JPH0227648A - 荷電ビーム装置 - Google Patents
荷電ビーム装置Info
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- JPH0227648A JPH0227648A JP63175024A JP17502488A JPH0227648A JP H0227648 A JPH0227648 A JP H0227648A JP 63175024 A JP63175024 A JP 63175024A JP 17502488 A JP17502488 A JP 17502488A JP H0227648 A JPH0227648 A JP H0227648A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
- H01J37/261—Details
- H01J37/265—Controlling the tube; circuit arrangements adapted to a particular application not otherwise provided, e.g. bright-field-dark-field illumination
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/252—Tubes for spot-analysing by electron or ion beams; Microanalysers
- H01J37/256—Tubes for spot-analysing by electron or ion beams; Microanalysers using scanning beams
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、荷電ビームを用いた極微細加工手段および極
微小領域の表面解析手段を提供する荷電ビーム装置に関
する。
微小領域の表面解析手段を提供する荷電ビーム装置に関
する。
イオンマイクロプローブを用いた微小領域の加工技術、
あるいは解析技術においては1分析位置を決める等の目
的のため、試料表面の像を116することが不可欠であ
り従来の装置では、光学ルーパが使われた。しかし、光
学ルーパでは観察できない微細な構造については、細束
化したイオンビームあるいは電子ビームを用いてw4察
する方法が提案されている。すなわち、正電荷をもった
イオンと、負電荷をもった電子は、その発生源ならびに
静電レンズ等の電気的極性を反転させることによって、
原理的には全く同一の軌道を通すことができ、光学ルー
パに比して、はるかに高分解能の走査顕微鏡像として観
察することが可能である。
あるいは解析技術においては1分析位置を決める等の目
的のため、試料表面の像を116することが不可欠であ
り従来の装置では、光学ルーパが使われた。しかし、光
学ルーパでは観察できない微細な構造については、細束
化したイオンビームあるいは電子ビームを用いてw4察
する方法が提案されている。すなわち、正電荷をもった
イオンと、負電荷をもった電子は、その発生源ならびに
静電レンズ等の電気的極性を反転させることによって、
原理的には全く同一の軌道を通すことができ、光学ルー
パに比して、はるかに高分解能の走査顕微鏡像として観
察することが可能である。
なおこの種の装置としては特公昭51−5315号があ
る。
る。
上記従来技術により、試料の像を高分解能で観察するこ
とは可能である。しかし、実際には電子ビームにより試
料を観察した後、所望の一点にイオンビームを照射しよ
うとして、レンズ系の電気的極性を反転しても目的どお
りの位置にイオンビームを照射することは困難である。
とは可能である。しかし、実際には電子ビームにより試
料を観察した後、所望の一点にイオンビームを照射しよ
うとして、レンズ系の電気的極性を反転しても目的どお
りの位置にイオンビームを照射することは困難である。
この原因としては、電源からの漏洩磁場による電子ビー
ムの偏向、あるいはレンズ系の光学軸のずれなどが挙げ
られる。
ムの偏向、あるいはレンズ系の光学軸のずれなどが挙げ
られる。
本発明の目的は、イオンビームと電子ビームの試料照射
位置を一致せしめ、電子ビームを用いて分析場所および
加工場所の位置決めを高精度で可能にする荷電ビーム装
置を提供することにある。
位置を一致せしめ、電子ビームを用いて分析場所および
加工場所の位置決めを高精度で可能にする荷電ビーム装
置を提供することにある。
上記の目的はイオンビームと電子ビームの試料照射位置
を確認して、且つイオンビーム照射時と電子ビーム照射
時とで、印加する偏向電圧を変更し得る荷電ビーム偏向
系を構成することにより達成される。そのため、本発明
の荷電ビーム装置では、像観察用CRT上を任意に移動
するマーカを設け、且つ荷電ビーム偏向系にイオンビー
ム照射時と電子ビーム照射時とで、値の違った直流電圧
を印加しうるようにした。
を確認して、且つイオンビーム照射時と電子ビーム照射
時とで、印加する偏向電圧を変更し得る荷電ビーム偏向
系を構成することにより達成される。そのため、本発明
の荷電ビーム装置では、像観察用CRT上を任意に移動
するマーカを設け、且つ荷電ビーム偏向系にイオンビー
ム照射時と電子ビーム照射時とで、値の違った直流電圧
を印加しうるようにした。
本発明の荷電ビーム偏向系は、イオンビームと電子ビー
ムの試料照射位置を一致させる。
ムの試料照射位置を一致させる。
これは上記手段が次のように働くからである。
まず像観察用CRT上で、イオンビーム照射時と電子ビ
ーム照射時の二次粒子像を比較観察することによって、
イオンビームと電子ビームの試料照射位置のずれを確認
することができる0次に同機観察用CRT上を任意に移
動するマーカによって。
ーム照射時の二次粒子像を比較観察することによって、
イオンビームと電子ビームの試料照射位置のずれを確認
することができる0次に同機観察用CRT上を任意に移
動するマーカによって。
二次粒子像中の特徴点をマークすることができる。
次に荷電ビーム偏向系にイオンビーム照射時と電子ビー
ム照射時とで、値の違った直流電圧を印加し、イオンビ
ーム照射時と電子ビーム照射時の二次粒子像中のマーク
した特徴点が一致するように直流電圧を1llIすれば
イオンビームと電子ビームの試料照射位置を一致させる
ことができる。
ム照射時とで、値の違った直流電圧を印加し、イオンビ
ーム照射時と電子ビーム照射時の二次粒子像中のマーク
した特徴点が一致するように直流電圧を1llIすれば
イオンビームと電子ビームの試料照射位置を一致させる
ことができる。
以下、本発明の一実施例を第1図および第2図により説
明する。第1図において1はイオンおよび電子を発生す
る荷電粒子源、2は荷電粒子引出電極、3は荷電ビーム
収束レンズ、4は荷電ビーム走査用偏向電極、5はイオ
ンビームと電子ビームの試料照射位置を一致させるため
の偏向電極。
明する。第1図において1はイオンおよび電子を発生す
る荷電粒子源、2は荷電粒子引出電極、3は荷電ビーム
収束レンズ、4は荷電ビーム走査用偏向電極、5はイオ
ンビームと電子ビームの試料照射位置を一致させるため
の偏向電極。
6は試料、7は二次電子検出器、8は二次イオン質量分
析器、9は荷電粒子加速電源、10は荷電ビーム収束レ
ンズ電源、11は荷電ビーム走査用偏向電源、12はイ
オンビームと電子ビームの試料照射位置を一致させるた
めの偏向電源、13はイオンビーム照射時と電子ビーム
照射時とで電源9.10,11,12を連動して切り換
えるスイッチ、14はCRT (陰極線管)、15はイ
オンビーム、16は電子ビームである。第2図において
(a)に示した17は電子ビームを、試料上の任意の場
所で、特徴的な構造をもつ場所を走査することによって
得られる二次電子像(電子ビームの照射により試料から
発生した二次電子を輝度変調信号として描いた像)(b
)に示した18は二次電子像17と同じ条件のままイオ
ンビームを試料上に走査することによって得られる二次
電子像。
析器、9は荷電粒子加速電源、10は荷電ビーム収束レ
ンズ電源、11は荷電ビーム走査用偏向電源、12はイ
オンビームと電子ビームの試料照射位置を一致させるた
めの偏向電源、13はイオンビーム照射時と電子ビーム
照射時とで電源9.10,11,12を連動して切り換
えるスイッチ、14はCRT (陰極線管)、15はイ
オンビーム、16は電子ビームである。第2図において
(a)に示した17は電子ビームを、試料上の任意の場
所で、特徴的な構造をもつ場所を走査することによって
得られる二次電子像(電子ビームの照射により試料から
発生した二次電子を輝度変調信号として描いた像)(b
)に示した18は二次電子像17と同じ条件のままイオ
ンビームを試料上に走査することによって得られる二次
電子像。
(Q)に示した19は試料位置を動かし1分析すべき位
置近傍を電子ビームで走査することによって得られる二
次電子像、20はCRT上のカーソル、21は試料上の
特徴点、22は分析位置である。
置近傍を電子ビームで走査することによって得られる二
次電子像、20はCRT上のカーソル、21は試料上の
特徴点、22は分析位置である。
次に第1図および第2図実施例の動作について述べる。
荷電粒子源1に、荷電粒子加速電源9より負の電圧を印
加すると、荷電粒子源1より電子を引き出すことができ
る。引き出された電子ビーム16を荷電ビーム収束レン
ズ3によって、試料上に収束させる。電子ビーム16を
荷電ビーム走査用偏向電極4により、試料上をx、X方
向二次元的に走査させる。同時に試料6より放出される
二次電子を二次電子検出器7により検出して、その信号
と、荷電ビーム走査用偏向電源11の信号を、CRT1
4に入力すると、CRT14上に二次電子像17を得る
ことができる。ここでCRT14上に得られた二次電子
像17の特徴点21をx、Y二方向のカーソル20でマ
ークする0次に荷電粒子源1に、荷電粒子加速電源3よ
り正の電圧を印加すると、荷電粒子源1よりイオンを引
き出すことができる。以下電子と同様にして、二次電子
像18をCRT14上に得ることができる。
加すると、荷電粒子源1より電子を引き出すことができ
る。引き出された電子ビーム16を荷電ビーム収束レン
ズ3によって、試料上に収束させる。電子ビーム16を
荷電ビーム走査用偏向電極4により、試料上をx、X方
向二次元的に走査させる。同時に試料6より放出される
二次電子を二次電子検出器7により検出して、その信号
と、荷電ビーム走査用偏向電源11の信号を、CRT1
4に入力すると、CRT14上に二次電子像17を得る
ことができる。ここでCRT14上に得られた二次電子
像17の特徴点21をx、Y二方向のカーソル20でマ
ークする0次に荷電粒子源1に、荷電粒子加速電源3よ
り正の電圧を印加すると、荷電粒子源1よりイオンを引
き出すことができる。以下電子と同様にして、二次電子
像18をCRT14上に得ることができる。
ただし、ここでは荷電ビーム収束レンズ電源10の設定
値をイオン用に切り換えること、および荷電ビーム走査
用偏向電源11の極性が反転しており雨二次電子像の倍
率が一致するように調整した電圧値に切り換えることが
必要である。しかし、イオンビーム15と電子ビーム1
6の試料上の照射位置が、前述の理由によってずれてい
るので、二次電子像17と二次電子像18の表示領域は
ずれている。このため1次のような調整を行う、イオン
ビームと電子ビームを試料上で一致させるための偏向電
源12のX方向、X方向の設定電圧値を変化させると、
二次電子像18の表示領域はそれに従い移動する。ここ
で二次電子像18中の特徴点が、二次電子像17におい
てカーソルでマークした位置に重なるまでイオンビーム
と電子ビームを試料上で一致させるための偏向電源12
の設定電圧値を**する。この調整により両二次電子像
の表示領域は重なることになる。再び電子ビーム16に
よる二次電子像を得るためには、荷電粒子加速電源9の
極性を反転させるとともに、荷電ビーム収束レンズ電源
10.荷電ビーム走査用偏向電源11およびイオンビー
ムと電子ビームを試料上で一致させるための偏向電源1
2を元の状態に切り換える。このイオンビーム照射時と
電子ビーム照射時の電源の切り換えは連動スイッチ13
で行うことも可能である。
値をイオン用に切り換えること、および荷電ビーム走査
用偏向電源11の極性が反転しており雨二次電子像の倍
率が一致するように調整した電圧値に切り換えることが
必要である。しかし、イオンビーム15と電子ビーム1
6の試料上の照射位置が、前述の理由によってずれてい
るので、二次電子像17と二次電子像18の表示領域は
ずれている。このため1次のような調整を行う、イオン
ビームと電子ビームを試料上で一致させるための偏向電
源12のX方向、X方向の設定電圧値を変化させると、
二次電子像18の表示領域はそれに従い移動する。ここ
で二次電子像18中の特徴点が、二次電子像17におい
てカーソルでマークした位置に重なるまでイオンビーム
と電子ビームを試料上で一致させるための偏向電源12
の設定電圧値を**する。この調整により両二次電子像
の表示領域は重なることになる。再び電子ビーム16に
よる二次電子像を得るためには、荷電粒子加速電源9の
極性を反転させるとともに、荷電ビーム収束レンズ電源
10.荷電ビーム走査用偏向電源11およびイオンビー
ムと電子ビームを試料上で一致させるための偏向電源1
2を元の状態に切り換える。このイオンビーム照射時と
電子ビーム照射時の電源の切り換えは連動スイッチ13
で行うことも可能である。
次に、この荷電粒子による試料照射方式を二次イオン質
量分析に応用した例について述べる。まず上記した方法
でイオンビーム15と電子ビーム16の試料照射位置を
一致させる。つぎに分析位置近傍を、電子ビーム16で
照射するように試料6を設置する。ここで電子ビーム1
6を試料上を走査させることによって、二次電子像19
をえる。
量分析に応用した例について述べる。まず上記した方法
でイオンビーム15と電子ビーム16の試料照射位置を
一致させる。つぎに分析位置近傍を、電子ビーム16で
照射するように試料6を設置する。ここで電子ビーム1
6を試料上を走査させることによって、二次電子像19
をえる。
この二次電子像19で分析位置22に、CRT14上で
カーソル20のX、Y二方向の交点を一致させる。ここ
でカーソル20は荷電粒子走査用電源11と連動してお
り、ビーム走査を停止した場合、カーソル位置に対応し
て、荷電ビームを試料上で停止させる機能を有する。こ
のため次に荷電ビーム装置をイオンビームモードに切り
換えた場合、イオンビーム15は二次電子像19におい
てカーソル20で指定した分析位置22を照射すること
になる。同時に試料6より放出された二次イオンを二次
イオン質量分析器8により検出する0以上により、試料
上の高精度で決められた位置を、二次イオン質量分析が
できることになる。
カーソル20のX、Y二方向の交点を一致させる。ここ
でカーソル20は荷電粒子走査用電源11と連動してお
り、ビーム走査を停止した場合、カーソル位置に対応し
て、荷電ビームを試料上で停止させる機能を有する。こ
のため次に荷電ビーム装置をイオンビームモードに切り
換えた場合、イオンビーム15は二次電子像19におい
てカーソル20で指定した分析位置22を照射すること
になる。同時に試料6より放出された二次イオンを二次
イオン質量分析器8により検出する0以上により、試料
上の高精度で決められた位置を、二次イオン質量分析が
できることになる。
なお本実施例は荷電ビーム走査用偏向電極4と別個にイ
オンビームと電子ビームの試料照射位置を一致させるた
めの偏向電極5をもうけたが、−個の偏向電極に両者に
必要な信号を重畳してもよい、また本実施例では、イオ
ンビーム15と電子ビーム16の試料照射位置を一致さ
せるために静電偏向器をもちいたが、本質的に同じ機能
を有すれば、磁場偏向器あるいは静電偏向器と磁場偏向
器を組合せたものであってもよい。
オンビームと電子ビームの試料照射位置を一致させるた
めの偏向電極5をもうけたが、−個の偏向電極に両者に
必要な信号を重畳してもよい、また本実施例では、イオ
ンビーム15と電子ビーム16の試料照射位置を一致さ
せるために静電偏向器をもちいたが、本質的に同じ機能
を有すれば、磁場偏向器あるいは静電偏向器と磁場偏向
器を組合せたものであってもよい。
また本実施例では二次粒子(二次イオンまたは二次電子
)を検出して像を得たが、−次位子(−次イオンまたは
一次電子)の反射粒子あるいは吸収電流を検出して像を
得てもよい。
)を検出して像を得たが、−次位子(−次イオンまたは
一次電子)の反射粒子あるいは吸収電流を検出して像を
得てもよい。
また本実施例ではイオンビーム15と電子ビーム16を
同一荷電粒子源1より引き出しているが、イオンビーム
15と電子ビーム16を別個の荷電粒子源より引き出し
てもよい、さらに、本実施例では試料照射位置を一致さ
せるために、カーソルを使って像の特徴的な点を一致さ
せる方法を示したが、画像メモリを利用すれば、より高
精度の位置合わせが容易にできる。また本実施例では二
次イオン質量分析に応用した例について述べたが、イオ
ンビーム加工機やイオン注入装置などにも応用できる。
同一荷電粒子源1より引き出しているが、イオンビーム
15と電子ビーム16を別個の荷電粒子源より引き出し
てもよい、さらに、本実施例では試料照射位置を一致さ
せるために、カーソルを使って像の特徴的な点を一致さ
せる方法を示したが、画像メモリを利用すれば、より高
精度の位置合わせが容易にできる。また本実施例では二
次イオン質量分析に応用した例について述べたが、イオ
ンビーム加工機やイオン注入装置などにも応用できる。
(発明の効果〕
本発明の荷電ビーム偏向系は、イオンビームと電子ビー
ムの試料照射位置を容易に一致させることができる。
ムの試料照射位置を容易に一致させることができる。
第1図は本発明の一実施例の全体構成図、第2図はイオ
ンビームおよび電子ビームを試料上で走査することによ
って得られるCRT上の二次電子像の模式図である。 1・・・イオンおよび電子を発生する荷電粒子源、2・
・・荷電粒子引出電極、3・・・荷電ビーム収束レンズ
、4・・・荷電ビーム走査用偏向電極、5・・・偏向電
極。
ンビームおよび電子ビームを試料上で走査することによ
って得られるCRT上の二次電子像の模式図である。 1・・・イオンおよび電子を発生する荷電粒子源、2・
・・荷電粒子引出電極、3・・・荷電ビーム収束レンズ
、4・・・荷電ビーム走査用偏向電極、5・・・偏向電
極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、イオンおよび電子を発生する荷電粒子源、発生した
荷電粒子ビームを微細にしぼる収束レンズ系、それを偏
向する荷電ビーム偏向系、ならびに荷電ビームの照射を
受ける試料からなる荷電ビーム装置において、イオンビ
ームと電子ビームの試料照射位置のずれを確認する手段
と、イオンビームと電子ビームの試料照射位置を一致さ
せる手段を設けたことを特徴とする荷電ビーム装置。 2、特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、イオン
ビームと電子ビームの試料照射位置のずれを確認する手
段が、イオンビームもしくは電子ビームを試料上を走査
させて、試料から放出される二次粒子を検出して得られ
る各々のビームに対する二次粒子像を比較観察すること
であり、イオンビームと電子ビームの試料照射位置を一
致させる手段が、上記いずれかのビームによる二次粒子
像の中の特徴点が、もう一方のビームによる二次粒子像
の同じ特徴点が両面上で一致するように、荷電ビーム偏
向系を調整することである荷電ビーム装置。 3、特許請求の範囲第2項記載のものにおいて、荷電ビ
ーム偏向系が静電偏向器と電源からなり、静電偏向器に
印加する電圧を、イオンビーム照射系と電子ビーム照射
系とで違えるようにした荷電ビーム装置。 4、特許請求の範囲第2項記載のものにおいて、荷電ビ
ーム偏向系を複数の静電偏向器で構成し、荷電ビームの
直流的偏向と、交流的偏向とを別個の静電偏向器で行う
ようにした荷電ビーム装置。 5、特許請求の範囲第2項、第3項又は第4項記載のも
のにおいて、静電偏向器に印加する電圧値がイオンビー
ムもしくは電子ビームの加速電圧に対応して自動的に変
化する荷電ビーム装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63175024A JP2714009B2 (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 荷電ビーム装置 |
US07/378,286 US5012109A (en) | 1988-07-15 | 1989-07-11 | Charged particle beam apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63175024A JP2714009B2 (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 荷電ビーム装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0227648A true JPH0227648A (ja) | 1990-01-30 |
JP2714009B2 JP2714009B2 (ja) | 1998-02-16 |
Family
ID=15988883
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63175024A Expired - Lifetime JP2714009B2 (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 荷電ビーム装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5012109A (ja) |
JP (1) | JP2714009B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10106474A (ja) * | 1996-09-30 | 1998-04-24 | Seiko Instr Inc | イオンビームによる加工装置 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030072365A1 (en) * | 2001-03-01 | 2003-04-17 | Nagase & Co., Ltd | MPEG conversion system for converting digital video signals, MPEG conversion apparatus and recording medium memorizing a software of the MPEG conversion system |
JP2003151479A (ja) * | 2001-11-15 | 2003-05-23 | Hitachi Ltd | 帯電中和制御方法、及びそれを用いた荷電粒子線装置 |
JP5078232B2 (ja) * | 2005-04-26 | 2012-11-21 | エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社 | 複合荷電粒子ビーム装置及びそれにおける照射位置決め方法 |
JP4181561B2 (ja) * | 2005-05-12 | 2008-11-19 | 松下電器産業株式会社 | 半導体加工方法および加工装置 |
JP5055594B2 (ja) * | 2007-03-13 | 2012-10-24 | エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社 | 荷電粒子ビーム装置における試料移設方法及び荷電粒子ビーム装置 |
JP5537050B2 (ja) * | 2008-04-11 | 2014-07-02 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 集束イオンビーム装置 |
US10763079B1 (en) * | 2019-02-19 | 2020-09-01 | Fei Company | Focused ion beam impurity identification |
Family Cites Families (7)
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---|---|---|---|---|
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