JPH076609Y2 - 集束イオンビーム加工装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 集束イオンビームにより半導体デバイス加工を行う場
合、イオン照射によって発生する２次電子又は２次イオ
ン像によって加工位置の割り出しや、加工中のモニタを
行なう集束イオンビーム加工装置に関する。加工の対象
としては、IC内配線の切断、接続、穴あけ等の配線変更
がある。

〔考案の概要〕

本考案は集束イオンビームを走査しながら照射すること
により半導体デバイスの加工を行なうイオンビーム加工
装置において、加工位置の割り出しや加工中のモニタ
を、イオンビーム照射によって発生する２次イオン又は
２次電子のいずれか一方を選択的に検出することによ
り、試料表面でのチャージアップの問題無しに全イオン
検出可能な表面観察法を提供するものである。

〔従来の技術〕

従来イオンビーム加工を行なう場合、目的位置の割り出
しには、大まかに光学顕微鏡で合わせ、イオンビーム照
射によって発生する２次電子を検出する２次電子像によ
って行なっていた。他の手段としては、イオンビーム照
射によって発生する２次イオンを質量分離して検出する
２次イオン像による方法があった。

〔考案が解決しようとする問題点〕

２次電子像を得る方法では、絶縁体試料をイオンビーム
照射して２次電子検出する場合、表面におけるチャージ
アップの問題によって表面像が得られなくなるという問
題があった。イオンビーム加工の対象となるのは半導体
デバイスであり、金蒸着等による解決策は適用できな
い。又、２次イオン像を得る方法では、質量分析を行な
うため、装置が大型化する問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、前述の問題点を解決するための手段であり、
そのための構成と手法を以下に示す。

集束イオンビームを走査しながら照射して試料表面の微
細加工を行なうイオンビーム加工装置において、従来の
２次電子検出器の先端に２次イオン検出部を接合して、
イオン検出部電極のバイアスを零と負圧に切り替えるこ
とによって、２次電子又は２次イオンを選択的に検出す
る。これによって、試料表面がチャージアップしている
場合、２次イオン検出し、チャージアップが無い状態で
は、全イオン検出部電極の負バイアスを切って２次電子
検出する。

〔作用〕

２次電子検出器の先端に設ける全イオン検出部は、負バ
イアス印加のアルミニウム電極が円筒上に配置されてお
り、イオンビーム照射によって放出される２次イオン中
正イオンは負高圧によって引っ張られて該電極に衝突
し、それによって発生する２次電子を後続の２次電子検
出器によって検出する。２次イオン励起２次電子は、通
常の２次電子と同様に表面形状情報を含んでいる。

〔実施例〕

以下、図面に従って本考案の実施例を説明する。図−１
は全イオン検出の概略図である。１次イオン10によっ
て、試料１から２次電子12と２次イオン11が発生する
が、アルミニウム電極３に負高圧が印加されていると、
コレクタースリット２によって導かれる２次電子12と２
次イオン11のうち、電荷の関係で、正の２次イオンのみ
引っ張られて２次イオン11がアルミニウム電極３に衝突
する。

その際、２次イオン励起によってアルミニウム電極３か
ら２次電子13が発生する。この２次電子13は次段の正高
圧が印加されているシンチレータ４に入射する。それに
よってシンチレータ４で励起された光をライトパイプ５
によって光電子増倍管６に導かれる。

２次イオン励起２次電子像は、走査電子顕微鏡（SEM）
や走査イオン顕微鏡（SIM）と同様に、試料表面形状の
情報を得るのに適用される。

イオン照射によってチャージアップを起こす絶縁体試料
には電子銃７により電子シャワーを浴びせて表面を中和
する必要があり、その場合、２次電子検出は不可能とな
り、２次イオン検出が有効となる。

又、チャージアップの問題のない試料においては、２次
イオン検出より２次電子検出の方が、強度を多くとれる
という点から、２次電子検出を行なう。２次電子検出を
行なう場合は、アルミニウム電極３への負高圧をOFFに
して、シンチレータ４への正高圧のみを印加する。これ
によって２次電子検出が可能となる。

〔考案の効果〕

本考案によると、２次イオン像、２次電子像の切換が迅
速，簡単に行なえ、絶縁体試料でも問題なく表面観察で
きる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図は、本考案による全イオン検出器の概略図を示す。 １……試料 ２……コレクタスリット ３……アルミニウム電極 ４……シンチレータ ５……ライトパイプ ６……光電子倍増管 10……１次イオン 11……２次イオン 12……２次電子 13……２次イオンによる２次電子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 皆藤 孝 東京都江東区亀戸６丁目31番１号 セイコ ー電子工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭48−95294（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】イオン源から発生する集束イオンビームを
   走査しながら試料表面を照射するイオンビーム照射手段
   と、前記イオンビーム照射手段によって前記試料表面か
   ら放出される２次イオンと２次電子を検出する検出器よ
   りなる集束イオンビーム加工装置において、 前記検出器は、正の高電圧が印加され、入射された２次
   電子により光を励起するシンチレータと、前記励起され
   た光を電子的に増幅する電子増倍管と、前記シンチレー
   タから前記集束イオンビームの試料照射位置方向に開放
   穴を有するコレクタスリットと、前記シンチレータの前
   方で且つ前記集束イオンビームの試料照射位置方向に円
   筒状に配置され、前記試料から放出された２次イオンに
   て照射されることにより２次電子を放出する電極と、前
   記試料から発生した２次イオンを前記電極に照射し、新
   たに２次イオン照射による２次電子を発生し前記シンチ
   レータに前記２次イオン照射による２次電子を入射する
   ために前記電極への印加を負の高電圧と、前記試料から
   発生した２次電子を前記コレクタスリットを通って直接
   シンチレータに入射するために、前記電極への負の高電
   圧印加をオフとに、切り換えるバイアス切り換え手段を
   有し、前記試料からの２次電子と２次イオンの検出を、
   前記バイアス切り換え手段により容易に切り換えること
   が可能なことを特徴とする集束イオンビーム加工装置。