JPH06260124A - 集束荷電粒子ビーム装置 - Google Patents
集束荷電粒子ビーム装置Info
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- JPH06260124A JPH06260124A JP5039633A JP3963393A JPH06260124A JP H06260124 A JPH06260124 A JP H06260124A JP 5039633 A JP5039633 A JP 5039633A JP 3963393 A JP3963393 A JP 3963393A JP H06260124 A JPH06260124 A JP H06260124A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】絞り板の変形をへらし、その寿命を延ばす。
【構成】イオン６の照射による絞り板１３のスパッタを
打ち消すように、イオン照射で分解堆積するガス１６を
絞り板１３の表面に供給する機構１５を備える。 【効果】絞り板の変形がほとんどなくなるので、その交
換作業に要する手間と時間が大幅に減少して装置の稼働
率が向上する。
打ち消すように、イオン照射で分解堆積するガス１６を
絞り板１３の表面に供給する機構１５を備える。 【効果】絞り板の変形がほとんどなくなるので、その交
換作業に要する手間と時間が大幅に減少して装置の稼働
率が向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は顕微鏡，検査装置，分析
装置、および微細加工装置等において利用される集束荷
電粒子ビーム装置に関する。。
装置、および微細加工装置等において利用される集束荷
電粒子ビーム装置に関する。。
【０００２】
【従来の技術】集束荷電粒子ビーム装置としては集束イ
オンビーム装置と集束電子ビーム装置がある。集束イオ
ンビーム装置は、主にイオン源と、イオンを集束，偏向
して、試料の任意位置へイオンビームを照射するイオン
光学系とを真空容器に収めた装置であり、試料上でのイ
オンビームの電流とビーム径を制御するための絞りをイ
オン光学系中に備える。この絞りは絞り板上に絞り孔を
持つものでイオン源から放出されたイオンの一部分のみ
を透過する。（従来装置としては、例えば特願平1−114
922 号において詳細に論じられている。）ところが、絞
り板は常にイオンビームにさらされているため、しばら
く使用していると変形、すなわちスパッタされて（削ら
れて）薄くなり絞り孔が広がってしまう。これが絞り板
の寿命であり、所望パターンのビームが得られなくるの
で、装置の高真空を破って絞り板を交換する必要が生じ
る。通常その復帰作業には丸一日以上かかる。
オンビーム装置と集束電子ビーム装置がある。集束イオ
ンビーム装置は、主にイオン源と、イオンを集束，偏向
して、試料の任意位置へイオンビームを照射するイオン
光学系とを真空容器に収めた装置であり、試料上でのイ
オンビームの電流とビーム径を制御するための絞りをイ
オン光学系中に備える。この絞りは絞り板上に絞り孔を
持つものでイオン源から放出されたイオンの一部分のみ
を透過する。（従来装置としては、例えば特願平1−114
922 号において詳細に論じられている。）ところが、絞
り板は常にイオンビームにさらされているため、しばら
く使用していると変形、すなわちスパッタされて（削ら
れて）薄くなり絞り孔が広がってしまう。これが絞り板
の寿命であり、所望パターンのビームが得られなくるの
で、装置の高真空を破って絞り板を交換する必要が生じ
る。通常その復帰作業には丸一日以上かかる。
【０００３】集束イオンビーム装置の場合と同様に集束
電子ビーム装置である走査電子顕微鏡などでも電子ビー
ム照射によって変形した絞り板の交換が必要となる。た
だし、電子ビーム照射による絞り板の変形の原因は絞り
板上で残留ガスが分解して堆積することにある。
電子ビーム装置である走査電子顕微鏡などでも電子ビー
ム照射によって変形した絞り板の交換が必要となる。た
だし、電子ビーム照射による絞り板の変形の原因は絞り
板上で残留ガスが分解して堆積することにある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術によれ
ば、絞り板の変形が許容量を越える度にそれを交換せね
ばならず、そのために装置の真空を破るのでその復帰に
多大の時間を要する。本発明の課題は絞り板の変形をへ
らし、その寿命を著しく延ばすことにある。
ば、絞り板の変形が許容量を越える度にそれを交換せね
ばならず、そのために装置の真空を破るのでその復帰に
多大の時間を要する。本発明の課題は絞り板の変形をへ
らし、その寿命を著しく延ばすことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題は、集束荷電粒
子装置において集束荷電粒子ビームの試料上での開角を
制限する絞り板の表面に該荷電粒子ビームの照射による
該絞り板の変形を除去するガスを供給する機構を備える
ことで達成される。
子装置において集束荷電粒子ビームの試料上での開角を
制限する絞り板の表面に該荷電粒子ビームの照射による
該絞り板の変形を除去するガスを供給する機構を備える
ことで達成される。
【０００６】
【作用】集束荷電粒子ビーム装置において集束荷電粒子
ビームの試料上での開角を制限する絞り板の変形は荷電
粒子ビームが照射されている部分のみに起こる。
ビームの試料上での開角を制限する絞り板の変形は荷電
粒子ビームが照射されている部分のみに起こる。
【０００７】本発明では該絞り板の表面に特殊なガスを
供給して荷電粒子ビームが照射された部分にのみ前記絞
り板の変形とは逆の作用（変形の除去、すなわち再生作
用）をする反応を起こさせる。これを常に行えば絞り板
の変形を防止してその寿命を延ばし、これを間欠的に行
えば絞り板を再生することになる。
供給して荷電粒子ビームが照射された部分にのみ前記絞
り板の変形とは逆の作用（変形の除去、すなわち再生作
用）をする反応を起こさせる。これを常に行えば絞り板
の変形を防止してその寿命を延ばし、これを間欠的に行
えば絞り板を再生することになる。
【０００８】ここで荷電粒子がイオンの場合には、イオ
ン照射により絞り板がスパッタされるので、上記の特殊
なガスとしては絞り板の表面に吸着してイオン照射によ
り分解され堆積する物質を使う。一方、荷電粒子が電子
の場合には、電子照射により絞り板上に残留ガスの分解
物が堆積するので、上記の特殊なガスとしては絞り板の
表面に吸着して電子照射により活性化され前記堆積物を
エッチングする物質を使う。なお、再生作用の強度は上
記ガスの供給量によって増減できるので絞り板の変形を
防止する場合は、再生作用がほぼ変形作用とつりあうよ
うに前記ガスの供給量を制御する。
ン照射により絞り板がスパッタされるので、上記の特殊
なガスとしては絞り板の表面に吸着してイオン照射によ
り分解され堆積する物質を使う。一方、荷電粒子が電子
の場合には、電子照射により絞り板上に残留ガスの分解
物が堆積するので、上記の特殊なガスとしては絞り板の
表面に吸着して電子照射により活性化され前記堆積物を
エッチングする物質を使う。なお、再生作用の強度は上
記ガスの供給量によって増減できるので絞り板の変形を
防止する場合は、再生作用がほぼ変形作用とつりあうよ
うに前記ガスの供給量を制御する。
【０００９】
【実施例】実施例１ 本発明の集束イオンビーム装置における実施例を図１を
用いて説明する。まず、ポンプ１，２，３で排気される
真空容器４のなかにあるイオン光学系の構成から説明す
る。ガリウムの液体金属イオン源５から放出されたガリ
ウムのイオン６は静電レンズ７によって３０ｋｅＶまで
加速され、静電レンズ８によって試料９上に集束され
る。イオンビームを偏向する静電偏向器１１と試料を微
動する試料ステージ１２により集束イオンビーム１０を
試料上の任意位置に照射させることができる。ここで厚
さ１０μｍのモリブデン製の絞り板１３上の直径１０μ
ｍの絞り孔１４が試料上の集束イオンビーム１０の電流
を制限する。絞り孔１４は試料上でのビーム開角を制限
してそのビーム径も決定する（これは、試料上でのビー
ム径が主に静電レンズの収差で決まっているためであ
る。）。
用いて説明する。まず、ポンプ１，２，３で排気される
真空容器４のなかにあるイオン光学系の構成から説明す
る。ガリウムの液体金属イオン源５から放出されたガリ
ウムのイオン６は静電レンズ７によって３０ｋｅＶまで
加速され、静電レンズ８によって試料９上に集束され
る。イオンビームを偏向する静電偏向器１１と試料を微
動する試料ステージ１２により集束イオンビーム１０を
試料上の任意位置に照射させることができる。ここで厚
さ１０μｍのモリブデン製の絞り板１３上の直径１０μ
ｍの絞り孔１４が試料上の集束イオンビーム１０の電流
を制限する。絞り孔１４は試料上でのビーム開角を制限
してそのビーム径も決定する（これは、試料上でのビー
ム径が主に静電レンズの収差で決まっているためであ
る。）。
【００１０】本実施例の特徴は、上記のような集束イオ
ンビーム装置において絞り板１３の再生用ガス供給機構
１５を備え、再生用ガス１６を絞り板１３の表面上に供
給することにある。
ンビーム装置において絞り板１３の再生用ガス供給機構
１５を備え、再生用ガス１６を絞り板１３の表面上に供
給することにある。
【００１１】ここで、再生用ガス供給機構１５について
説明する。リザーバ１９の中にはガスの材料となるタン
グステンカルボニル、Ｗ（ＣＯ）６の粉末が入ってお
り、ヒータ２０によって約６０゜Ｃに加熱して昇華させ
ている。図示しない制御系によりイオン６の放出と同期
させてバルブ１８を開きノズル１７の先端から絞り板１
３の表面にタングステンカルボニルのガス１６を吹き付
ける。このガス分子は絞り板１３の表面に吸着し、イオ
ン６が照射された部分でのみ分解されてタングステンが
堆積する。ここで、図示しない制御系によりこのタング
ステンの堆積と絞り板１３がスパッタされる量とがほぼ
打ち消し合うようにガス１６の流量をヒータ２０の温度
により制御している。ただし、完全には釣り合わせられ
ないので、ガス流量を少しだけ少なめにして少しずつス
パッタされるようにしている。本実施例によれば絞り板
の寿命を従来の１００倍に長くすることができる。
説明する。リザーバ１９の中にはガスの材料となるタン
グステンカルボニル、Ｗ（ＣＯ）６の粉末が入ってお
り、ヒータ２０によって約６０゜Ｃに加熱して昇華させ
ている。図示しない制御系によりイオン６の放出と同期
させてバルブ１８を開きノズル１７の先端から絞り板１
３の表面にタングステンカルボニルのガス１６を吹き付
ける。このガス分子は絞り板１３の表面に吸着し、イオ
ン６が照射された部分でのみ分解されてタングステンが
堆積する。ここで、図示しない制御系によりこのタング
ステンの堆積と絞り板１３がスパッタされる量とがほぼ
打ち消し合うようにガス１６の流量をヒータ２０の温度
により制御している。ただし、完全には釣り合わせられ
ないので、ガス流量を少しだけ少なめにして少しずつス
パッタされるようにしている。本実施例によれば絞り板
の寿命を従来の１００倍に長くすることができる。
【００１２】実施例２ 本発明の集束電子ビーム装置における実施例を図２を用
いて説明する。装置の基本構成は図１と同じである。違
いはイオン源５，静電レンズ８、および静電偏向器１１
が、それぞれ電子源５′，電磁レンズ８′、および電磁
偏向器１１′におき変わっていることである。
いて説明する。装置の基本構成は図１と同じである。違
いはイオン源５，静電レンズ８、および静電偏向器１１
が、それぞれ電子源５′，電磁レンズ８′、および電磁
偏向器１１′におき変わっていることである。
【００１３】本実施例の特徴は、上記のような集束電子
ビーム装置において絞り板の再生用ガス供給機構１５を
備え、再生用ガス１６を絞り板１３の表面上に供給する
ことにある。ここで、再生用ガス供給機構について説明
する。酸素のボンベ１９′から減圧された酸素ガス１６
がノズル１７の先端から絞り板１３の表面に吹き付けら
れる。ガス１６の供給はバルブ１８によって任意に制御
される。酸素ガス１６は絞り板１３の表面に吸着し、電
子６′が照射された部分でのみ活性化されて、炭素を主
体とする残留ガスの分解堆積物をエッチングする。ただ
し、酸素ガス１６ではモリブデン製の絞り板１３をエッ
チングすることはない。図示しない制御系により、残留
ガスの分解堆積物による絞り板１３の変形は時間で監視
され、許容限界値に達すると自動的にバルブ１８が一定
時間だけ開けられ絞り板の再生が行われる。本実施例に
よれば、装置の真空を破らずに絞り板を自動的に再生す
ることができるので、装置稼働率が向上する。
ビーム装置において絞り板の再生用ガス供給機構１５を
備え、再生用ガス１６を絞り板１３の表面上に供給する
ことにある。ここで、再生用ガス供給機構について説明
する。酸素のボンベ１９′から減圧された酸素ガス１６
がノズル１７の先端から絞り板１３の表面に吹き付けら
れる。ガス１６の供給はバルブ１８によって任意に制御
される。酸素ガス１６は絞り板１３の表面に吸着し、電
子６′が照射された部分でのみ活性化されて、炭素を主
体とする残留ガスの分解堆積物をエッチングする。ただ
し、酸素ガス１６ではモリブデン製の絞り板１３をエッ
チングすることはない。図示しない制御系により、残留
ガスの分解堆積物による絞り板１３の変形は時間で監視
され、許容限界値に達すると自動的にバルブ１８が一定
時間だけ開けられ絞り板の再生が行われる。本実施例に
よれば、装置の真空を破らずに絞り板を自動的に再生す
ることができるので、装置稼働率が向上する。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、絞り板の寿命を著しく
延ばし、その交換に要する手間と時間を省けるので、集
束荷電粒子ビーム装置の稼働率が向上する効果がある。
延ばし、その交換に要する手間と時間を省けるので、集
束荷電粒子ビーム装置の稼働率が向上する効果がある。
【図１】本発明の集束イオンビーム装置での実施例を示
す概略断面図。
す概略断面図。
【図２】本発明の集束電子ビーム装置での実施例を示す
概略断面図。
概略断面図。
５…液体金属イオン源、５′…電界放射型電子源、６…
イオン、６′…電子、７，８…静電レンズ、８′…電磁
レンズ、１０…集束イオンビーム、１０′…集束電子ビ
ーム、１３…絞り板、１４…絞り孔、１５…再生用ガス
供給機構、１６…再生用ガス、１７…ノズル、１８…バ
ルブ。
イオン、６′…電子、７，８…静電レンズ、８′…電磁
レンズ、１０…集束イオンビーム、１０′…集束電子ビ
ーム、１３…絞り板、１４…絞り孔、１５…再生用ガス
供給機構、１６…再生用ガス、１７…ノズル、１８…バ
ルブ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 哲郎 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (5)
- 【請求項１】荷電粒子源と、該荷電粒子源から放出され
る荷電粒子を集束，偏向して試料上の任意位置へ集束荷
電粒子ビームとして照射させる荷電粒子光学系と、該試
料を保持し微動せしめる試料ステージと、該集束荷電粒
子ビームの試料上での開角を制限する絞り板とを備えた
集束荷電粒子ビーム装置において、該荷電粒子ビームの
照射による該絞り板の変形を除去するガスを該絞り板の
表面に供給する機構を備えたことを特徴とする集束荷電
粒子ビーム装置。 - 【請求項２】請求項１において、上記荷電粒子がイオン
であり、かつ上記ガスが上記絞り板表面でイオンビーム
照射により分解され堆積することの可能な物質であるこ
とを特徴とする集束荷電粒子ビーム装置。 - 【請求項３】請求項１において、上記荷電粒子が電子で
あり、かつ上記ガスが上記絞り板表面で電子ビーム照射
により活性化されエッチングを行える物質であることを
特徴とする集束荷電粒子ビーム装置。 - 【請求項４】請求項１から３において、上記絞り板に上
記荷電粒子ビームが照射されている間ずっと、上記ガス
を該絞り板の表面に供給し、かつ該ガスの供給量を該絞
り板の変形とその除去とがほぼ打ち消しあうように制御
することを特徴とする集束荷電粒子ビーム装置。 - 【請求項５】請求項１から３において、上記荷電粒子ビ
ームが照射されて上記絞り板に起こる変形量を監視し
て、その量が一定量に達した場合に警告を発するかまた
は自動的に上記ガスを供給して該絞り板の変形を除去す
るように制御することを特徴とする集束荷電粒子ビーム
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5039633A JPH06260124A (ja) | 1993-03-01 | 1993-03-01 | 集束荷電粒子ビーム装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5039633A JPH06260124A (ja) | 1993-03-01 | 1993-03-01 | 集束荷電粒子ビーム装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06260124A true JPH06260124A (ja) | 1994-09-16 |
Family
ID=12558502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5039633A Pending JPH06260124A (ja) | 1993-03-01 | 1993-03-01 | 集束荷電粒子ビーム装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06260124A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010212583A (ja) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Nuflare Technology Inc | 成形アパーチャ部材のクリーニング方法及び描画方法 |
-
1993
- 1993-03-01 JP JP5039633A patent/JPH06260124A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010212583A (ja) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Nuflare Technology Inc | 成形アパーチャ部材のクリーニング方法及び描画方法 |
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