JPH09161712A - Sample machining device by ion beam - Google Patents

Sample machining device by ion beam

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JPH09161712A
JPH09161712A JP7322720A JP32272095A JPH09161712A JP H09161712 A JPH09161712 A JP H09161712A JP 7322720 A JP7322720 A JP 7322720A JP 32272095 A JP32272095 A JP 32272095A JP H09161712 A JPH09161712 A JP H09161712A
Authority
JP
Japan
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sample
ion beam
electrons
electron
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP7322720A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sadao Nomura
節生 野村
Hiroshi Hirose
博 広瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To observe the change of the shape of a sample without interrupting machining and perform high-precision machining by observing the electrons generated when an electron beam is applied to the sample, and selectively detecting reflected electrons. SOLUTION: An ion beam 2 is applied to a sample 4 while being scanned in a circular region by an ion beam scanner 3 in a vacuum container 1. The SEM image displayed on a display 5 is changed to an image having a deep hole as machining proceeds. An electron beam 6 is scanned in a rectangular region corresponding to this image, and the sample reflected electrons of the electron beam 6 are detected by an MCP. They are amplified and used for the image signal 11 of the display 5, and a SEM image controller 8 is driven to draw the SEM image. When the non beam 2 and the electron beam 6 are applied, secondary electrons 9 contained in the sample 4 and reflected electrons 10 are generated. The reflected electrons 10 are selectively detected based on the energy difference between the secondary electrons 9 and the reflected electrons 10 to form the SEM image.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はFIB(集束イオン
ビーム)加工装置を使って微細加工を行う時の加工の進
行状況を監視する装置及び方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and method for monitoring the progress of processing when performing fine processing using a FIB (Focused Ion Beam) processing apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】FIB加工装置は細く絞ったイオンビー
ムを試料に照射し、照射部の微細加工を行う装置であ
る。この加工部位を観察する手段として従来より以下の
ようなものが開示されている。
2. Description of the Related Art A FIB processing apparatus is an apparatus for irradiating a sample with a finely focused ion beam to perform fine processing of an irradiation portion. Conventionally, the following means have been disclosed as means for observing this processed portion.

【0003】その1つとして試料の加工後、試料をイオ
ンビームの軸に斜めに傾けて加工部のSIM像(イオン
ビームを利用してSEMと同様の方法で得られる走査形
のイオン顕微鏡像)を得ることによって、加工部位を観
察するものがある。
As one of them, after processing the sample, the sample is tilted obliquely to the axis of the ion beam and a SIM image of the processed portion (a scanning ion microscope image obtained by using the ion beam in the same manner as SEM). There are some which observe a processed part by obtaining.

【0004】また、FIB加工装置に試料の加工位置が
観えるようにSEMを装着することによって、加工結果
をイオンビームを使うことなく、かつ試料を傾ける必要
もなく観察するものがある。その具体例として「荷電粒
子ビームの工業への応用第132委員会,第125回研
究会資料−日本学術振興会編,1993年」の第160
頁に記載されているように、イオンビーム照射を電子ビ
ーム照射に切り替えて、試料の加工状態を観察する技術
が開示されている。
There is also a FIB processing apparatus in which an SEM is mounted so that the processing position of a sample can be seen, so that the processing result can be observed without using an ion beam and without tilting the sample. As a specific example, “Application of charged particle beam to industry, 132nd Committee, 125th Research Group Material-Japan Society for the Promotion of Science, 1993”, 160th.
As described on the page, a technique is disclosed in which the ion beam irradiation is switched to the electron beam irradiation and the processing state of the sample is observed.

【0005】以上示した従来技術は以下のような欠点を
有している。
The above-mentioned prior art has the following drawbacks.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記したようなSIM
像を得ることによって加工部位を観察する手段は、イオ
ンビームの加工後に所望の加工ができたかどうかのチェ
ックを行うものである。即ち、イオンビーム照射中には
SIM像は形成されないので、どのように加工が進行し
ているかは確認できない。また上記したようなSEMに
よって加工部位を観察する手段も、イオンビーム加工中
には試料像を観察することはできない。何故なら、イオ
ンビームの照射中にはイオンビームによって試料から多
量の2次電子が発生し、この2次電子がSEM像を形成
するのに必要な電子ビームによる2次電子に重畳する。
そのためイオンビーム照射中には極めてS/N比の低い
SEM像しか得られない。
SUMMARY OF THE INVENTION SIM as described above
The means for observing the processed portion by obtaining an image is to check whether or not desired processing has been performed after the ion beam processing. That is, since the SIM image is not formed during the ion beam irradiation, it cannot be confirmed how the processing is progressing. Further, the means for observing the processed portion by the SEM as described above cannot observe the sample image during the ion beam processing. This is because during irradiation of the ion beam, a large amount of secondary electrons are generated from the sample due to the ion beam, and these secondary electrons are superposed on the secondary electrons due to the electron beam necessary for forming the SEM image.
Therefore, the S / N ratio is extremely low during ion beam irradiation.
Only SEM images can be obtained.

【0007】即ち、上記何れの従来技術も加工が終わる
までは加工部位の確認ができないため、過度の加工によ
り対象試料を削り過ぎたりすることがあった。或いは加
工の途中でSIM像もしくはSEM像を観察しようとす
ると加工を停止して観察モードに切り換える必要がある
ため作業時間の遅延を招く等の加工上不都合な点が多く
あった。
That is, in any of the above-mentioned prior arts, the processed portion cannot be confirmed until the processing is completed, so that the target sample may be excessively cut due to excessive processing. Alternatively, when trying to observe the SIM image or the SEM image during the processing, it is necessary to stop the processing and switch to the observation mode, which causes a lot of inconveniences in the processing such as a delay in the working time.

【0008】本発明は以上に示したような従来技術の欠
点を解消し、加工者の意に沿った加工を短時間に精度良
く行うことのできるイオンビームによる試料の加工装置
を提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned drawbacks of the prior art, and provides an apparatus for processing a sample by an ion beam, which is capable of performing processing according to the intention of the operator in a short time and with high accuracy. To aim.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明では以下のような構成を有する。すなわち、イオ
ンビームによって試料を加工する装置において、電子ビ
ームを前記試料に照射することによって発生する電子を
検出することで試料を観察する観察手段を備え、該観察
手段は前記電子ビームを試料に照射することによって得
られる反射電子を選択し検出する手段を備える。
In order to achieve the above object, the present invention has the following constitution. That is, an apparatus for processing a sample with an ion beam includes an observation means for observing the sample by detecting electrons generated by irradiating the sample with an electron beam, and the observation means irradiates the sample with the electron beam. A means for selecting and detecting the backscattered electrons obtained by

【0010】以上の構成によってイオンビーム照射によ
り発生する電子に影響されることなく、電子ビーム照射
に基づいて発生した電子を選択し、検出することができ
る。より具体的に説明すると、イオンビームの照射によ
り発生した2次電子と電子ビーム照射により発生した2
次電子は区別できないが、電子ビームの弾性散乱作用で
戻ってきた反射電子は、上記の2次電子に比して高いエ
ネルギーを持っているので、このエネルギー差により、
反射電子と2次電子は区別できる。イオンビーム照射に
よってはエネルギーの高い電子は殆ど発生しないので、
電子ビーム照射による反射電子を選択し、検出すること
によって、イオンビーム照射によって発生した電子の影
響を受けないSEM像を得ることができる。
With the above structure, the electrons generated by the electron beam irradiation can be selected and detected without being affected by the electrons generated by the ion beam irradiation. More specifically, secondary electrons generated by ion beam irradiation and 2 generated by electron beam irradiation
Although the secondary electrons are indistinguishable, the reflected electrons returned by the elastic scattering action of the electron beam have higher energy than the secondary electrons described above.
Reflected electrons and secondary electrons can be distinguished. Since high energy electrons are hardly generated by ion beam irradiation,
By selecting and detecting the reflected electrons by electron beam irradiation, it is possible to obtain an SEM image that is not affected by the electrons generated by ion beam irradiation.

【0011】その具体的構成としては、まず、ある一定
値以下のエネルギーの電子は観察手段の検出素子に到達
させない様に構成する。また他の構成例としてエネルギ
ーの低い電子を検出素子に到達させないのではなくある
一定値以上のエネルギーを持つ電子に感知する検出素子
を観察手段に備えることによって同等の作用を得ること
ができる。
As a specific configuration, first, electrons having an energy of a certain value or less are configured not to reach the detection element of the observation means. Further, as another configuration example, an equivalent action can be obtained by providing the observing means with a detection element that senses electrons having an energy of a certain value or more, instead of preventing electrons having low energy from reaching the detection element.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施例である。
真空容器1の中でイオンビーム2がイオンビーム走査器
3により、円形の領域を走査されながら試料4を照射し
ている。時間が経過すると共に円形の穴が掘れて行く。
この様子が、イオンビームの軸に対して斜めの方向に設
置されたSEMにより、そのディスプレー5にSEM像
として表示されている。この実施例では、5の像は時間
の経過と共に、すなわち加工が進むとともに、次第に深
い穴を有する像に変化する。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
In the vacuum container 1, the ion beam 2 irradiates the sample 4 while the circular region is scanned by the ion beam scanner 3. A circular hole digs as time passes.
This state is displayed as an SEM image on the display 5 by the SEM installed in a direction oblique to the axis of the ion beam. In this embodiment, the image of 5 gradually changes into an image having deep holes as time passes, that is, as the processing progresses.

【0013】5の像は搭載したSEMの電子ビーム6を
5の視野に対応した矩形の領域で走査し、6の試料反射
電子をMCP検出器12で検出して増幅し、5の映像用
信号11に使って、SEM像制御器8を駆動して描いた
SEM像である。イオンビームと電子ビームの照射によ
り、試料からは元々は試料に含まれていた2次電子9と
電子ビームによる反射電子10とが発生している。2次
電子9にはイオンビームの照射により発生したものと電
子ビームの照射により発生したものとがあるがこれらを
区別することはできない。
The image of 5 scans the electron beam 6 of the mounted SEM in a rectangular area corresponding to the field of view of 5, the sample reflected electrons of 6 are detected and amplified by the MCP detector 12, and the image signal of 5 is obtained. 11 is an SEM image drawn by driving the SEM image controller 8 for use in FIG. By the irradiation of the ion beam and the electron beam, secondary electrons 9 originally contained in the sample and reflected electrons 10 due to the electron beam are generated from the sample. The secondary electrons 9 include those generated by ion beam irradiation and those generated by electron beam irradiation, but these cannot be distinguished.

【0014】しかしながら、2次電子9と反射電子10
は、明瞭に区別できる。即ち、図2に示すように、反射
電子は、弾性散乱作用により発生しているので、照射し
た電子ビームのエネルギーとほぼ等しいエネルギーを持
っているのに対し、前記の2次電子のエネルギーは2次
電子は殆どが50eV以下である。
However, the secondary electrons 9 and the reflected electrons 10
Can be clearly distinguished. That is, as shown in FIG. 2, since the reflected electrons are generated by the elastic scattering action, they have energy almost equal to the energy of the irradiated electron beam, while the energy of the secondary electrons is 2 Most of the secondary electrons are 50 eV or less.

【0015】本発明の実施例では、この2次電子と反射
電子のエネルギー差に基づいて、電子ビーム照射によっ
て発生した反射電子を選択して検出することでSEM像
を形成している。
In the embodiment of the present invention, the SEM image is formed by selecting and detecting the reflected electrons generated by the electron beam irradiation based on the energy difference between the secondary electrons and the reflected electrons.

【0016】ここで、図1の本実施例では反射電子のみ
をSEMの映像用信号に使うために、検出器としてその
入射面の電圧(V1 )を−500Vに維持したMCP
(マイクロチャネルプレート)検出器12が使われてい
る。SEMは1kVで動作させている。V1 を−500
Vに維持することによって、500eV以下のエネルギ
ーを持つ電子は検出器に入れず、1keVの電子ビーム
6と略同等のエネルギーを有する電子ビームの反射電子
は500eVのエネルギーで検出素子に入射する。本実
施例で使用しているMCP検出器の信号励起効率には入
射粒子のエネルギーに対する依存性があり、500eV
でMCP検出器12に入射した粒子に対する励起効率が
最大であったため、V1 を−500Vと設定した。
Here, in this embodiment of FIG. 1, since only the backscattered electrons are used for the image signal of the SEM, the MCP in which the voltage (V 1 ) on the incident surface is maintained at -500V as a detector.
A (microchannel plate) detector 12 is used. The SEM is operating at 1 kV. V 1 to -500
By maintaining the voltage at V, electrons having an energy of 500 eV or less do not enter the detector, and reflected electrons of an electron beam having an energy substantially equal to that of the electron beam 6 of 1 keV enter the detecting element at an energy of 500 eV. The signal excitation efficiency of the MCP detector used in this example depends on the energy of incident particles, and is 500 eV.
In order excitation efficiency for particles incident on the MCP detector 12 was maximum, was set V 1 and -500 V.

【0017】以上示した実施例では電子ビームのエネル
ギーが1keVの場合を示したが、解像度を上げる等の
理由によりSEMを高電圧で使用して、例えば、電子ビ
ームのエネルギーが30keVの場合には、V1 を−2
9.5 kVに設定すればMCP検出器を信号励起効率に関
しては最も効率よく利用できる。
In the embodiment shown above, the electron beam energy is 1 keV. However, when the SEM is used at a high voltage for reasons such as resolution enhancement, for example, when the electron beam energy is 30 keV. , V 1 to -2
If set to 9.5 kV, the MCP detector can be used most efficiently in terms of signal excitation efficiency.

【0018】図3は本発明の他の実施例である。この実
施例では本発明をLSIの配線修正作業に応用してい
る。この配線修正作業では、5の像に示されているよ
う、断線していた1本の配線の間隙をFIB援用デポジ
ション法により接続している。
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention. In this embodiment, the present invention is applied to an LSI wiring correction work. In this wiring correction work, as shown in the image of 5, the gap of one wiring that has been disconnected is connected by the FIB-assisted deposition method.

【0019】FIB援用デポジション法とは、試料に金
属を含む有機性ガスを照射しながら加工部にFIBを照
射し、FIBの照射部分のみに金属性物質を堆積させる
方法である。有機性ガスとしてタングステン・ヘキサ・
カルボニルがガス供給装置14より供給されている。本
実施例では反射電子を検出するために、電子照射を受け
て発光する蛍光体・シンチレータ16と、その光を電気
信号に変え、増幅する光電子増倍管15が使われてい
る。シンチレータ16の照射面には、検出器制御電源1
3により+10kV(V2)の電圧が印加されている。2
次電子がシンチレータ16を照射しないようシンチレー
タ16の前方にはエネルギーフィルタ17が設置され、
エネルギーフィルタ17には13により−200Vの電
圧(V1 )が印加されている。17は開孔率の高いメッ
シュ状の電極である。イオンビームと電子ビームの照射
により試料から発生した電子のうち2次電子は17の前
方で試料の側に追い返され、電子ビーム照射による反射
電子のみが17を通過して、さらに、V2 によって10
keVに加速されて16を発光させる。シンチレータ1
6の発光には図1の実施例とは違って、10keV程度
の高いエネルギーが必要である。上記したようにイオン
ビーム照射により発生した2次電子は検出器に入らない
ので、加工部位の鮮明なSEM像が5に表示される。配
線修正の作業者は時々刻々変化する5の像を監視して、
堆積物が配線を導通させるに必要な厚さと大きさになっ
た時、修正作業を終了する。
The FIB-assisted deposition method is a method of irradiating a processed portion with FIB while irradiating a sample with an organic gas containing a metal, and depositing a metallic substance only on the irradiated portion of the FIB. Tungsten, hexa, and
Carbonyl is supplied from the gas supply device 14. In this embodiment, in order to detect backscattered electrons, a phosphor / scintillator 16 that emits light upon receiving electron irradiation and a photomultiplier tube 15 that converts the light into an electric signal and amplifies it are used. On the irradiation surface of the scintillator 16, the detector control power source 1
3, the voltage of +10 kV (V 2 ) is applied. 2
An energy filter 17 is installed in front of the scintillator 16 so that the next electron does not irradiate the scintillator 16.
A voltage (V 1 ) of −200 V is applied to the energy filter 17 by 13. Reference numeral 17 is a mesh electrode having a high aperture ratio. Of the electrons generated from the sample by the irradiation of the ion beam and the electron beam, the secondary electrons are driven back to the side of the sample in front of 17, and only the reflected electrons by the irradiation of the electron beam pass through 17, and further 10 by V 2 .
It is accelerated to keV and 16 is emitted. Scintillator 1
Unlike the embodiment of FIG. 1, the light emission of No. 6 requires high energy of about 10 keV. As described above, since the secondary electrons generated by the ion beam irradiation do not enter the detector, a clear SEM image of the processed portion is displayed on 5. The wiring repair worker monitors the image of 5 which changes from moment to moment,
When the deposit has the thickness and size necessary for conducting the wiring, the repair work is finished.

【0020】図4は本発明の更に他の実施例である。こ
の実施例では本発明を透過形電子顕微鏡用の薄片試料1
8を作るために使っている。SEMは10kVの加速電
圧で使っている。反射電子の検出はYAG(イットリウ
ム・アルミニウム・ガーネット)結晶19の発光により
なされる。ほぼ10keVのエネルギーを有する反射電
子の19の照射によって19よりでた光はライトパイプ
20により15に導かれ電気信号に変換される。この実
施例では図1や図3の実施例とは違って2次電子も19
を照射する。ところが、そのエネルギーはすでにのべた
ように50eV以下なので、この2次電子の照射ではY
AG結晶は発光しない。すなわち、本実施例ではエネル
ギーフィルタを使用することがないので、構成が簡易で
あり、検出素子の信号励起に関するエネルギー依存性を
利用して、反射電子を検出することができる。
FIG. 4 shows still another embodiment of the present invention. In this example, the present invention is applied to a thin sample 1 for a transmission electron microscope.
I use it to make 8. SEM is used with an acceleration voltage of 10 kV. The backscattered electrons are detected by the emission of YAG (yttrium aluminum garnet) crystal 19. Light emitted from 19 by irradiation of 19 of backscattered electrons having an energy of about 10 keV is guided to 15 by the light pipe 20 and converted into an electric signal. In this embodiment, unlike the embodiment shown in FIGS. 1 and 3, there are 19 secondary electrons.
Is irradiated. However, the energy is 50 eV or less as already mentioned, so this irradiation of secondary electrons causes Y
The AG crystal does not emit light. That is, since the energy filter is not used in this embodiment, the configuration is simple, and the reflected electrons can be detected by utilizing the energy dependency of the signal excitation of the detection element.

【0021】電子顕微鏡用試料の作成者は、5の像を監
視しながら、作成目標とする薄片部の両側をFIB加工
し、薄片部が十分な薄さになったとき試料作成を終了す
る。透過形電顕用試料としての必要な薄さは、通常は約
0.1 μm以下に薄い。加工が足りないとこの薄さには
できず、また、加工が過ぎると破れてしまう。そこで、
本発明を使用しない従来のFIB加工装置では、たえず
加工を中断して、試料の薄片化の状況をSEM像、もし
くは、SIM像により確認しながら、加工を続ける必要
があった。
The creator of the sample for an electron microscope monitors the images of 5 and performs FIB processing on both sides of the thin piece portion to be created, and when the thin piece portion becomes sufficiently thin, the sample preparation is completed. The required thinness as a sample for a transmission electron microscope is usually as thin as about 0.1 μm or less. If it is not processed enough, it cannot be made this thin, and if it is processed too much, it will break. Therefore,
In the conventional FIB processing apparatus that does not use the present invention, it is necessary to constantly stop the processing and continue the processing while confirming the thinning state of the sample by the SEM image or the SIM image.

【0022】本発明の実施例では、加工を中断すること
がなく、また過度の加工による試料の破損も防止するこ
とができるので、加工の成功率及び加工速度の向上に効
果がある。更に加工部を観察しながらの加工条件の微調
整が可能となるので加工の高精度化と微細化にも効果が
ある。
In the embodiment of the present invention, it is possible to prevent the breakage of the sample due to the excessive processing without interrupting the processing, and it is effective in improving the processing success rate and the processing speed. Further, since it becomes possible to finely adjust the processing conditions while observing the processed portion, it is effective in improving the precision and miniaturization of the processing.

【0023】また、イオンビームを照射していない時に
2次電子を使って加工部位を観察したいような場合に
は、例えば図3に示すような実施例では、エネルギーフ
ィルタ17に負電圧ではなく正電圧を印加し、検出器で
の2次電子取得効率を良くさせれば加工部位を2次電子
を用いて観察することができる。即ち検出器制御電源に
正電圧と負電圧の電圧切替手段を備えるという簡易な構
成を付加するだけで、必要に応じて2次電子による観察
が可能である。
Further, when it is desired to observe the processed portion by using the secondary electrons when the ion beam is not irradiated, for example, in the embodiment shown in FIG. 3, the energy filter 17 is positive voltage instead of negative voltage. If a voltage is applied to improve the secondary electron acquisition efficiency of the detector, the processed site can be observed using the secondary electrons. That is, observation by secondary electrons can be performed as necessary by simply adding a simple configuration in which the detector control power supply is provided with a voltage switching means for positive voltage and negative voltage.

【0024】更に、図1に示すような実施例において
も、チャネルプレート12の電子入射面に印加する電圧
として、チャネルプレート内の励起効率に依存した電圧
を選択的に印加することにより2次電子による観察が可
能となる。
Further, also in the embodiment shown in FIG. 1, as the voltage applied to the electron incident surface of the channel plate 12, a voltage depending on the excitation efficiency in the channel plate is selectively applied to cause a secondary electron. Can be observed.

【0025】即ち図1の実施例で示した通り、500e
Vで入射した際に励起効率が最大となるようなチャネル
プレートを用いた場合、FIB加工モニタとして用いる
場合はチャネルプレート入射面電圧を−500Vと設定
し、2次電子を検出したい場合は入射面電圧を+500
Vと設定することで、必要に応じて反射電子による観察
或いは2次電子による観察を最適な励起効率を持って行
うことができる。
That is, as shown in the embodiment of FIG. 1, 500e
When a channel plate that maximizes the excitation efficiency when incident at V is used, when the FIB processing monitor is used, the channel plate incident surface voltage is set to -500V, and when detecting secondary electrons, the incident surface is set. Voltage +500
By setting V, observation with reflected electrons or observation with secondary electrons can be performed with optimum excitation efficiency, if necessary.

【0026】また本発明によれば、加工したいマイクロ
デバイスを観察しながらの加工が可能となったので、微
細部のスパッタや微細なマスクパターンの修正が可能と
なり、狭い間隔で平行に配置された2本の配線のうちの
1本の断線をデポジション法により接続する場合等に
も、2本の配線を誤って接続してしまうというような事
態を回避することができる。
Further, according to the present invention, since it is possible to perform processing while observing a micro device to be processed, it is possible to perform sputtering of a fine portion and correction of a fine mask pattern, and the micro devices are arranged in parallel at narrow intervals. Even when one of the two wirings is disconnected by the deposition method, it is possible to avoid a situation in which the two wirings are erroneously connected.

【0027】更に、本発明で用いた2keV以下程度の
低速度の電子ビームによる反射電子のSEM像は、2次
電子による像と比較して、試料の外形形状が忠実に反映
された立体感のある像である。そこで、本発明の様に、
FIB加工装置に適用して、その加工経過を観察する装
置の場合には、この反射電子を使ったSEM像を利用す
ることは、時々刻々変化する試料の外形形状を正しく認
識し、加工者の意に沿った加工を精度良く行うという本
発明の目的のためには極めて有効であった。
Further, the SEM image of the backscattered electrons by the low-velocity electron beam of about 2 keV or less used in the present invention has a stereoscopic effect in which the outer shape of the sample is faithfully reflected as compared with the image by the secondary electrons. It is an image. Therefore, like the present invention,
In the case of an apparatus which is applied to a FIB processing apparatus and observes the processing progress, using the SEM image using the backscattered electrons makes it possible to correctly recognize the external shape of the sample that changes from moment to moment, and It was extremely effective for the purpose of the present invention to perform the processing according to the intention with high accuracy.

【0028】以上本発明の実施例では、細く絞ったイオ
ンビームによる加工装置に応用した場合を示したが、一
般にFIBに限らず、イオンを照射する装置で、かつ、
SEMにより照射部が観察できるよう構成された装置にお
いては、本発明が有用に応用されることはいうまでもな
い。
In the embodiment of the present invention described above, the case where the present invention is applied to a processing apparatus using a finely focused ion beam has been described, but it is generally not limited to FIB, and is an apparatus for irradiating ions, and
It is needless to say that the present invention is effectively applied to an apparatus configured so that the irradiation section can be observed by SEM.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明により、FIB加工中に加工を中
断することなく試料の形状が変化して行く様子が観察で
きるようになったため、加工の成功率がほぼ100%に
向上した。さらに微細かつ高精度の加工が可能となり、
作業時間の短縮にも貢献することができた。
According to the present invention, it is possible to observe how the shape of the sample changes during FIB processing without interrupting the processing, so that the processing success rate is improved to almost 100%. Further fine and high-precision machining is possible,
It also contributed to the reduction of work time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す図。FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】イオンビームと1keVのエネルギーを有する
電子ビームの照射により試料から発生する電子のエネル
ギー分布に関する説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram concerning energy distribution of electrons generated from a sample by irradiation with an ion beam and an electron beam having an energy of 1 keV.

【図3】本発明の他の実施例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing another embodiment of the present invention.

【図4】本発明の更に他の実施例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing still another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…真空容器、2…イオンビーム、3…イオンビーム走
査器、4…試料、5…ディスプレー、6…電子ビーム、
7…電子ビーム走査器、8…SEM像制御器、9…2次
電子、10…反射電子、11…映像用信号、12…MC
P検出器、13…検出器制御電源、14…ガス供給装
置、15…光電子増倍管、16…蛍光体・シンチレー
タ、17…エネルギーフィルタ、18…透過形電子顕微
鏡用薄片試料、19…YAG結晶、20…ライトパイ
プ。
1 ... Vacuum container, 2 ... Ion beam, 3 ... Ion beam scanner, 4 ... Sample, 5 ... Display, 6 ... Electron beam,
7 ... Electron beam scanner, 8 ... SEM image controller, 9 ... Secondary electron, 10 ... Reflected electron, 11 ... Image signal, 12 ... MC
P detector, 13 ... Detector control power source, 14 ... Gas supply device, 15 ... Photomultiplier tube, 16 ... Phosphor / scintillator, 17 ... Energy filter, 18 ... Thin sample for transmission electron microscope, 19 ... YAG crystal , 20 ... Light pipe.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】イオンビームによって試料を加工する装置
において、電子ビームを前記試料に照射することによっ
て発生する電子を検出することで試料を観察する観察手
段を備え、該観察手段は前記電子ビームを試料に照射す
ることで生ずる電子ビームの反射電子を選択し検出する
手段を備えたことを特徴とするイオンビームによる試料
加工装置。
1. An apparatus for processing a sample with an ion beam, comprising observation means for observing the sample by detecting electrons generated by irradiating the sample with an electron beam, and the observation means is provided with the electron beam. An ion beam sample processing apparatus comprising means for selecting and detecting reflected electrons of an electron beam generated by irradiating a sample.
【請求項2】前記反射電子を選択し検出する手段はある
一定範囲のエネルギーを有する電子を選択し検出するこ
とを特徴とする請求項1に記載のイオンビームによる試
料加工装置。
2. The sample processing apparatus using an ion beam according to claim 1, wherein the means for selecting and detecting the reflected electrons selects and detects electrons having a certain range of energy.
【請求項3】前記反射電子を選択し検出する手段は、チ
ャネルプレート検出器であって、その電子入射側の電極
に、前記電子ビームを対象試料に照射することによって
発生する反射電子を取り入れ、前記電子ビーム及びイオ
ンビームを対象試料に照射することによって発生するエ
ネルギーの低い電子は取り入れない電圧を印加する電圧
印加手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載のイ
オンビームによる試料加工装置。
3. The means for selecting and detecting the reflected electrons is a channel plate detector, wherein the electrodes on the electron incident side take in the reflected electrons generated by irradiating the sample with the electron beam. The ion beam sample processing apparatus according to claim 1, further comprising a voltage applying unit that applies a voltage that does not take in electrons having low energy generated by irradiating the target sample with the electron beam and the ion beam. .
【請求項4】前記電圧印加手段によって、前記電子入射
側電極に前記反射電子が前記チャネルプレートの最適な
励起効率を示すエネルギーでチャネルプレートに入射す
るように、反射電子のエネルギーを削ぐ電圧を印加する
ことを特徴とする請求項3に記載のイオンビームによる
試料加工装置。
4. The voltage applying means applies a voltage for shaving the energy of the reflected electrons to the electron incident side electrode so that the reflected electrons are incident on the channel plate at the energy which shows the optimum excitation efficiency of the channel plate. The sample processing apparatus using an ion beam according to claim 3, wherein
【請求項5】前記電圧印加手段に、前記電圧或いは2次
電子の検出に適した電圧を印加するための切替手段を備
えたことを特徴とする請求項3に記載のイオンビームに
よる試料加工装置。
5. An ion beam sample processing apparatus according to claim 3, wherein the voltage applying means is provided with a switching means for applying the voltage or a voltage suitable for detection of secondary electrons. .
【請求項6】前記電子ビームのエネルギーを2[ke
V]以下とすることを特徴とする請求項1に記載のイオ
ンビームによる試料加工装置。
6. The energy of the electron beam is set to 2 [ke
V] or less, The sample processing apparatus using an ion beam according to claim 1, wherein
【請求項7】前記反射電子を選択し検出する手段は、蛍
光板或いはシンチレータと光電子増倍管と前記シンチレ
ータの電子入射口と試料との間に配置されたエネルギー
フィルタを備えてなり、該エネルギーフィルタには前記
反射電子が有するエネルギー未満の電子を追い返す負電
圧を印加する電圧印加手段を備えたことを特徴とする請
求項1に記載のイオンビームによる試料加工装置。
7. The means for selecting and detecting the reflected electrons comprises a fluorescent plate or a scintillator, a photomultiplier tube, and an energy filter arranged between an electron entrance of the scintillator and a sample. The sample processing apparatus using an ion beam according to claim 1, further comprising: a voltage applying unit that applies a negative voltage that repels electrons having an energy less than that of the reflected electrons.
【請求項8】反射電子を選択し検出する手段の検出素子
の前面には(信号励起用入射面最適電圧−前記電子ビー
ムの加速電圧)の電圧を印加することを特徴とする請求
項1に記載のイオンビームによる試料加工装置。
8. A voltage of (optimum voltage of incident surface for signal excitation-acceleration voltage of the electron beam) is applied to the front surface of the detection element of the means for selecting and detecting backscattered electrons. A sample processing apparatus using the described ion beam.
【請求項9】前記一定範囲のエネルギーを有する電子を
選択し検出する手段において、反射電子或いは2次電子
と反射電子の相方の検出に適した電圧を印加するための
電圧切替手段を備えたことを特徴とする請求項2に記載
のイオンビームによる試料加工装置。
9. The means for selecting and detecting an electron having an energy in a certain range includes a voltage switching means for applying a voltage suitable for detecting the reflected electron or the opposite of the secondary electron and the reflected electron. The sample processing device using an ion beam according to claim 2.
【請求項10】前記反射電子を選択し検出する手段は、
前記イオンビームを対象試料に照射することによって発
生する2次電子による信号励起量が、エネルギーの高い
前記反射電子による信号励起量に比して低い検出素子を
備えてなることを特徴とする請求項1に記載のイオンビ
ームによる試料加工装置。
10. The means for selecting and detecting the reflected electrons comprises:
A detection element is provided, in which the signal excitation amount by secondary electrons generated by irradiating the target sample with the ion beam is lower than the signal excitation amount by the reflected electrons having high energy. 1. A sample processing apparatus using an ion beam according to 1.
【請求項11】イオンビームによる加工工程を含むマイ
クロデバイスの製造方法において、イオンビームによる
マイクロデバイスの加工に伴って、電子ビームを前記マ
イクロデバイスに照射することによって得られる反射電
子を選択し検出する工程を含むことを特徴とするイオン
ビームによる加工工程を含むマイクロデバイスの製造方
法。
11. A method of manufacturing a microdevice including a processing step using an ion beam, wherein backscattered electrons obtained by irradiating the microdevice with an electron beam are selected and detected as the microdevice is processed by the ion beam. A method for manufacturing a microdevice including an ion beam processing step, the method including a step.
【請求項12】イオンビームによって試料を加工する装
置において、電子ビームを前記試料に照射することによ
って発生する電子を検出しSEM像を形成する観察手段
を備え、該観察手段の電子の入口には電極を備え、該電
極にエネルギーの低い2次電子は検出器に入れないよう
にするための電圧印加手段を備えてなることを特徴とす
るイオンビームによる試料加工装置。
12. An apparatus for processing a sample by an ion beam, comprising observation means for detecting electrons generated by irradiating the sample with an electron beam to form a SEM image, and an electron entrance of the observation means. A sample processing apparatus using an ion beam, comprising an electrode, and a voltage applying means for preventing secondary electrons having low energy from entering the detector in the electrode.
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