JPH08250060A - イオン／電子ビーム応用装置の二次粒子検出方法 - Google Patents
イオン／電子ビーム応用装置の二次粒子検出方法Info
- Publication number
- JPH08250060A JPH08250060A JP7053961A JP5396195A JPH08250060A JP H08250060 A JPH08250060 A JP H08250060A JP 7053961 A JP7053961 A JP 7053961A JP 5396195 A JP5396195 A JP 5396195A JP H08250060 A JPH08250060 A JP H08250060A
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- Japan
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- electron beam
- ion
- sample
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Abstract
(57)【要約】
【構成】電子ビーム発生装置先端部に設けた帯電粒子用
引出電極，帯電粒子偏向機，二次粒子検出制御器などで
構成される。 【効果】試料の近くに複雑に装置が配置されたＦＩＢ−
ＳＥＭ（ＳＥＭ付きＦＩＢ加工装置）において、試料の
近くに帯電粒子検出器を設ける必要なく、かつ、従来の
検出感度を低下させることなく、試料より発生した二次
イオンや二次電子が検出出来るようになった。
引出電極，帯電粒子偏向機，二次粒子検出制御器などで
構成される。 【効果】試料の近くに複雑に装置が配置されたＦＩＢ−
ＳＥＭ（ＳＥＭ付きＦＩＢ加工装置）において、試料の
近くに帯電粒子検出器を設ける必要なく、かつ、従来の
検出感度を低下させることなく、試料より発生した二次
イオンや二次電子が検出出来るようになった。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は試料のほぼ同一点をイオ
ンビームもしくは電子ビームが照射出来るよう構成した
デュアルビーム応用の観察／加工／分析装置の信号検出
方法に関する。
ンビームもしくは電子ビームが照射出来るよう構成した
デュアルビーム応用の観察／加工／分析装置の信号検出
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＦＩＢ−ＳＥＭとはＦＩＢで試料の目標
部分を加工しつつ、その部分の観察や分析を同機に搭載
されたＳＥＭで行い、一つの装置で微細加工と観察と分
析とが出来るようにした装置である。加工は、通常、加
工部分にイオンビームと反応する特定のガスをガス銃で
照射しながら行う。観察は、イオンビーム、もしくはＳ
ＥＭの電子ビームの照射により試料観察部から発生した
二次イオンもしくは二次電子を荷電粒子検出器で検出
し、走査形顕微鏡の方法で行う。分析は、電子ビームの
照射により発生したＸ線をＸ線検出器で検出して行う。
また、イオンビーム照射で発生した二次イオンを質量分
析器に導いて分析する場合も有る。従って、ＦＩＢ−Ｓ
ＥＭの試料の加工部分の近くには、これらの、ＦＩＢ用
鏡筒，SEM用鏡筒，ガス銃，荷電粒子検出器，Ｘ線検出
器などが加工部分を見込むように密度高く配置されてい
る。ＦＩＢ−ＳＥＭではこれらの装置が必要で、かつ、
それらが試料の近くに複雑に配置されているこの様子
は、例えば、技術誌、「電子材料」の１９９３年３月
号、第６３頁に描かれている。
部分を加工しつつ、その部分の観察や分析を同機に搭載
されたＳＥＭで行い、一つの装置で微細加工と観察と分
析とが出来るようにした装置である。加工は、通常、加
工部分にイオンビームと反応する特定のガスをガス銃で
照射しながら行う。観察は、イオンビーム、もしくはＳ
ＥＭの電子ビームの照射により試料観察部から発生した
二次イオンもしくは二次電子を荷電粒子検出器で検出
し、走査形顕微鏡の方法で行う。分析は、電子ビームの
照射により発生したＸ線をＸ線検出器で検出して行う。
また、イオンビーム照射で発生した二次イオンを質量分
析器に導いて分析する場合も有る。従って、ＦＩＢ−Ｓ
ＥＭの試料の加工部分の近くには、これらの、ＦＩＢ用
鏡筒，SEM用鏡筒，ガス銃，荷電粒子検出器，Ｘ線検出
器などが加工部分を見込むように密度高く配置されてい
る。ＦＩＢ−ＳＥＭではこれらの装置が必要で、かつ、
それらが試料の近くに複雑に配置されているこの様子
は、例えば、技術誌、「電子材料」の１９９３年３月
号、第６３頁に描かれている。
【０００３】いずれの装置も試料の加工点を見込み、か
つ、検出感度やビーム細束化、及び、高密度ガス供給の
必要性から、これらの装置を、極力，加工点に近づけて
設置する必要が有る。ところが、このように多数の装置
を密度高く配置するとなると、全ての装置を加工点に近
接して設置出来る近接さの程度にも限界が有り、例え
ば、荷電粒子検出器では、本来の高感度の検出性能を十
分に発揮出来ないという欠点があった。また、最近で
は、複数種のガスを別個のガス銃から照射しつつ加工す
る必要性が生じ、かつ、試料の帯電中和用の大電流電子
銃を設置する要求も出てきたが、これらの装置を新たに
つけ加えて試料近くに配置することはスペースの点から
極めて難しい状況に有る。
つ、検出感度やビーム細束化、及び、高密度ガス供給の
必要性から、これらの装置を、極力，加工点に近づけて
設置する必要が有る。ところが、このように多数の装置
を密度高く配置するとなると、全ての装置を加工点に近
接して設置出来る近接さの程度にも限界が有り、例え
ば、荷電粒子検出器では、本来の高感度の検出性能を十
分に発揮出来ないという欠点があった。また、最近で
は、複数種のガスを別個のガス銃から照射しつつ加工す
る必要性が生じ、かつ、試料の帯電中和用の大電流電子
銃を設置する要求も出てきたが、これらの装置を新たに
つけ加えて試料近くに配置することはスペースの点から
極めて難しい状況に有る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明のイオン／電子
ビーム応用装置の二次粒子検出方法の目的はＦＩＢ−Ｓ
ＥＭにおいて試料近くに荷電粒子検出器を設ける必要な
く、かつ、検出感度を低下させること無く、ＦＩＢやＳ
ＥＭで発生した二次イオンや二次電子を検出する方法を
提供することにある。
ビーム応用装置の二次粒子検出方法の目的はＦＩＢ−Ｓ
ＥＭにおいて試料近くに荷電粒子検出器を設ける必要な
く、かつ、検出感度を低下させること無く、ＦＩＢやＳ
ＥＭで発生した二次イオンや二次電子を検出する方法を
提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のイオン／電子ビーム応用装置の二次粒子検
出方法では、従来の方式のように、荷電粒子検出器を試
料を直接見込む位置には設置せず、そのかわり、ＦＩＢ
もしくは電子ビームにより発生した二次粒子をＳＥＭ鏡
筒に引き込んで、ＳＥＭ鏡筒の上方部分に引きあげ、そ
の後、同鏡筒の側方に取り出して検出するようにした。
正電荷のイオンや負電荷の電子をＳＥＭ鏡筒に引き込む
ため、ＳＥＭ鏡筒の１次電子ビーム通路には、負電圧及
び正電圧にきり替えることが可能な二次粒子引出電極を
設け、かつ、ＳＥＭ鏡筒上部の二次粒子取り出し部分に
は、イオンもしくは電子を取り出すことが出来るよう、
静電型のビーム偏向器を設けた。
に、本発明のイオン／電子ビーム応用装置の二次粒子検
出方法では、従来の方式のように、荷電粒子検出器を試
料を直接見込む位置には設置せず、そのかわり、ＦＩＢ
もしくは電子ビームにより発生した二次粒子をＳＥＭ鏡
筒に引き込んで、ＳＥＭ鏡筒の上方部分に引きあげ、そ
の後、同鏡筒の側方に取り出して検出するようにした。
正電荷のイオンや負電荷の電子をＳＥＭ鏡筒に引き込む
ため、ＳＥＭ鏡筒の１次電子ビーム通路には、負電圧及
び正電圧にきり替えることが可能な二次粒子引出電極を
設け、かつ、ＳＥＭ鏡筒上部の二次粒子取り出し部分に
は、イオンもしくは電子を取り出すことが出来るよう、
静電型のビーム偏向器を設けた。
【０００６】
【作用】本発明のイオン／電子ビーム応用装置の二次粒
子検出方法では、ＳＥＭ鏡筒により、二次粒子を検出す
るので、試料の近くに二次粒子検出器を設置する必要が
無い。また、ＳＥＭ鏡筒に設置された引出電極には負ま
たは正の電圧を任意に印加出来るので、１次イオンビー
ムの照射で発生した正電荷のイオン，負電荷のイオン、
及び、負電荷の電子を任意に検出することが出来る。
子検出方法では、ＳＥＭ鏡筒により、二次粒子を検出す
るので、試料の近くに二次粒子検出器を設置する必要が
無い。また、ＳＥＭ鏡筒に設置された引出電極には負ま
たは正の電圧を任意に印加出来るので、１次イオンビー
ムの照射で発生した正電荷のイオン，負電荷のイオン、
及び、負電荷の電子を任意に検出することが出来る。
【０００７】
【実施例】本発明の一実施例を図１を用いて説明する。
図１では、ＦＩＢ−ＳＥＭの本発明に関係する部分のみ
を描いている。試料の近くに密度高く配置されているガ
ス銃やＸ線検出器、および、帯電中和用大電流電子銃な
どは省略されている。図１で試料の近くに二次粒子検出
器が描かれていないのは、以下に述べるよう、本発明の
成果である。
図１では、ＦＩＢ−ＳＥＭの本発明に関係する部分のみ
を描いている。試料の近くに密度高く配置されているガ
ス銃やＸ線検出器、および、帯電中和用大電流電子銃な
どは省略されている。図１で試料の近くに二次粒子検出
器が描かれていないのは、以下に述べるよう、本発明の
成果である。
【０００８】イオン銃１より発射されたイオンビーム２
はＦＩＢ鏡筒３を走行し、イオンビーム用対物レンズ１
４でＦＩＢ（集束イオンビーム）に細く絞られて試料４
を照射する。ＦＩＢの照射点からは正電荷に帯電した二
次イオンや負電荷に帯電した二次イオン、及び、負電荷
の二次電子が発生する。一方、電子銃５が発射した電子
ビーム６はＳＥＭ鏡筒７を走行し、電子ビーム用対物レ
ンズ８で細く絞られて４を照射する。６の照射により試
料からは二次電子が発生する。
はＦＩＢ鏡筒３を走行し、イオンビーム用対物レンズ１
４でＦＩＢ（集束イオンビーム）に細く絞られて試料４
を照射する。ＦＩＢの照射点からは正電荷に帯電した二
次イオンや負電荷に帯電した二次イオン、及び、負電荷
の二次電子が発生する。一方、電子銃５が発射した電子
ビーム６はＳＥＭ鏡筒７を走行し、電子ビーム用対物レ
ンズ８で細く絞られて４を照射する。６の照射により試
料からは二次電子が発生する。
【０００９】２もしくは６の試料照射によって試料から
発生する正もしくは負に帯電した二次粒子を、試料の近
くに検出器を設けることなく、かつ、高感度で検出する
ことが本発明の目的である。この目的を達成するため
に、本発明では７の先端部に正もしくは負の電圧が任意
に印加出来るようにした引出電極９を設け試料からでた
帯電二次粒子を、矢印を付けた太い実線１０のように７
の上部に引き出すようにしてる。８の上方にまで引き上
げられた帯電二次粒子は帯電粒子偏向器１１によって１
０のように、７の側方向に曲げられ、帯電粒子検出器１
２に入る。１２の出力信号がＦＩＢ−ＳＥＭにおける走
査形イオン顕微鏡像、あるいは、走査形電子顕微鏡像の
映像信号に使われる。
発生する正もしくは負に帯電した二次粒子を、試料の近
くに検出器を設けることなく、かつ、高感度で検出する
ことが本発明の目的である。この目的を達成するため
に、本発明では７の先端部に正もしくは負の電圧が任意
に印加出来るようにした引出電極９を設け試料からでた
帯電二次粒子を、矢印を付けた太い実線１０のように７
の上部に引き出すようにしてる。８の上方にまで引き上
げられた帯電二次粒子は帯電粒子偏向器１１によって１
０のように、７の側方向に曲げられ、帯電粒子検出器１
２に入る。１２の出力信号がＦＩＢ−ＳＥＭにおける走
査形イオン顕微鏡像、あるいは、走査形電子顕微鏡像の
映像信号に使われる。
【００１０】１１は帯電粒子が１２の方向に向かうよう
に電界を発生する電極板１３とそれに直行した方向に磁
界を発生するコイル１４からなる。１４はイオンビーム
の照射で発生した帯電二次粒子を検出する時は特には機
能しない。しかし、６を走査して、６により発生した二
次電子でＳＥＭ像を観察しようとするとき、このコイル
が有用に作用する。すなわち、６に対する１３の電界に
よる力と１４による磁界の力をバランスさせることで、
６の進行には影響を与えることなく、かつ、二次電子１
０のみを１２の方向に曲げることが出来る。対物レンズ
の先端と試料との間に強い磁場が存在するような特殊な
走査形電子顕微鏡では「ヒタチ・レヴュー」第４３巻
（平成６年）、１９１頁に詳述されているように、二次
電子を対物レンズ上方に引上げ、１１と同様の電場・磁
場重畳形の偏向器を使って横方向に取り出す技術は必要
不可欠の二次電子検出技術であるが、本発明の対象とす
るＳＥＭ−ＦＩＢでは８の構造からもわかるように試料
が強い磁場の存在する環境に有る必要はない。また、イ
オンビーム照射により発生した二次イオンや二次電子を
検出する場合にはこのコイルは機能しない。しかし、Ｓ
ＥＭ−ＦＩＢでは、ＳＥＭの単機能装置に比べて以下の
特殊性が有る。すなわち、イオンビーム照射により発生
するイオンには正電荷の物も負電荷の物も有るので、そ
れらの何れを検出したいかに応じて９と１３の電圧極性
を切り替える必要が有る。本発明のイオン／電子ビーム
応用装置の二次粒子検出方法では１５の二次粒子検出制
御器がそれを行う。１５は、操作者の指示にしたがった
コンピュータ制御によって、イオンビーム照射で発生し
た正、または負の二次イオンや二次電子、および、電子
ビーム照射で発生した二次電子のそれぞれの検出に最適
の、９，１３，１４に供給する電圧と電流を発生する。
に電界を発生する電極板１３とそれに直行した方向に磁
界を発生するコイル１４からなる。１４はイオンビーム
の照射で発生した帯電二次粒子を検出する時は特には機
能しない。しかし、６を走査して、６により発生した二
次電子でＳＥＭ像を観察しようとするとき、このコイル
が有用に作用する。すなわち、６に対する１３の電界に
よる力と１４による磁界の力をバランスさせることで、
６の進行には影響を与えることなく、かつ、二次電子１
０のみを１２の方向に曲げることが出来る。対物レンズ
の先端と試料との間に強い磁場が存在するような特殊な
走査形電子顕微鏡では「ヒタチ・レヴュー」第４３巻
（平成６年）、１９１頁に詳述されているように、二次
電子を対物レンズ上方に引上げ、１１と同様の電場・磁
場重畳形の偏向器を使って横方向に取り出す技術は必要
不可欠の二次電子検出技術であるが、本発明の対象とす
るＳＥＭ−ＦＩＢでは８の構造からもわかるように試料
が強い磁場の存在する環境に有る必要はない。また、イ
オンビーム照射により発生した二次イオンや二次電子を
検出する場合にはこのコイルは機能しない。しかし、Ｓ
ＥＭ−ＦＩＢでは、ＳＥＭの単機能装置に比べて以下の
特殊性が有る。すなわち、イオンビーム照射により発生
するイオンには正電荷の物も負電荷の物も有るので、そ
れらの何れを検出したいかに応じて９と１３の電圧極性
を切り替える必要が有る。本発明のイオン／電子ビーム
応用装置の二次粒子検出方法では１５の二次粒子検出制
御器がそれを行う。１５は、操作者の指示にしたがった
コンピュータ制御によって、イオンビーム照射で発生し
た正、または負の二次イオンや二次電子、および、電子
ビーム照射で発生した二次電子のそれぞれの検出に最適
の、９，１３，１４に供給する電圧と電流を発生する。
【００１１】
【発明の効果】本発明により、ＦＩＢ−ＳＥＭにおいて
試料近くに荷電粒子検出器を設ける必要なく、かつ、検
出器を試料の近くに設けた場合と同等の検出感度で二次
イオンや二次電子の検出が出来るようになった。
試料近くに荷電粒子検出器を設ける必要なく、かつ、検
出器を試料の近くに設けた場合と同等の検出感度で二次
イオンや二次電子の検出が出来るようになった。
【図１】本発明のイオン／電子ビーム応用装置の二次粒
子検出方法の説明図。
子検出方法の説明図。
１…イオン銃、２…イオンビーム、３…ＦＩＢ鏡筒、４
…試料、５…電子銃、６…電子ビーム、７…ＳＥＭ鏡
筒、８…電子ビーム用対物レンズ、９…引出電極、１０
…帯電二次粒子の軌道、１１…帯電粒子偏向器、１２…
帯電粒子検出器、１３…電極板、１４…コイル、１５…
二次粒子検出制御器。
…試料、５…電子銃、６…電子ビーム、７…ＳＥＭ鏡
筒、８…電子ビーム用対物レンズ、９…引出電極、１０
…帯電二次粒子の軌道、１１…帯電粒子偏向器、１２…
帯電粒子検出器、１３…電極板、１４…コイル、１５…
二次粒子検出制御器。
Claims (4)
- 【請求項１】試料のほぼ同一点にイオンビームもしくは
電子ビームを照射するように前記イオンビームの鏡筒と
前記電子ビームの鏡筒とを試料に向けて配置したイオン
と電子の複数ビーム応用装置において、前記イオンビー
ムもしくは前記電子ビームの照射により試料から発生し
たイオンもしくは電子などの帯電性二次粒子を前記電子
ビームの鏡筒を通して検出するようにしたことを特徴と
するイオン／電子ビーム応用装置の二次粒子検出方法。 - 【請求項２】請求項１において、前記電子ビーム鏡筒の
先端部に正、もしくは、負の電圧を目的に対応して任意
に印加出来る二次粒子引出電極を有するイオン／電子ビ
ーム応用装置の二次粒子検出方法。 - 【請求項３】請求項１において、前記電子ビームの鏡筒
の対物レンズの上方部分に鏡筒軸と交差する方向に電界
が作用する電極板を設け、この部分に引き込んだ帯電正
二次粒子を電子ビーム鏡筒軸の側方に取り出すことが出
来るようにしたイオン／電子ビーム応用装置の二次粒子
検出方法。 - 【請求項４】請求項１において、前記電子ビームの鏡筒
の二次電子引出部分に電場磁場重畳形電子線偏向器を設
け、前記電子ビーム鏡筒を走行する１次電子ビームには
影響すること無く前記電子ビーム鏡筒に引き込んだ二次
電子を前記鏡筒から検出素子の方向に取り出すことが出
来るようにしたイオン／電子ビーム応用装置の二次粒子
検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7053961A JPH08250060A (ja) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | イオン／電子ビーム応用装置の二次粒子検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7053961A JPH08250060A (ja) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | イオン／電子ビーム応用装置の二次粒子検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08250060A true JPH08250060A (ja) | 1996-09-27 |
Family
ID=12957288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7053961A Pending JPH08250060A (ja) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | イオン／電子ビーム応用装置の二次粒子検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08250060A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007521486A (ja) * | 2003-06-26 | 2007-08-02 | エフ・イ−・アイ・カンパニー | イオンおよび電子を検出するために適した粒子検出器 |
-
1995
- 1995-03-14 JP JP7053961A patent/JPH08250060A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007521486A (ja) * | 2003-06-26 | 2007-08-02 | エフ・イ−・アイ・カンパニー | イオンおよび電子を検出するために適した粒子検出器 |
| JP4740422B2 (ja) * | 2003-06-26 | 2011-08-03 | エフ・イ−・アイ・カンパニー | 荷電粒子検出器、集束イオンビーム・システム、イオン−電子変換器および正または負に荷電した粒子を検出する方法 |
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