JPH07302574A - 集束イオンビーム加工観察装置 - Google Patents
集束イオンビーム加工観察装置Info
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- JPH07302574A JPH07302574A JP6096090A JP9609094A JPH07302574A JP H07302574 A JPH07302574 A JP H07302574A JP 6096090 A JP6096090 A JP 6096090A JP 9609094 A JP9609094 A JP 9609094A JP H07302574 A JPH07302574 A JP H07302574A
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- Japan
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- scintillator
- voltage
- current
- sample
- ion beam
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、集束イオンビーム加工観察装置にお
いて、その目的は、大電流ビームを利用する際も良好な
ＳＩＭ像が得られるようにすることにある。 【構成】イオンビームを加速し試料上に集束・偏向する
手段，ビームの開口角を制御する可変絞り，該イオンビ
ーム照射により試料から発生する二次電子を検出する目
的で設けられたシンチレーター及びフォトマルチプライ
ヤ，該検出器からの信号を偏向信号と同期をとって画像
化する手段，該画像を基に偏向領域を限定してビーム走
査する加工制御手段からなる集束イオンビーム加工観察
装置において、試料に到達する集束ビームの電流強度に
応じ、シンチレータ電圧を変化させる集束イオンビーム
加工観察装置。 【効果】良好なＳＩＭ像が得られるため、正確な位置決
めが行え、加工中のモニターも正確な輝度で観察できる
効果がある。
いて、その目的は、大電流ビームを利用する際も良好な
ＳＩＭ像が得られるようにすることにある。 【構成】イオンビームを加速し試料上に集束・偏向する
手段，ビームの開口角を制御する可変絞り，該イオンビ
ーム照射により試料から発生する二次電子を検出する目
的で設けられたシンチレーター及びフォトマルチプライ
ヤ，該検出器からの信号を偏向信号と同期をとって画像
化する手段，該画像を基に偏向領域を限定してビーム走
査する加工制御手段からなる集束イオンビーム加工観察
装置において、試料に到達する集束ビームの電流強度に
応じ、シンチレータ電圧を変化させる集束イオンビーム
加工観察装置。 【効果】良好なＳＩＭ像が得られるため、正確な位置決
めが行え、加工中のモニターも正確な輝度で観察できる
効果がある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は集束イオンビーム（Focu
sed Ion Beam：略してＦＩＢ）を利用して試料の微細形
状観察及び微細加工を行う装置に関する。
sed Ion Beam：略してＦＩＢ）を利用して試料の微細形
状観察及び微細加工を行う装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来技術は、特開平2−123749 号公報
「断面加工観察装置」に記載されている。一般的にＦＩ
Ｂ装置や走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Micros
cope：略してＳＥＭ）の二次電子検出器としては、シン
チレーターとフォトマルチプライヤーを組み合わせた物
が多用されている。これは、この検出器の検出効率が高
く、比較的安価であるためである。図３はこの検出器の
一般的な構成図であり、制御方法を簡単に説明してお
く。試料から発生する二次電子を光に変換するシンチレ
ーター１１０，そのシンチレーターに１０ｋＶの定電圧
を供給するシンチレーター電源２００，シンチレーター
からの光を電流に変換するフォトマルチプライヤー１１
１，そのフォトマルチプライヤーに可変高電圧（０〜１
ｋＶ）を供給するフォトマル電源２０１，フォトマルか
らの電流信号とブライトネス信号とを加算して電流／電
圧変換を行う加算アンプ２０２からなる。加算アンプの
出力は輝度信号に対応しており、これをビーム偏向と同
期をとって画像化すると走査イオン顕微鏡(Scanning Io
n Microscope：略してＳＩＭ）像が得られる。ＳＩＭ像
のブライトネスは加算アンプ２０２に直流成分を加算す
ることにより調整し、コントラストはフォトマル電源２
０１の出力電圧を可変することで調整する。
「断面加工観察装置」に記載されている。一般的にＦＩ
Ｂ装置や走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Micros
cope：略してＳＥＭ）の二次電子検出器としては、シン
チレーターとフォトマルチプライヤーを組み合わせた物
が多用されている。これは、この検出器の検出効率が高
く、比較的安価であるためである。図３はこの検出器の
一般的な構成図であり、制御方法を簡単に説明してお
く。試料から発生する二次電子を光に変換するシンチレ
ーター１１０，そのシンチレーターに１０ｋＶの定電圧
を供給するシンチレーター電源２００，シンチレーター
からの光を電流に変換するフォトマルチプライヤー１１
１，そのフォトマルチプライヤーに可変高電圧（０〜１
ｋＶ）を供給するフォトマル電源２０１，フォトマルか
らの電流信号とブライトネス信号とを加算して電流／電
圧変換を行う加算アンプ２０２からなる。加算アンプの
出力は輝度信号に対応しており、これをビーム偏向と同
期をとって画像化すると走査イオン顕微鏡(Scanning Io
n Microscope：略してＳＩＭ）像が得られる。ＳＩＭ像
のブライトネスは加算アンプ２０２に直流成分を加算す
ることにより調整し、コントラストはフォトマル電源２
０１の出力電圧を可変することで調整する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、二次
電子検出器としてシンチレーターとフォトマルチプライ
ヤーを利用した典型的な走査イオン顕微鏡の公知例であ
る。観察に利用されるビームの電流値は数ｎＡ以下であ
り、シンチレーターに印加される電圧は約１０kV固定で
ある。画像のコントラストはフォトマルチプライヤーに
印加する電圧で調整される。
電子検出器としてシンチレーターとフォトマルチプライ
ヤーを利用した典型的な走査イオン顕微鏡の公知例であ
る。観察に利用されるビームの電流値は数ｎＡ以下であ
り、シンチレーターに印加される電圧は約１０kV固定で
ある。画像のコントラストはフォトマルチプライヤーに
印加する電圧で調整される。
【０００４】近年、半導体デバイスの微細化に伴い、Ｆ
ＩＢを利用して試料を箔壁形状に加工し、透過形電子顕
微鏡（Transmission Electron Microscope：略してＴＥ
Ｍ）で観察を行うニーズが増加している。この場合、試
料をダイシング・ソー等で数１０から数１００μｍ幅ま
で加工し、残りの部分をＦＩＢで加工する。ダイシング
・ソーでの機械加工部を観察したい部分に近づけすぎる
と微細構造にクラックが入る恐れがあるため、デリケー
トな試料では、よりＦＩＢで加工する体積が大きくな
る。これに対応するため、ＦＩＢを大電流で太いビーム
径を有するものから小電流で微細なビーム径を有するも
のへと使いわけ、粗加工や仕上げ加工、また、その中間
的な加工と効率良く加工する事が行われる。
ＩＢを利用して試料を箔壁形状に加工し、透過形電子顕
微鏡（Transmission Electron Microscope：略してＴＥ
Ｍ）で観察を行うニーズが増加している。この場合、試
料をダイシング・ソー等で数１０から数１００μｍ幅ま
で加工し、残りの部分をＦＩＢで加工する。ダイシング
・ソーでの機械加工部を観察したい部分に近づけすぎる
と微細構造にクラックが入る恐れがあるため、デリケー
トな試料では、よりＦＩＢで加工する体積が大きくな
る。これに対応するため、ＦＩＢを大電流で太いビーム
径を有するものから小電流で微細なビーム径を有するも
のへと使いわけ、粗加工や仕上げ加工、また、その中間
的な加工と効率良く加工する事が行われる。
【０００５】後述する本発明で用いたイオン光学系は大
電流ビーム（絞りを大きく設定し、ビーム開口角を大き
くした場合のビーム）時にも比較的ビーム径が小さいの
で、大電流ビームを積極的に加工に利用することができ
る。従来、数ｎＡのオーダーのビームで粗加工を行って
いたのに比較し、数十ｎＡのビームが利用できるため、
高速加工が可能となる。しかし、この一次ビーム電流の
増大に伴い、二次電子の信号強度も増加し、シンチレー
ターに流入する信号電流が大きくなりすぎ、輝度信号の
残留効果（直前の輝度情報が長時間テールを引いて残留
するため、暗い所から明るい所へ立ち上がる場合と、暗
い所から明るい所へ立ち下がる場合とで、二次電子量が
等しくても、輝度に違いが出る効果）が出てしまう。こ
れにより、ＳＩＭ像が不自然な輝度情報を持ってしま
う。これは試料のコントラストが大きい場合、また、ビ
ームの走査速度が速い（例えば水平走査時間が２５０μ
ｓ，垂直走査時間が０.１ｓ ）場合に顕著に現われる。
高速のビーム走査はフォーカス合わせや試料の移動中の
像観察に有効である他、良好な加工形状を得るためにも
必要な機能である。
電流ビーム（絞りを大きく設定し、ビーム開口角を大き
くした場合のビーム）時にも比較的ビーム径が小さいの
で、大電流ビームを積極的に加工に利用することができ
る。従来、数ｎＡのオーダーのビームで粗加工を行って
いたのに比較し、数十ｎＡのビームが利用できるため、
高速加工が可能となる。しかし、この一次ビーム電流の
増大に伴い、二次電子の信号強度も増加し、シンチレー
ターに流入する信号電流が大きくなりすぎ、輝度信号の
残留効果（直前の輝度情報が長時間テールを引いて残留
するため、暗い所から明るい所へ立ち上がる場合と、暗
い所から明るい所へ立ち下がる場合とで、二次電子量が
等しくても、輝度に違いが出る効果）が出てしまう。こ
れにより、ＳＩＭ像が不自然な輝度情報を持ってしま
う。これは試料のコントラストが大きい場合、また、ビ
ームの走査速度が速い（例えば水平走査時間が２５０μ
ｓ，垂直走査時間が０.１ｓ ）場合に顕著に現われる。
高速のビーム走査はフォーカス合わせや試料の移動中の
像観察に有効である他、良好な加工形状を得るためにも
必要な機能である。
【０００６】ＳＩＭ像は加工の位置決めに利用できる
他、加工中のモニターに利用できるため、良好なコント
ラストを確保することは重要な事項である。従って、大
電流ビームを使用する際も良好なＳＩＭ像を形成するこ
とが課題となっている。
他、加工中のモニターに利用できるため、良好なコント
ラストを確保することは重要な事項である。従って、大
電流ビームを使用する際も良好なＳＩＭ像を形成するこ
とが課題となっている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、 （１）試料に到達するイオンビーム電流の大きさに応
じ、シンチレーターに印加する電圧を変化させる。（ビ
ーム電流が大きい場合、シンチレーター電圧を下げ
る。） （２）試料に到達するイオンビーム電流の大きさに応
じ、試料からシンチレーターに至る空間の電位勾配を変
える事によりシンチレーターへの入射効率を変化させ
る。（ビーム電流が大きい場合、入射効率を下げる。） の手段がある。
に、 （１）試料に到達するイオンビーム電流の大きさに応
じ、シンチレーターに印加する電圧を変化させる。（ビ
ーム電流が大きい場合、シンチレーター電圧を下げ
る。） （２）試料に到達するイオンビーム電流の大きさに応
じ、試料からシンチレーターに至る空間の電位勾配を変
える事によりシンチレーターへの入射効率を変化させ
る。（ビーム電流が大きい場合、入射効率を下げる。） の手段がある。
【０００８】
【作用】上記（１）もしくは（２）あるいは（１）
（２）の手段の併用により、シンチレーターの輝度信号
の残留効果を除去することができるため、大電流ビーム
であっても、良好な輝度情報を持ったＳＩＭ像が形成で
きる。
（２）の手段の併用により、シンチレーターの輝度信号
の残留効果を除去することができるため、大電流ビーム
であっても、良好な輝度情報を持ったＳＩＭ像が形成で
きる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。図２は本発明の実施例で使用したＦＩＢ加工装置の
構成図である。液体金属イオン源(Liquid Metal Ion So
urce：略してＬＭＩＳ）１００から放出したイオンビー
ムはコンデンサーレンズ101と対物レンズ１０７により
試料１０８上に集束する。ビーム加速電圧は３０ｋＶで
ある。レンズ間には可変アパーチャー１０２，アライナ
ー／スティグマー103,ブランカー１０４，ブランキング
・アパーチャー１０５，デフレクター１０６が配されて
いる。ＦＩＢ照射により試料１０８から発生した二次電
子は、二次電子誘導電極（メッシュ電極）１３０により
シンチレーター１１０に導かれ、シンチレーター１１０
により光に変換され、フォトマルチプライヤー１１１に
より電気信号に変換され輝度信号となる。この輝度信号
はＦＩＢ制御装置１１２内のイメージプロセッサ１２３
によりブランキング制御部１２０と連動して同期させる
ことにより制御コンピューター１１３のＣＲＴ上にＳＩ
Ｍ像１１４を表示する。LMIS100 の加熱（フラッシン
グ）はＬＭＩＳ制御部１１５が行い、加速，引出し及び
レンズ電圧は高電圧制御部１１６により管理される。本
発明のイオン光学系は、ビームの集束モードを「加工」
と「観察」の２つのモードに分けて使用する。加工モー
ドではVcon（コンデンサーレンズ電圧）を印加して、可
変アパーチャー１０２付近にビームのクロスオーバーが
できるようにし、加工に適した比較的電流量の大きいビ
ームを形成する。観察モードではVcon電圧を０Ｖとし、
対物レンズのみを用いて集束を行い、レンズ倍率を下げ
て観察に適した微細ビームを形成する。絞り制御部１１
７は絞りの孔径を変える役割があり、孔径によりビーム
の開口角を規定する。アライナー制御部１１８，スティ
グマ制御部１１９はそれぞれビームのアライメント及び
非点補正を行う。ブランキング制御部１２０は不用意に
ビームが試料に照射されないようにブランカー１０４に
電圧を印加し、ビームをブランキング・アパーチャー１
０５により遮断する。観察や加工を行う時のみブランキ
ング電圧を０Ｖとし、ビームを光軸に戻す。ブランキン
グされたビームはブランキング・アパーチャー１０５上
に形成されたファラデーカップに吸収され電流計により
ビーム電流として計測する。この電流情報は加工の面積
と深さを決める時、加工時間制御をする際に利用出来
る。検出器制御部１２２はメッシュ電極１３０，シンチ
レーター１１０，フォトマルチプライヤー１１１等に印
加する電圧を制御し、検出ゲインの調整を行う。ＦＩＢ
制御装置１１２は制御コンピューター１１３により統括
制御される。
る。図２は本発明の実施例で使用したＦＩＢ加工装置の
構成図である。液体金属イオン源(Liquid Metal Ion So
urce：略してＬＭＩＳ）１００から放出したイオンビー
ムはコンデンサーレンズ101と対物レンズ１０７により
試料１０８上に集束する。ビーム加速電圧は３０ｋＶで
ある。レンズ間には可変アパーチャー１０２，アライナ
ー／スティグマー103,ブランカー１０４，ブランキング
・アパーチャー１０５，デフレクター１０６が配されて
いる。ＦＩＢ照射により試料１０８から発生した二次電
子は、二次電子誘導電極（メッシュ電極）１３０により
シンチレーター１１０に導かれ、シンチレーター１１０
により光に変換され、フォトマルチプライヤー１１１に
より電気信号に変換され輝度信号となる。この輝度信号
はＦＩＢ制御装置１１２内のイメージプロセッサ１２３
によりブランキング制御部１２０と連動して同期させる
ことにより制御コンピューター１１３のＣＲＴ上にＳＩ
Ｍ像１１４を表示する。LMIS100 の加熱（フラッシン
グ）はＬＭＩＳ制御部１１５が行い、加速，引出し及び
レンズ電圧は高電圧制御部１１６により管理される。本
発明のイオン光学系は、ビームの集束モードを「加工」
と「観察」の２つのモードに分けて使用する。加工モー
ドではVcon（コンデンサーレンズ電圧）を印加して、可
変アパーチャー１０２付近にビームのクロスオーバーが
できるようにし、加工に適した比較的電流量の大きいビ
ームを形成する。観察モードではVcon電圧を０Ｖとし、
対物レンズのみを用いて集束を行い、レンズ倍率を下げ
て観察に適した微細ビームを形成する。絞り制御部１１
７は絞りの孔径を変える役割があり、孔径によりビーム
の開口角を規定する。アライナー制御部１１８，スティ
グマ制御部１１９はそれぞれビームのアライメント及び
非点補正を行う。ブランキング制御部１２０は不用意に
ビームが試料に照射されないようにブランカー１０４に
電圧を印加し、ビームをブランキング・アパーチャー１
０５により遮断する。観察や加工を行う時のみブランキ
ング電圧を０Ｖとし、ビームを光軸に戻す。ブランキン
グされたビームはブランキング・アパーチャー１０５上
に形成されたファラデーカップに吸収され電流計により
ビーム電流として計測する。この電流情報は加工の面積
と深さを決める時、加工時間制御をする際に利用出来
る。検出器制御部１２２はメッシュ電極１３０，シンチ
レーター１１０，フォトマルチプライヤー１１１等に印
加する電圧を制御し、検出ゲインの調整を行う。ＦＩＢ
制御装置１１２は制御コンピューター１１３により統括
制御される。
【００１０】本発明では、ビームを集束する静電レンズ
にレンズ形状を工夫してその球面収差係数を小さくした
バトラー型のレンズを採用している。数１は一般的なＦ
ＩＢ径ｄと各光学収差との関係を示すものである。Ｍは
像倍率、ρはソースサイズ、ｄcは色収差、ｄsは球面収
差である。
にレンズ形状を工夫してその球面収差係数を小さくした
バトラー型のレンズを採用している。数１は一般的なＦ
ＩＢ径ｄと各光学収差との関係を示すものである。Ｍは
像倍率、ρはソースサイズ、ｄcは色収差、ｄsは球面収
差である。
【００１１】 ｄ2＝（Ｍ・ρ）2＋ｄc2＋ｄs2 …（数１） 上式において、ビーム開口角が大きい場合、ｄs が支配
的となり、ビーム開口角が小さくなる（ビーム電流を減
らす）につれｄc 、次にＭ・ρが支配的になる。大電流
ビームを形成するにはビーム開口角を大きくする必要が
あり、球面収差のウエイトが大きくなるが、バトラーレ
ンズの採用によりこの収差が小さく、大電流にもかかわ
らず比較的ビーム径の小さいＦＩＢが形成できる。
的となり、ビーム開口角が小さくなる（ビーム電流を減
らす）につれｄc 、次にＭ・ρが支配的になる。大電流
ビームを形成するにはビーム開口角を大きくする必要が
あり、球面収差のウエイトが大きくなるが、バトラーレ
ンズの採用によりこの収差が小さく、大電流にもかかわ
らず比較的ビーム径の小さいＦＩＢが形成できる。
【００１２】図１は本発明の第一の実施例におけるビー
ム径切替時の制御シーケンスを示すフローチャートであ
る。制御コンピューター１１３内にプログラムされたＦ
ＩＢの制御プログラムはこのフローチャートの順に処理
を行う。以下、その制御シーケンスを説明する。集束モ
ード切り替えは、前述の「加工」と「観察」のモード設
定を行う。その後絞り切り替えを行い、ビーム電流の大
きさ及び概略ビーム径が規定される。次に、集束モード
切り替えと絞り切り替えに付随したビーム軸ずれの補正
を行い、変形の無いビーム電流密度分布形状を確保す
る。こうして、一次ビームの特質が決定される。ビーム
選択シーケンス内の検出器制御は、まず、ビーム電流の
計測から始まる。ビームは加工及び観察以外の時、例え
ば今説明しているビーム切り替えの時はブランキング状
態にあるため、ブランキング・アパーチャー１０５に流
入するイオン電流で測定できる。このビーム電流にもと
ずき、シンチレーター１１０に印加する電圧を決定す
る。本実施例ではビーム電流が１０ｎＡ以上の場合、シ
ンチレーター電圧を５ｋＶとし、１０ｎＡ未満のビーム
電流の場合、シンチレーター電圧を１０ｋＶとするよう
にプログラムした。シンチレーター電圧決定後、フォト
マル電圧を設定する。フォトマル電圧は測定されたビー
ム電流値と対応させて管理されており、本実施例ではそ
れをプロブラム内の対応表を用いて行った。この処理は
この他、数式により管理することも可能である。以上の
一連のシーケンスにより、ビーム選択が行われる。
ム径切替時の制御シーケンスを示すフローチャートであ
る。制御コンピューター１１３内にプログラムされたＦ
ＩＢの制御プログラムはこのフローチャートの順に処理
を行う。以下、その制御シーケンスを説明する。集束モ
ード切り替えは、前述の「加工」と「観察」のモード設
定を行う。その後絞り切り替えを行い、ビーム電流の大
きさ及び概略ビーム径が規定される。次に、集束モード
切り替えと絞り切り替えに付随したビーム軸ずれの補正
を行い、変形の無いビーム電流密度分布形状を確保す
る。こうして、一次ビームの特質が決定される。ビーム
選択シーケンス内の検出器制御は、まず、ビーム電流の
計測から始まる。ビームは加工及び観察以外の時、例え
ば今説明しているビーム切り替えの時はブランキング状
態にあるため、ブランキング・アパーチャー１０５に流
入するイオン電流で測定できる。このビーム電流にもと
ずき、シンチレーター１１０に印加する電圧を決定す
る。本実施例ではビーム電流が１０ｎＡ以上の場合、シ
ンチレーター電圧を５ｋＶとし、１０ｎＡ未満のビーム
電流の場合、シンチレーター電圧を１０ｋＶとするよう
にプログラムした。シンチレーター電圧決定後、フォト
マル電圧を設定する。フォトマル電圧は測定されたビー
ム電流値と対応させて管理されており、本実施例ではそ
れをプロブラム内の対応表を用いて行った。この処理は
この他、数式により管理することも可能である。以上の
一連のシーケンスにより、ビーム選択が行われる。
【００１３】本実施例では、メッシュ電極１３０の電圧
を制御プログラムの初期設定で４kVの固定電圧にしてお
り、測定されたビーム電流に対し、シンチレーター電圧
を変化させる処理を行っている。
を制御プログラムの初期設定で４kVの固定電圧にしてお
り、測定されたビーム電流に対し、シンチレーター電圧
を変化させる処理を行っている。
【００１４】以上の処理により、大電流ビーム使用時
で、且つ、水平走査時間が２５０μｓ，垂直走査時間が
０.１ｓ といった高速走査にもかかわらずシンチレータ
ーの輝度信号残留効果が無く、良好なＳＩＭ像が得られ
た。
で、且つ、水平走査時間が２５０μｓ，垂直走査時間が
０.１ｓ といった高速走査にもかかわらずシンチレータ
ーの輝度信号残留効果が無く、良好なＳＩＭ像が得られ
た。
【００１５】図４は本発明の第二の実施例におけるビー
ム径切替時の制御シーケンスを示すフローチャートであ
る。本実施例は第一の実施例がビーム電流に対しシンチ
レーター電圧を変化させるのに対し、シンチレーター電
圧を固定しておき、測定されたビーム電流に対し、メッ
シュ電圧を変化させる処理を行うものである。このメッ
シュ電極１３０は試料とシンチレーターの間に配置され
ているため、メッシュ電極１３０に印加する電圧によっ
て、試料１０８からシンチレーター１１０に伝達する二
次電子の量、つまり二次電子の伝達効率が変化させられ
る。この特性を利用して、大電流ビーム使用時はメッシ
ュ電圧を下げて伝達効率を下げ、シンチレーター１１０
に流入する電子電流を制限することによりシンチレータ
ー１１０の輝度信号残留効果が無くなる。
ム径切替時の制御シーケンスを示すフローチャートであ
る。本実施例は第一の実施例がビーム電流に対しシンチ
レーター電圧を変化させるのに対し、シンチレーター電
圧を固定しておき、測定されたビーム電流に対し、メッ
シュ電圧を変化させる処理を行うものである。このメッ
シュ電極１３０は試料とシンチレーターの間に配置され
ているため、メッシュ電極１３０に印加する電圧によっ
て、試料１０８からシンチレーター１１０に伝達する二
次電子の量、つまり二次電子の伝達効率が変化させられ
る。この特性を利用して、大電流ビーム使用時はメッシ
ュ電圧を下げて伝達効率を下げ、シンチレーター１１０
に流入する電子電流を制限することによりシンチレータ
ー１１０の輝度信号残留効果が無くなる。
【００１６】第一及び第二の実施例ではそれぞれ、ビー
ム電流に対しシンチレーター電圧及びメッシュ電圧を変
化させたが、ビーム電流に対し両方の電圧を変化させて
も良い。
ム電流に対しシンチレーター電圧及びメッシュ電圧を変
化させたが、ビーム電流に対し両方の電圧を変化させて
も良い。
【００１７】図５は第三の実施例におけるビーム径切り
替え時の制御シーケンスを示すフローチャートである。
制御コンピューター１１３内にプログラムされたＦＩＢ
の制御プログラムはこのフローチャートの順に処理を行
う。以下、その制御シーケンスを説明する。本実施例の
特徴は、ＦＩＢ装置を立ち上げ操作する際に、複数のビ
ーム（異なったビーム電流及びビーム径を有する）を予
め登録し、それを番号で管理することにある。このビー
ム登録を行う際に検出器の制御パラメーターも各ビーム
に付随して定義する。表１はその一例であり、８種類の
ビームが定義されている。一次ビームの大まかな特質は
前述の集束モードと絞りサイズにより決
替え時の制御シーケンスを示すフローチャートである。
制御コンピューター１１３内にプログラムされたＦＩＢ
の制御プログラムはこのフローチャートの順に処理を行
う。以下、その制御シーケンスを説明する。本実施例の
特徴は、ＦＩＢ装置を立ち上げ操作する際に、複数のビ
ーム（異なったビーム電流及びビーム径を有する）を予
め登録し、それを番号で管理することにある。このビー
ム登録を行う際に検出器の制御パラメーターも各ビーム
に付随して定義する。表１はその一例であり、８種類の
ビームが定義されている。一次ビームの大まかな特質は
前述の集束モードと絞りサイズにより決
【００１８】
【表１】
【００１９】定される。表１はそれに付随するフォトマ
ル電圧とシンチレーター電圧を示すものである。各ビー
ムが有するこの他のパラメーターとしてビーム軸補正値
及び非点補正値等があるが表１には記載していない。本
実施例ではビーム１及び２が選択された時にシンチレー
ター電圧が５ｋＶとなるようにパラメーターが設定され
ている。ビーム３から８までは比較的ビーム電流が少な
いので、シンチレーター電圧は１０ｋＶとし、信号レベ
ルを確保している。このビーム・パラメーター表はプロ
グラムにより参照されるがそのパラメーター値は直接オ
ペレーターがキー入力しても構わないし、実際にＳＩＭ
像を観察しながら最適な値を探し、その値をパラメータ
ー表に記憶するようにしても良い。以上ビーム登録に関
して説明した。実際に加工や観察を行う際に、ビームを
切り替えて使用するが、その際に行われるビーム選択処
理のシーケンスは図４にあるように図１に示すシーケン
スの電流計測処理を除いたものとなる。これは、予めビ
ームが登録されているため、ビーム選択処理ではそのビ
ーム・パラメーターに沿って処理を行えば良いためであ
る。電流計測処理以外のビーム選択処理の詳細な説明は
第一の実施例で行っているのでここでは省略する。
ル電圧とシンチレーター電圧を示すものである。各ビー
ムが有するこの他のパラメーターとしてビーム軸補正値
及び非点補正値等があるが表１には記載していない。本
実施例ではビーム１及び２が選択された時にシンチレー
ター電圧が５ｋＶとなるようにパラメーターが設定され
ている。ビーム３から８までは比較的ビーム電流が少な
いので、シンチレーター電圧は１０ｋＶとし、信号レベ
ルを確保している。このビーム・パラメーター表はプロ
グラムにより参照されるがそのパラメーター値は直接オ
ペレーターがキー入力しても構わないし、実際にＳＩＭ
像を観察しながら最適な値を探し、その値をパラメータ
ー表に記憶するようにしても良い。以上ビーム登録に関
して説明した。実際に加工や観察を行う際に、ビームを
切り替えて使用するが、その際に行われるビーム選択処
理のシーケンスは図４にあるように図１に示すシーケン
スの電流計測処理を除いたものとなる。これは、予めビ
ームが登録されているため、ビーム選択処理ではそのビ
ーム・パラメーターに沿って処理を行えば良いためであ
る。電流計測処理以外のビーム選択処理の詳細な説明は
第一の実施例で行っているのでここでは省略する。
【００２０】本実施例では、メッシュ電極１３０の電圧
を制御プログラムの初期設定で４kVの固定電圧にしてお
り、測定されたビーム電流に対し、シンチレーター電圧
を変化させる処理を行っている。
を制御プログラムの初期設定で４kVの固定電圧にしてお
り、測定されたビーム電流に対し、シンチレーター電圧
を変化させる処理を行っている。
【００２１】以上の処理により、登録ビームを用いて大
電流ビームを使用する際にもシンチレーターの輝度信号
残留効果が無く、良好なＳＩＭ像が得られた。
電流ビームを使用する際にもシンチレーターの輝度信号
残留効果が無く、良好なＳＩＭ像が得られた。
【００２２】図６は本発明の第四の実施例におけるビー
ム径切替時の制御シーケンスを示すフローチャートであ
る。本実施例は第三の実施例がビーム電流に対しシンチ
レーター電圧を変化させるのに対し、シンチレーター電
圧を固定しておき、測定されたビーム電流に対し、メッ
シュ電圧を変化させる処理を行うものである。この場
合、パラメーター表にメッシュ電圧のパラメーターが設
定されることにある。
ム径切替時の制御シーケンスを示すフローチャートであ
る。本実施例は第三の実施例がビーム電流に対しシンチ
レーター電圧を変化させるのに対し、シンチレーター電
圧を固定しておき、測定されたビーム電流に対し、メッ
シュ電圧を変化させる処理を行うものである。この場
合、パラメーター表にメッシュ電圧のパラメーターが設
定されることにある。
【００２３】第三及び第四の実施例ではそれぞれ、各登
録ビームに対してシンチレーター電圧及びメッシュ電圧
を変化させたが、各登録ビームに対しシンチレーター電
圧とメッシュ電圧の両方を変化させても構わない。
録ビームに対してシンチレーター電圧及びメッシュ電圧
を変化させたが、各登録ビームに対しシンチレーター電
圧とメッシュ電圧の両方を変化させても構わない。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、大電流ビーム使用時も
良好なＳＩＭ像が得られる効果がある。
良好なＳＩＭ像が得られる効果がある。
【図１】本発明の第一の実施例を示す集束イオンビーム
加工観察装置のシーケンス図である。
加工観察装置のシーケンス図である。
【図２】本発明の実施例に用いた集束イオンビーム加工
観察装置の構成図である。
観察装置の構成図である。
【図３】従来装置の検出系の説明図である。
【図４】本発明の第二の実施例を示す集束イオンビーム
加工観察装置のシーケンス図である。
加工観察装置のシーケンス図である。
【図５】本発明の第三の実施例を示す集束イオンビーム
加工観察装置のシーケンス図である。
加工観察装置のシーケンス図である。
【図６】本発明の第四の実施例を示す集束イオンビーム
加工観察装置のシーケンス図である。
加工観察装置のシーケンス図である。
１００…液体金属イオン源（ＬＭＩＳ）、１０１…コン
デンサーレンズ、102…可変アパーチャー、１０３…ア
ライナー／スティグマ、１０４…ブランカー、１０５…
ブランキング・アパーチャー、１０６…デフレクター、
１０７…対物レンズ、１０８…試料、１１０…シンチレ
ーター、１１１…フォトマルチプライヤー、１１２…Ｆ
ＩＢ制御装置、１１３…制御コンピューター、１１４…
ＳＩＭ像、１１５…ＬＭＩＳ制御部、１１６…高電圧制
御部、１１７…絞り制御部、118…アライナー制御部、
１１９…スティグマ制御部、１２０…ブランキング制御
部、１２１…偏向器制御部、１２２…検出器制御部、１
２３…イメージプロセッサ、１３０…二次電子誘導電極
（メッシュ電極）、２００…シンチレーター電源、２０
１…フォトマル電源、２０２…加算アンプ。
デンサーレンズ、102…可変アパーチャー、１０３…ア
ライナー／スティグマ、１０４…ブランカー、１０５…
ブランキング・アパーチャー、１０６…デフレクター、
１０７…対物レンズ、１０８…試料、１１０…シンチレ
ーター、１１１…フォトマルチプライヤー、１１２…Ｆ
ＩＢ制御装置、１１３…制御コンピューター、１１４…
ＳＩＭ像、１１５…ＬＭＩＳ制御部、１１６…高電圧制
御部、１１７…絞り制御部、118…アライナー制御部、
１１９…スティグマ制御部、１２０…ブランキング制御
部、１２１…偏向器制御部、１２２…検出器制御部、１
２３…イメージプロセッサ、１３０…二次電子誘導電極
（メッシュ電極）、２００…シンチレーター電源、２０
１…フォトマル電源、２０２…加算アンプ。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｊ 37/305 Ｚ 9172−5Ｅ
Claims (4)
- 【請求項１】イオンビームを加速し試料上に集束・走査
する手段，ビームの開口を制御する可変絞り，該イオン
ビーム照射により試料から発生する二次電子を検出する
目的で設けられたシンチレーター及びフォトマルチプラ
イヤ，該検出器からの信号を偏向信号と同期をとって画
像化する手段，該画像を基に偏向領域を限定してビーム
走査する加工制御手段からなる集束イオンビーム加工観
察装置において、試料に到達する集束ビームの電流強度
に応じ、シンチレーター電圧を変化させる事を特徴とす
る集束イオンビーム加工観察装置。 - 【請求項２】該可変絞りの開口値及びビーム集束モード
（集束レンズ電圧条件）により複数種類のビームを予め
登録し、各ビームの持つパラメータの中に該シンチレー
ター電圧が含まれ、ビーム切り替えの際ビーム電流強度
に応じて該シンチレーター電圧を変化させる事を特徴と
する請求項１記載の集束イオンビーム加工観察装置。 - 【請求項３】イオンビームを加速し試料上に集束・走査
する手段，ビームの開口を制御する可変絞り，該イオン
ビーム照射により試料から発生する二次電子を検出する
目的で設けられたシンチレーター及びフォトマルチプラ
イヤ，試料とシンチレーター間の空間に配置された二次
電子誘導電極，該検出器からの信号を偏向信号と同期を
とって画像化する手段，該画像を基に偏向領域を限定し
てビーム走査する加工制御手段からなる集束イオンビー
ム加工観察装置において、試料に到達する集束ビームの
電流強度に応じ、二次電子誘導電極の電圧を変化させる
事を特徴とする集束イオンビーム加工観察装置。 - 【請求項４】該可変絞りの開口値及びビーム集束モード
（集束レンズ電圧条件）により複数種類のビームを予め
登録し、各ビームの持つパラメータの中に該誘導電極電
圧を含め、ビーム切り替えの際ビーム電流強度に応じて
該誘導電極電圧を変化させる事を特徴とする請求項３記
載の集束イオンビーム加工観察装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6096090A JPH07302574A (ja) | 1994-05-10 | 1994-05-10 | 集束イオンビーム加工観察装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6096090A JPH07302574A (ja) | 1994-05-10 | 1994-05-10 | 集束イオンビーム加工観察装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07302574A true JPH07302574A (ja) | 1995-11-14 |
Family
ID=14155704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6096090A Pending JPH07302574A (ja) | 1994-05-10 | 1994-05-10 | 集束イオンビーム加工観察装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07302574A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100329347B1 (ko) * | 1998-07-10 | 2002-03-22 | 히로시 오우라 | 블랭킹 애퍼처 어레이 유형의 대전 입자빔 리소그래피 시스템 |
| JP2003502823A (ja) * | 1999-06-22 | 2003-01-21 | フィリップス エレクトロン オプティクス ビー ヴィ | 高い輝度と大きいビーム電流の間で切換可能な粒子源を含む粒子光学装置 |
| JP2010028267A (ja) * | 2008-07-16 | 2010-02-04 | Pioneer Electronic Corp | 撮像装置 |
| JP2015176685A (ja) * | 2014-03-14 | 2015-10-05 | 日本電子株式会社 | 荷電粒子ビーム照射装置及び荷電粒子ビーム照射方法 |
-
1994
- 1994-05-10 JP JP6096090A patent/JPH07302574A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100329347B1 (ko) * | 1998-07-10 | 2002-03-22 | 히로시 오우라 | 블랭킹 애퍼처 어레이 유형의 대전 입자빔 리소그래피 시스템 |
| US6465796B1 (en) | 1998-07-10 | 2002-10-15 | Advantest Corporation | Charge-particle beam lithography system of blanking aperture array type |
| JP2003502823A (ja) * | 1999-06-22 | 2003-01-21 | フィリップス エレクトロン オプティクス ビー ヴィ | 高い輝度と大きいビーム電流の間で切換可能な粒子源を含む粒子光学装置 |
| JP4647866B2 (ja) * | 1999-06-22 | 2011-03-09 | エフ イー アイ カンパニ | 高い輝度と大きいビーム電流の間で切換可能な粒子源を含む粒子光学装置 |
| JP2010028267A (ja) * | 2008-07-16 | 2010-02-04 | Pioneer Electronic Corp | 撮像装置 |
| JP2015176685A (ja) * | 2014-03-14 | 2015-10-05 | 日本電子株式会社 | 荷電粒子ビーム照射装置及び荷電粒子ビーム照射方法 |
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