes an ion source supply source (32).
and the ion gun, a gas supply pipe (8, 28) passing through the leak valve (30) and this gas supply pipe (8, 28) are connected.
) is provided with a bypass pipe (33) for evacuating the inside.
〔作用〕
第１の発明の上記した手段によれば、ゲートバルブ（２
４）の作動により、イオンガンチャンバー（１）内の真
空排気を完全に停止したり排気速度を変えたりすること
ができる。この場合、ゲートバルブ（２４）を閉めてイ
オンガンチャンバー（１）内の真空排気を停止すること
によりこのイオンガンチャンバー（１）内に適度の量の
イオンソースガスを閉じ込めることができるので、この
状態でイオンビームを出してビーム出し条件の最適化、
イオンガンのアラインメント等の事前調整を行うことに
より、この事前調整の際のイオンソースガスの消費量を
低く抑えることができる。また、ゲートバルブ（２４）
を閉めてイオンガンチャンバー（１）内の真空排気を停
止することにより、このイオンガンチャンバー（１）内
に不純物ガスが流入することがなくなるため、イオンソ
ースガスへの不純物ガスの混入及びその付着に起因する
放電が発生するおそれがなくなる。さらに、ゲートバル
ブ（２４）の開閉によりイオンガンチャンバー（１）の
排気速度を変えることができるので、イオンソースガス
の流量の最適化を図ることができ、これによってエミッ
ター（７）付近のイオンソースガスの圧力が高くなり過
ぎることによる放電の発生がなくなる。[Operation] According to the above-described means of the first invention, the gate valve (2
By the operation 4), it is possible to completely stop evacuation inside the ion gun chamber (1) or change the evacuation speed. In this case, an appropriate amount of ion source gas can be confined within the ion gun chamber (1) by closing the gate valve (24) and stopping the evacuation of the ion gun chamber (1). Optimize the beam extraction conditions by emitting the ion beam,
By performing advance adjustment such as alignment of the ion gun, the amount of ion source gas consumed during this advance adjustment can be kept low. Also, gate valve (24)
By closing the ion gun chamber (1) and stopping the vacuum evacuation inside the ion gun chamber (1), impurity gas will no longer flow into the ion gun chamber (1). There is no possibility of a discharge occurring. Furthermore, since the pumping speed of the ion gun chamber (1) can be changed by opening and closing the gate valve (24), the flow rate of the ion source gas can be optimized. This eliminates the occurrence of discharge due to the pressure becoming too high.
第２の発明の上記した手段によれば、バイパス配管（３
３）を通じてガス供給管（８，２８）内を真空排気する
ことができるので、イオンソースガスを流す前にあらか
じめこのガス供給管（８，２８）のアウトガスを行うこ
とができる。このため、このガス供給管（８，２８）内
に流されるイオンソースガスに残留ガスが混入するおそ
れがなくなる。これによって、残留ガス成分の少ない高
純度のイオンソースガスをイオンガンに供給することが
できる。According to the above-described means of the second invention, the bypass pipe (3
Since the inside of the gas supply pipe (8, 28) can be evacuated through 3), the gas supply pipe (8, 28) can be outgassed in advance before flowing the ion source gas. Therefore, there is no possibility that residual gas will mix into the ion source gas flowing into the gas supply pipe (8, 28). Thereby, a highly purified ion source gas with few residual gas components can be supplied to the ion gun.
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。以下の実施例Ｉ及び実施例■は、いずれも気体イ
オン源を用いた集束イオンビーム装置に本発明を適用し
た実施例である。なお、実施例の全図において同一部分
には同一の符号を付ける。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Both Example I and Example (2) below are examples in which the present invention is applied to a focused ion beam apparatus using a gas ion source. In addition, the same parts are given the same reference numerals in all the figures of the embodiment.
尖施糎土 第１図は本発明の実施例Ｉを示す。Chisei clay FIG. 1 shows Embodiment I of the invention.
第１図に示すように、この実施例■による集束イオンビ
ーム装置は、イオンガンチャンバー１、集束レンズチャ
ンバー２及び試料チャンバー３を有する。イオンガンチ
ャンバー１内には、液体ヘリウム等により極低温に冷却
可能な冷凍機４、エミッターホルダー５、ノズル６、例
えばニードル状のタングステン（Ｗ）から成るエミッタ
ー７、イオンソースガス供給用のガス供給管８及び引き
出し電極９が設けられている。また、集束レンズチャン
バー２内には、集束レンズ１１、第１段目のアラインメ
ント電極１２、アパーチャー１３、第２段目のアライン
メント電極１４、ブランキング電極１５及び対物レンズ
１６が設けられている。As shown in FIG. 1, the focused ion beam device according to this embodiment (2) has an ion gun chamber 1, a focusing lens chamber 2, and a sample chamber 3. Inside the ion gun chamber 1 are a refrigerator 4 that can be cooled to an extremely low temperature using liquid helium or the like, an emitter holder 5, a nozzle 6, an emitter 7 made of, for example, needle-shaped tungsten (W), and a gas supply pipe for supplying ion source gas. 8 and an extraction electrode 9 are provided. Further, within the focusing lens chamber 2, a focusing lens 11, a first stage alignment electrode 12, an aperture 13, a second stage alignment electrode 14, a blanking electrode 15, and an objective lens 16 are provided.
さらに、試料チャンバー３内には例えば半導体ウェーハ
のような試料Ｉ７が配置され、偏向電極１８によりこの
試料】７上をイオンビーム７が走査される。ごれによっ
て、所定のイオンビーム描画が行われる。Further, a sample I7, such as a semiconductor wafer, for example, is placed in the sample chamber 3, and the ion beam 7 is scanned over this sample I7 by a deflection electrode 18. Predetermined ion beam lithography is performed due to the dirt.
上述のイオンガンチャンバー１、集束レンズチャンバー
２及び試料チャンバー３にはそれぞれ配管１９．２０．
２１が設けられ、これらの配管１９．２０．２１を通じ
てこれらのイオンガンチャンバー１０１、集束レンズチ
ャンバー１０２及び試料チャンバー１０３内が真空ポン
プ（図示せず）によりそれぞれ真空排気されるようにな
っている。符号２２．２３は、中心部に小さな開口を有
する隔壁を示す。The above-mentioned ion gun chamber 1, focusing lens chamber 2, and sample chamber 3 are provided with piping 19, 20, respectively.
21, and the interiors of the ion gun chamber 101, the focusing lens chamber 102, and the sample chamber 103 are evacuated through these piping 19, 20, and 21 by a vacuum pump (not shown), respectively. Reference numerals 22 and 23 indicate a partition wall with a small opening in the center.
この実施例Ｉにおいては、第３図に示す従来の集束イオ
ンビーム装置と同様な上述の構成に加えて、イオンガン
チャンバー１の真空排気用の配管１９の途中にゲートバ
ルブ２４が設けられている。In this embodiment I, in addition to the above-described configuration similar to the conventional focused ion beam device shown in FIG. 3, a gate valve 24 is provided in the middle of the piping 19 for evacuation of the ion gun chamber 1.
このように、この実施例Ｉによれば、イオンガンチャン
バー１の真空排気用の配管１９にゲートバルブ２４が設
けられているので、次のような種々の利点がある。すな
わち、ゲートバルブ２４を閉めることにより、配管１９
を通じてのイオンガンチャンバー１の真空排気を停止す
ることができる。これによって、イオンガンチャンバー
１内に適度の量のイオンソースガスを閉じ込めることが
できるので、この状態で電界イオン顕微鏡（ＦＩＭ）像
の観察や各電極に流れ込むイオンビーム電流のモニター
によって事前調整を行うことにより、この事前調整の際
のイオンソースガスの消費量を低く抑えることができる
。また、イオンガンチャンバー１内に不純物ガスが混入
するおそれがなくなるため、イオンソースガスへの不純
物ガスの混入及びその付着に起因する放電の発生がなく
なる。As described above, according to this embodiment I, since the gate valve 24 is provided in the evacuation pipe 19 of the ion gun chamber 1, there are various advantages as follows. That is, by closing the gate valve 24, the piping 19
The evacuation of the ion gun chamber 1 through the ion gun chamber 1 can be stopped. As a result, an appropriate amount of ion source gas can be confined within the ion gun chamber 1, so preliminary adjustments can be made in this state by observing field ion microscope (FIM) images and monitoring the ion beam current flowing into each electrode. Therefore, the amount of ion source gas consumed during this pre-adjustment can be kept low. Further, since there is no possibility that impurity gas will mix into the ion gun chamber 1, there will be no discharge caused by the mixing of impurity gas into the ion source gas and its adhesion.
さらに、ゲートバルブ２４の開閉によりイオンガンチャ
ンバー１の排気速度を変えることができるので、イオン
ソースガスの流量の最適化を図ることができる。これに
よって、エミッター７の付近のイオンソースガス圧力が
高くなり過ぎることがなくなり、エミッター７の放電が
防止される。さらにまた、従来のような差動排気条件の
不確定性もなくなる。Furthermore, since the pumping speed of the ion gun chamber 1 can be changed by opening and closing the gate valve 24, the flow rate of the ion source gas can be optimized. This prevents the ion source gas pressure near the emitter 7 from becoming too high and prevents the emitter 7 from discharging. Furthermore, there is no longer any uncertainty in the differential pumping conditions as in the prior art.
災施拠工 第４図は本発明の実施例■を示す。Disaster construction work FIG. 4 shows an embodiment (2) of the present invention.
第４図において、符号２５はラジエーションシールドを
示す。また、符号２６はイオンガンのＸ１Ｙ、Ｚ方向の
移動及び傾斜を行うためのマニピュレータを示す。この
マニピュレータ２６のアーム２６ａは冷凍機４のフラン
ジ４ａに固定されている。符号２７はベローズを示す。In FIG. 4, reference numeral 25 indicates a radiation shield. Further, reference numeral 26 indicates a manipulator for moving and tilting the ion gun in the X1Y and Z directions. An arm 26a of this manipulator 26 is fixed to a flange 4a of the refrigerator 4. Reference numeral 27 indicates a bellows.
一方、ガス供給管８には、より径が大きくコンダクタン
スの大きい別のガス供給管２８が接続されている。これ
らのガス供給管８．２８の間には、例えばチタンゲッタ
ーポンプ２９が設けられている。また、ガス供給管２８
の途中には、ニードルバルブのようなリークバルブ３０
及びバルブ３１が設けられている。このガス供給管２８
の先端には、例えばＨｅガスのようなイオンソースガス
が充填されたガラス製のビン３２が接続されている。On the other hand, the gas supply pipe 8 is connected to another gas supply pipe 28 having a larger diameter and higher conductance. For example, a titanium getter pump 29 is provided between these gas supply pipes 8.28. In addition, the gas supply pipe 28
There is a leak valve 30 like a needle valve in the middle of the
and a valve 31 are provided. This gas supply pipe 28
A glass bottle 32 filled with an ion source gas, such as He gas, is connected to the tip of the tube.
第２図に示す状態ではこのビン３２は封止されているが
、イオンガンにイオンソースガスを供給する場合には、
例えば電磁石により鉄片を吸着し、この鉄片を上方から
このビン３２に落下させることによりこのビン３２の上
部を破壊して封を破ればよい。また、符号３３はバイパ
ス配管を示す。Although this bottle 32 is sealed in the state shown in FIG. 2, when supplying ion source gas to the ion gun,
For example, an iron piece may be attracted by an electromagnet and the iron piece may be dropped into the bottle 32 from above, thereby destroying the upper part of the bottle 32 and breaking the seal. Further, reference numeral 33 indicates bypass piping.
このバイパス配管３３の途中にはバルブ３４が設けられ
ている。また、符号３５は真空排気用の配管を示す。こ
の配管３５の一端には真空ポンプ（図示せず）が接続さ
れている。符号３６はバルブを示す。A valve 34 is provided in the middle of this bypass piping 33. Further, reference numeral 35 indicates piping for evacuation. A vacuum pump (not shown) is connected to one end of this piping 35. Reference numeral 36 indicates a valve.
上述のように構成されたイオンソースガス供給系により
イオンソースガスをイオンガンに供給する場合には、ま
ずリークバルブ３０、バルブ３１．３４．３６を開いた
状態で真空ポンプにより配管３５及びバイパス配管３３
を通じてガス供給管８．２８内を真空排気し、アラ］・
ガスを行う。このようにして所定の真空度になるまでガ
ス供給管８．２８内を真空排気した後、リークバルブ３
０、バルブ３１．３４．３６を閉め、真空ポンプによる
真空排気を停止する。次に、ビン３２の封を上述した方
法により破り、このビン３２内のイオンソースガスをガ
ス供給管２８内に流す。次に、バルブ３１を所定時間開
いた後、再び閉める。これによって、一定量のイオンソ
ースガスをガス供給管２８内に供給することができる。When supplying ion source gas to the ion gun using the ion source gas supply system configured as described above, first, with the leak valve 30 and valves 31, 34, and 36 open, the pipe 35 and bypass pipe 33 are
Evacuate the inside of the gas supply pipe 8.28 through the
Do gas. After evacuating the inside of the gas supply pipe 8.28 to a predetermined degree of vacuum in this way, the leak valve 3
0. Close valves 31, 34, and 36 and stop evacuation by the vacuum pump. Next, the seal on the bottle 32 is broken by the method described above, and the ion source gas in the bottle 32 is allowed to flow into the gas supply pipe 28. Next, the valve 31 is opened for a predetermined time and then closed again. Thereby, a certain amount of ion source gas can be supplied into the gas supply pipe 28.
次に、チタンゲッターポンプ２９により真空排気を行い
ながらリークバルブ３０を少しずつ開く。これによって
、ガス供給管２８．８を通じてイオンガンにイオンソー
スガスが供給される。この場合、チタンゲッターポンプ
２９によりイオンソースガス中の残留ガス成分が除去さ
れる。従って、ガス供給管２８．８内のアウトガスがあ
らかじめ行われていることと合わせて、イオンガンには
高純度のイオンソースガスが供給されることになる。な
お、Ｈｅガスはこのチタンゲッターポンプ２９によって
は排気されない。Next, the leak valve 30 is opened little by little while performing vacuum evacuation using the titanium getter pump 29. Thereby, ion source gas is supplied to the ion gun through the gas supply pipe 28.8. In this case, the titanium getter pump 29 removes residual gas components in the ion source gas. Therefore, in addition to the fact that the gas supply pipe 28.8 has been previously outgassed, the ion gun is supplied with a highly purified ion source gas. Note that He gas is not exhausted by this titanium getter pump 29.
この実施例Ｈによれば、ガス供給管８．２８に径が大き
くコンダクタンスの大きいバイパス配管３３を設け、こ
のガス供給管８．２８内にイオンソースガスを流す前に
あらかじめそのアウトガスを行っているので、残留ガス
成分が極めて少ない高純度のイオンソースガスをイオン
ガンに供給することができる。これによって、残留ガス
成分に起因する放電を大幅に低減することができる。ま
た、コンダクタンスの大きいバイパス配管３３を通じて
ガス供給管８．２８内の真空排気を行っているので、こ
のガス供給管８．２８内のアウトガスに要する時間を短
縮することができる。さらに、ガス供給管２８の途中に
バルブ３１を設けているので、このバルブ３１の開閉に
よりこのガス供給管２８内に流すイオンソースガスの流
量を区切ることができる。このため、ガス供給管２８内
に誤って多量のイオンソースガスを流すおそれがなくな
る。According to this embodiment H, the gas supply pipe 8.28 is provided with a bypass pipe 33 having a large diameter and high conductance, and the ion source gas is outgassed in advance before flowing into the gas supply pipe 8.28. Therefore, a highly purified ion source gas with extremely low residual gas components can be supplied to the ion gun. Thereby, discharge caused by residual gas components can be significantly reduced. Further, since the gas supply pipe 8.28 is evacuated through the bypass pipe 33 having a large conductance, the time required for outgassing the gas supply pipe 8.28 can be shortened. Furthermore, since the valve 31 is provided in the middle of the gas supply pipe 28, the flow rate of the ion source gas flowing into the gas supply pipe 28 can be divided by opening and closing the valve 31. Therefore, there is no risk of accidentally flowing a large amount of ion source gas into the gas supply pipe 28.
以上、本発明の実施例につき具体的に説明したが、本発
明は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明
の技術的思想から逸脱しない範囲で各種の変形が可能で
ある。Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the technical idea of the present invention.
例えば、実施例■において、イオンソース供給系の全体
構造は第２図に示すものに限定されるものではなく、例
えば配管構造は必要に応じて変更可能である。また、イ
オンソースガスの容器としてはガラス製のビン３２以外
のものを用いることも可能である。For example, in Example 2, the overall structure of the ion source supply system is not limited to that shown in FIG. 2; for example, the piping structure can be changed as necessary. Furthermore, it is also possible to use something other than the glass bottle 32 as the container for the ion source gas.
以上述べたように、本発明の第１の発明によれば、イオ
ンソースガスの消費量を低く抑え、しかも放電を起こす
ことなくイオンガンのアラインメント等の事前調整を行
うことができるとともに、イオンソースガスの流量の最
適化によりエミッターの放電を防止することができる。As described above, according to the first aspect of the present invention, it is possible to suppress the consumption of ion source gas, and to perform advance adjustments such as alignment of the ion gun without causing discharge. Emitter discharge can be prevented by optimizing the flow rate.
また、本発明の第２の発明によれば、残留ガス成分の少
ない高純度のイオンソースガスをイオンガンに供給する
ことができる。Further, according to the second aspect of the present invention, a highly purified ion source gas with few residual gas components can be supplied to the ion gun.
第１図は本発明の実施例Ｉを示す断面図、第２図は本発
明の実施例■を示ず断面図、第３図は従来の集束イオン
ビーム装置の全体構成を示す断面図、第４図は従来の集
束イオンビーム装置のイオンソースガス供給系を示す断
面図である。
図面における主要な符号の説明
１：イオンガンチャンバー ２：集束レンズチャンバ
ー、 ３：試料チャンバー ７：エミッター ８
．２８：ガス供給管、 ｌＯ：イオンビーム、 １
７：試料、 １９．２０．２１．３５：真空排気用の
配管、 ２４：ゲートバルブ、２９：チタンゲッターポ
ンプ、 ３０：リークバルブ、 ３１．３４．３６：
バルブ、 ３２：ビン、 ３３：バイパス配管。FIG. 1 is a sectional view showing Embodiment I of the present invention, FIG. 2 is a sectional view not showing Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 3 is a sectional view showing the overall configuration of a conventional focused ion beam device. FIG. 4 is a sectional view showing an ion source gas supply system of a conventional focused ion beam device. Explanation of main symbols in the drawings 1: Ion gun chamber 2: Focusing lens chamber 3: Sample chamber 7: Emitter 8
．． 28: Gas supply pipe, lO: Ion beam, 1
7: Sample, 19.20.21.35: Vacuum exhaust piping, 24: Gate valve, 29: Titanium getter pump, 30: Leak valve, 31.34.36:
Valve, 32: Bottle, 33: Bypass piping.
Claims (1)
を真空排気するための真空ポンプとの間にゲートバルブ
が設けられていることを特徴とするイオンビーム装置。 ２、イオンソース供給源とイオンガンとの間に、リーク
バルブを経由するガス供給管とこのガス供給管内を真空
排気するためのバイパス配管とが設けられていることを
特徴とするイオンビーム装置。[Claims] 1. An ion beam device characterized in that a gate valve is provided between an ion gun chamber and a vacuum pump for evacuating the ion gun chamber. 2. An ion beam apparatus characterized in that a gas supply pipe passing through a leak valve and a bypass pipe for evacuating the inside of the gas supply pipe are provided between the ion source supply source and the ion gun.
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|---|---|---|---|
| JP63261209A JP2867389B2 (en) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | Ion beam device and method of using the same |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |