JPH11297265A - Charged particle plotter - Google Patents

Charged particle plotter

Info

Publication number
JPH11297265A
JPH11297265A JP10092988A JP9298898A JPH11297265A JP H11297265 A JPH11297265 A JP H11297265A JP 10092988 A JP10092988 A JP 10092988A JP 9298898 A JP9298898 A JP 9298898A JP H11297265 A JPH11297265 A JP H11297265A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample
charged particles
charged
image
deflector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP10092988A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3525330B2 (en
Inventor
Mitsuru Egashira
満 江頭
Norio Shintani
紀雄 新谷
Shuichi Saito
秀一 斉藤
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.)
APUKO KK
National Research Institute for Metals
Original Assignee
APUKO KK
National Research Institute for Metals
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by APUKO KK, National Research Institute for Metals filed Critical APUKO KK
Priority to JP09298898A priority Critical patent/JP3525330B2/en
Publication of JPH11297265A publication Critical patent/JPH11297265A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3525330B2 publication Critical patent/JP3525330B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To display an image, and accumulate particulates or to work the part of a sample by electrifying, accelerating and focusing the particulates, and detecting an absorbing or radiating signal when irradiating the desired part of the sample. SOLUTION: Charged particle beams emitted by a particle gun l are converged by a focusing lens 3 to be irradiated on an impact detector 8. In this case, the charged particle beams are two-dimensionally scanned on the impact detector 8 by a deflector 4, secondary electrons are emitted in response to these, and an image signal is outputted through a secondary electron detector 10 to display a secondary electron image. At the same time, a light image and a long wave length electromagnetic wave image of charged particles are displayed by detecting the emitting light and a long wave length electromagnetic wave of the impact detector 8 in synchronism with an absorbing electric current image of the charged particles absorbed by the impact detector 8 and a scanning signal supplied to the deflector 4. Instead of the impact detector 8, a sample 7 is arranged, and the charged particles are accumulated by irradiation of the charged particle beams to the prescribed part, or the part is worked by irradiation of the charged particle beams.

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、粒子を供給し帯電
させた荷電粒子のビームを堆積あるいは加工などする荷
電粒子描画装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charged particle drawing apparatus for depositing or processing a charged particle beam supplied with charged particles.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、イオン顕微鏡は、ガリウムなどの
原子をイオン化して電界加速、例えばチップ先端にガリ
ウムを含浸などして加熱すると共に高電界を印加して引
出し、静電型の対物レンズにより試料上の所望の部位に
細く絞って照射した状態で2次元走査し、そのときに発
生する2次イオンや2次電子などを検出して所望の部位
の画像を表示などするようにしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an ion microscope ionizes atoms such as gallium and accelerates the electric field. For example, the tip of the chip is heated by impregnating it with gallium, and a high electric field is applied. Two-dimensional scanning is performed in a state where a desired portion on the sample is finely focused and irradiated, and secondary ions and secondary electrons generated at that time are detected, and an image of the desired portion is displayed.

【0003】また、イオン打ち込み装置は、所望の原子
を含んだ雰囲気中で放電させてイオン化すると共に電界
を印加して加速しウェハなどの表面層に所望のイオンを
打ち込むようにしている。
The ion implantation apparatus discharges and ionizes in an atmosphere containing desired atoms and applies an electric field to accelerate the ions to implant desired ions into a surface layer such as a wafer.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
上述した手法は、原子をイオン化して電界加速および集
束して所望の部位を走査し、発生する2次イオンや2次
電子を検出して画像を生成したり、放電させてイオン化
したものを電界で加速してウェハの表面層に打ち込むよ
うにしていたため、加熱状態で高電界を印加してイオン
を引出したり、放電させてイオン化したりしているた
め、イオンにできないような物質や粒子、例えばカーボ
ーン(C)の微小粒子や金属(半田など)の微小粒子に
ついて適用できないという問題があった。
However, in the above-mentioned conventional technique, atoms are ionized, electric field acceleration and focusing are performed, a desired portion is scanned, and secondary ions and secondary electrons generated are detected and imaged. Because it was designed to generate or discharge and ionize what was ionized and accelerated it into the surface layer of the wafer by applying an electric field, a high electric field was applied in a heated state to extract ions, or to discharge and ionize Therefore, there is a problem that the method cannot be applied to substances and particles that cannot be converted into ions, for example, fine particles of carbone (C) and fine particles of metal (such as solder).

【0005】本発明は、これらの問題を解決するため、
微小粒子を帯電させて加速・集束して試料の所望の部位
に照射し、そのときに吸収あるいは放射される信号を検
出して画像を表示すると共に試料の部位に微小粒子を堆
積あるいは試料の部位を加工することを目的としてい
る。
[0005] The present invention solves these problems,
The microparticles are charged, accelerated and focused to irradiate a desired part of the sample, and the signal absorbed or emitted at that time is detected to display an image, and the fine particles are deposited on the part of the sample or the part of the sample is sampled. It is intended to process.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】図1を参照して課題を解
決するための手段を説明する。図1において、粒子銃1
は、粒子を供給し、供給された粒子を帯電させ荷電粒子
ビームとして放出するものである。
Means for solving the problem will be described with reference to FIG. In FIG. 1, a particle gun 1
Supplies particles, charges the supplied particles, and emits the charged particles as a charged particle beam.

【0007】偏向器4は、レンズ3によって試料上に細
く絞ったビームの照射する位置を偏向するものである。
レンズ3は、粒子銃1から放出された荷電粒子のビーム
を集束し試料上に細く絞ったビームとして照射するもの
である。
The deflector 4 deflects the position where the lens 3 irradiates a beam narrowly focused on the sample.
The lens 3 focuses a beam of charged particles emitted from the particle gun 1 and irradiates the beam as a narrow beam on a sample.

【0008】次に、動作を説明する。粒子銃1が粒子を
供給し帯電させた荷電粒子のビームを放出し、レンズ3
が粒子銃1から放出された荷電粒子のビームを集束し試
料上に細く絞ったビームとして照射し、偏向器4がレン
ズ3によって試料上に細く絞ったビームの照射する位置
を偏向するようにしている。
Next, the operation will be described. A particle gun 1 supplies particles and emits a beam of charged charged particles, and a lens 3
Focuses the beam of the charged particles emitted from the particle gun 1 and irradiates the beam as a narrow beam on the sample, and the deflector 4 deflects the irradiation position of the beam narrowed on the sample by the lens 3. I have.

【0009】この際、偏向器4を用いて試料上に細く絞
ったビームを走査したときに試料に吸収された信号ある
いは試料から放出された信号を検出する検出器を設け、
この検出器によって検出した信号をもとに画像を表示装
置上に表示するようにしている。
At this time, there is provided a detector for detecting a signal absorbed by the sample or a signal emitted from the sample when a beam narrowly focused on the sample is scanned by using the deflector 4.
An image is displayed on a display device based on the signal detected by the detector.

【0010】また、偏向器4を用いて試料上に細く絞っ
たビームを所定の場所に位置づけて荷電粒子を試料上に
堆積、あるいは荷電粒子によって試料を加工するように
している。
Further, a beam narrowly focused on the sample using the deflector 4 is positioned at a predetermined position, and charged particles are deposited on the sample, or the sample is processed by the charged particles.

【0011】従って、微小粒子を帯電させて加速・集束
して試料の所望の部位に照射し、そのときに吸収あるい
は放射される信号を検出して画像を表示すると共に試料
の部位に微小粒子を堆積あるいは試料の部位を加工する
ことが可能となる。
Therefore, the microparticles are charged, accelerated and focused, and irradiate a desired portion of the sample. At that time, a signal absorbed or emitted is detected, an image is displayed, and the microparticles are displayed on the sample portion. It becomes possible to process the deposition or the site of the sample.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】次に、図1から図3を用いて本発
明の実施の形態および動作を順次詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment and operation of the present invention will be sequentially described in detail with reference to FIGS.

【0013】図1は、本発明の1実施例構成図を示す。
図1において、粒子銃1は、粒子(例えばカーボンや半
田の約数μmないし数十μmφの粒子)を少しずつ供給
し帯電させて荷電粒子として放出するものである。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, a particle gun 1 supplies particles (for example, particles of about several μm to several tens μmφ of carbon or solder) little by little, charges them, and discharges them as charged particles.

【0014】偏向器4は、レンズ31によって試料上に
細く絞ったビームの照射する位置を偏向するものであっ
て、静電型の偏向器である。レンズ31は、粒子銃1か
ら放出された荷電粒子を集束して試料上に細く絞ったビ
ームとして照射するものであって、静電型のレンズであ
り、集束レンズや対物レンズと呼ばれるものである。
The deflector 4 deflects the irradiation position of the beam narrowly focused on the sample by the lens 31, and is an electrostatic deflector. The lens 31 focuses the charged particles emitted from the particle gun 1 and irradiates it as a finely focused beam on the sample. The lens 31 is an electrostatic lens and is called a focusing lens or an objective lens. .

【0015】衝撃検出器8は、試料の代わり、あるいは
この上に試料を載置し、荷電粒子が試料(あるいは試料
の代わりに置いた当該衝撃検出器)に衝突したときの運
動エネルギーを検出することによって荷電粒子が試料ま
で到達したかの有無を検知できる。更に、衝撃検出器の
検出部を細分化することで各画素毎に検出して画像デー
タを生成するものである。生成した画像データをもと
に、画面上に2次元の荷電粒子が衝突したときの運動エ
ネルギを表示するようにしている。
The shock detector 8 detects a kinetic energy when a charged particle collides with the sample (or the shock detector placed instead of the sample) by placing the sample instead of or on the sample. This makes it possible to detect whether or not the charged particles have reached the sample. Further, the detection unit of the shock detector is subdivided to detect each pixel and generate image data. Based on the generated image data, the kinetic energy of the two-dimensional charged particles when they collide is displayed on the screen.

【0016】シンチレータ31は、荷電粒子が試料(あ
るいは図示の衝撃検出器8)に衝突して放出された2次
電子を光に変換するものである。ライトガイド32は、
シンチレータ31で発生した光を光電子倍増管33に効
率良好に導くものである。
The scintillator 31 converts secondary electrons emitted by the collision of the charged particles with the sample (or the shock detector 8 shown) into light. The light guide 32 is
The light generated by the scintillator 31 is efficiently guided to the photomultiplier tube 33.

【0017】光電子倍増管33はライトガイド32から
入射した光によって発生した光電子を倍増し、増幅した
信号を画像信号として出力するものである。シールド筒
34は、外部磁気(例えば電源トランスや各種発振装置
などが発生する商用周波数や所定周波数の磁界)などに
よる2次電子の変動を防止するためのものである。
The photomultiplier tube 33 doubles photoelectrons generated by light incident from the light guide 32 and outputs an amplified signal as an image signal. The shield cylinder 34 is for preventing fluctuation of secondary electrons due to external magnetism (for example, a commercial frequency generated by a power transformer or various oscillators or a magnetic field of a predetermined frequency).

【0018】次に、図1の構成のもとで荷電粒子を試料
(あるいは試料に代えて配置した図示の衝撃検出器8)
に、照射して画像を表示、荷電粒子の堆積、および荷電
粒子による試料の加工するときの動作を詳細に説明す
る。
Next, charged particles are sampled under the configuration of FIG. 1 (or the illustrated shock detector 8 arranged in place of the sample).
Next, the operation of irradiating and displaying an image, depositing charged particles, and processing a sample with charged particles will be described in detail.

【0019】(1) 粒子銃1から微小なカーボーン粒
子(例えば10μmφ)を供給し帯電させた荷電粒子を
放出する。 (2) (1)で放出された荷電粒子をレンズ3が試料
である衝撃検出器8上に細く絞ったビーム(荷電粒子の
ビーム)として照射する。
(1) Fine carborne particles (for example, 10 μmφ) are supplied from the particle gun 1 to discharge charged charged particles. (2) The charged particles emitted in (1) are irradiated by the lens 3 onto a shock detector 8 as a sample as a narrow beam (charged particle beam).

【0020】(3) この際、偏向器4が荷電粒子ビー
ムを偏向し、試料に代えて配置した衝撃検出器8上に、
X方向およびY方向に2次元走査する。 (4) (3)で荷電粒子のビームが衝撃検出器8上を
2次元走査したことに対応して、2次電子が放出され、
これを31ないし34からなる2次電子検出器が検出し
て増幅し画像信号を出力する。
(3) At this time, the deflector 4 deflects the charged particle beam and puts it on the shock detector 8 arranged in place of the sample.
Two-dimensional scanning is performed in the X direction and the Y direction. (4) In response to the two-dimensional scanning of the charged particle beam on the impact detector 8 in (3), secondary electrons are emitted,
This is detected by a secondary electron detector consisting of 31 to 34 and amplified to output an image signal.

【0021】(5) 偏向器4に供給したX方向および
Y方向の走査信号に同期して図示外の画像表示装置上
に、(4)で出力された画像信号によって輝度変調して
2次電子画像を表示する。
(5) In synchronization with the X-direction and Y-direction scanning signals supplied to the deflector 4, the brightness is modulated by the image signal output in (4) on an image display device (not shown), and the secondary electrons are emitted. Display an image.

【0022】(6) また、同時に、衝撃検出器8の各
画素によってそれぞれ検出された画像信号を図示外の画
像表示装置上に各画素の衝撃の度合いを2次元画像とし
て表示したり、あるいは偏向器4に供給したX方向およ
びY方向の走査信号に同期して図示外の画像表示装置上
に、衝撃検出器8の各画素からの画像信号の和信号によ
って輝度変調していわゆる荷電粒子の衝撃画像(衝撃の
強い部分を明るく、弱い部分を暗くした2次元の衝撃画
像)を表示したりする。また、同様に、偏向器4に供給
したX方向およびY方向の走査信号に同期して図示外の
画像表示装置上に、試料に代えて配置した衝撃検出器8
に吸収された電流によって輝度変調していわゆる荷電粒
子の吸収電流画像を表示したり、偏向器4に供給したX
方向およびY方向の走査信号に同期して図示外の画像表
示装置上に、試料である衝撃検出器8から放出された光
や長波長電磁波を検出して輝度変調したいわゆる荷電粒
子の光画像や長波長電磁波画像を表示したりする。
(6) At the same time, the image signal detected by each pixel of the shock detector 8 is displayed on an image display device (not shown) as a two-dimensional image of the degree of shock of each pixel, or the image signal is deflected. In synchronization with the scanning signals in the X and Y directions supplied to the detector 4, the brightness is modulated by the sum signal of the image signals from the respective pixels of the shock detector 8 on an image display device (not shown) so For example, an image (a two-dimensional impact image in which a strong portion is bright and a weak portion is dark) is displayed. Similarly, an impact detector 8 placed in place of a sample on an image display device (not shown) in synchronization with the X-direction and Y-direction scanning signals supplied to the deflector 4.
The brightness is modulated by the current absorbed by the device to display a so-called absorbed current image of the charged particles.
In the image display device (not shown) in synchronization with the scanning signals in the Y-direction and the Y-direction, a light image of a so-called charged particle whose luminance is modulated by detecting light emitted from the shock detector 8 or a long-wavelength electromagnetic wave as a sample, For example, displaying a long-wavelength electromagnetic wave image.

【0023】(7) また、衝撃検出器8ではなく、試
料を配置し、所定の部位に荷電粒子のビームを照射して
当該荷電粒子を堆積(例えばカーボンや半田を堆積)し
たり、所定の部位に荷電粒子のビームを照射して当該所
定部位の加工を行うようにする。
(7) Instead of the shock detector 8, a sample is placed, and a predetermined portion is irradiated with a beam of charged particles to deposit the charged particles (for example, deposit carbon or solder), or The site is irradiated with a beam of charged particles to process the predetermined site.

【0024】図2は、本発明の具体例構成図を示す。図
2において、粒子銃1は、振動発生器11、粒子バルブ
12、アクチュエータ13、帯電電極14、集束電極1
5、およびアノード16から構成されるものである。
FIG. 2 is a block diagram showing a specific example of the present invention. In FIG. 2, the particle gun 1 includes a vibration generator 11, a particle valve 12, an actuator 13, a charging electrode 14, and a focusing electrode 1.
5 and an anode 16.

【0025】振動発生器・アクチュエータ11は、粒子
に振動を印加して上方向から下方向に微小粒子を供給す
るものであって、ここでは、縦方向および横方向の両者
の振動を発生するものであり、例えばチタン酸バリウム
の両端に電極を設けて当該電極間に所定波形(例えば矩
形波やサイン波)の電圧を印加して振動を発生させるも
のである。
The vibration generator / actuator 11 applies vibration to the particles and supplies the fine particles from above to below. Here, the vibration generator / actuator 11 generates both the vertical and horizontal vibrations. For example, electrodes are provided at both ends of barium titanate, and a voltage having a predetermined waveform (for example, a rectangular wave or a sine wave) is applied between the electrodes to generate vibration.

【0026】粒子バルブ12は、振動発生器11によっ
てアクチュエータ13が上下方向および左右方向に振動
されたときに粒子を供給する量を制御するバルブであ
る。アクチュエータ13は、振動発生器11からの振動
によって、図上では上から下に向かって微小粒子を放出
するためのものである。
The particle valve 12 is a valve for controlling the amount of particles supplied when the actuator 13 is vibrated in the vertical and horizontal directions by the vibration generator 11. The actuator 13 emits fine particles from the top to the bottom in the figure by the vibration from the vibration generator 11.

【0027】帯電電極14は、振動発生器11、粒子バ
ルブ12およびアクチュエータ13によって粒子が図上
で下方向に供給されたときに電荷を与えると共に引き出
すための所定の電圧を印加する、中心に穴を空けた電極
である。
The charging electrode 14 has a hole at the center for applying a predetermined voltage for applying and extracting a charge when particles are supplied in the downward direction in the figure by the vibration generator 11, the particle valve 12 and the actuator 13. Is an electrode with no space.

【0028】集束電極15は、帯電電極14によって粒
子に電荷が与えられて引き出された荷電粒子を集束する
ために所定の電圧を印加する、中心に穴を空けた電極で
ある。
The focusing electrode 15 is an electrode having a hole at the center, to which a predetermined voltage is applied to focus the charged particles extracted by being charged by the charging electrode 14.

【0029】アノード16は、集束電極15で集束され
た荷電粒子を加速するために所定の電圧を印加する、中
心に穴を空けた電極である。以上の11ないし16から
なる粒子銃1によって、微小粒子を少しずつ放出して帯
電させ加速および集束して荷電粒子のビームをアノード
16から下に向けて放出されることとなる。
The anode 16 is an electrode having a hole at the center for applying a predetermined voltage to accelerate the charged particles focused by the focusing electrode 15. By the particle gun 1 composed of 11 to 16 described above, the fine particles are gradually released, charged, accelerated and focused, and the charged particle beam is emitted downward from the anode 16.

【0030】ブラッキング装置2は、荷電粒子をブラッ
キングしたり、結像系の軸に対して粒子銃1の軸を合わ
せるものであって、ここで、ブランカー21、ガンアラ
イメント22などから構成されるものである。
The blacking device 2 blacks charged particles and aligns the axis of the particle gun 1 with the axis of the imaging system. The blacking device 2 includes a blanker 21, a gun alignment 22, and the like. Things.

【0031】ブランカー21は、粒子銃1から放出され
る荷電粒子を高速にブラッキング(通過させたり、遮断
させたり)するものである。ガンアライメント22は、
結像系の軸に対して、粒子銃1の軸を合わせるためのア
ライメントである。
The blanker 21 blacks (passes or blocks) charged particles emitted from the particle gun 1 at a high speed. Gun alignment 22
This is an alignment for aligning the axis of the particle gun 1 with the axis of the imaging system.

【0032】集束レンズ3は、粒子銃1から放出された
荷電粒子を集束する、静電型のレンズである。偏向器4
は、集束レンズ3によって集束された荷電粒子を偏向す
るものであって、試料7上に細く絞って照射された荷電
粒子のビームを当該試料7上でX方向およびY方向に2
次元走査するためのものであり、ここでは、8極(X方
向およびY方向)の2段の偏向器(静電型の偏向器)で
ある。
The focusing lens 3 is an electrostatic lens that focuses the charged particles emitted from the particle gun 1. Deflector 4
Is for deflecting the charged particles focused by the focusing lens 3, and irradiates the beam of the charged particles which is narrowly focused on the sample 7 in the X direction and the Y direction on the sample 7.
This is a two-dimensional deflector (electrostatic deflector) having eight poles (X direction and Y direction).

【0033】対物レンズ5は、集束レンズ3によって集
束された荷電粒子のビームを、試料7上で細く絞って照
射(結像)するためのものであって、静電型のレンズで
ある。
The objective lens 5 is used for narrowly irradiating (imaging) the beam of the charged particles focused by the focusing lens 3 on the sample 7 and is an electrostatic lens.

【0034】試料室6は、試料7、衝撃検出器8、試料
ステージ9、および2次電子検出器10などを収納する
真空排気可能な容器である。試料7は、荷電粒子のビー
ムを照射する対象の試料である。
The sample chamber 6 is a container capable of evacuating the sample 7, the shock detector 8, the sample stage 9, the secondary electron detector 10, and the like. The sample 7 is a sample to be irradiated with a beam of charged particles.

【0035】衝撃検出器8は、試料7に荷電粒子のビー
ムが照射されたときにその運動エネルギを検出するため
のものであって、2次元的に配置した各素子によって運
動エネルギを検出して図示の粒子位置信号を出力するも
のである。
The impact detector 8 is for detecting the kinetic energy of the charged particle beam when the sample 7 is irradiated with the charged particle beam. The kinetic energy is detected by the two-dimensionally arranged elements. It outputs a particle position signal as shown.

【0036】試料ステージ9は、衝撃検出器8および試
料7を搭載し、任意の場所に荷電粒子のビームが照射さ
れるように移動する台であって、X方向、Y方向、およ
びZ方向に容易に移動可能な台である。
The sample stage 9 is a table on which the impact detector 8 and the sample 7 are mounted and is moved so that a beam of charged particles is irradiated to an arbitrary position. The sample stage 9 moves in the X, Y, and Z directions. A platform that can be easily moved.

【0037】2次電子検出器10は、図1を用いて既述
したシンチレータ31、ライトガイド32、光電子倍増
管33、シールド筒34などから構成されるものであっ
て、2次電子を効率良好に検出して増幅するものであ
る。
The secondary electron detector 10 is composed of the scintillator 31, the light guide 32, the photomultiplier tube 33, the shield tube 34, and the like described with reference to FIG. And amplifies it.

【0038】次に、図2の構成のもとで荷電粒子を衝撃
検出器8の上に載置した試料7を照射して画像を表示、
荷電粒子の堆積、および荷電粒子による試料の加工する
ときの動作を詳細に説明する。
Next, an image is displayed by irradiating the charged particle on the sample 7 placed on the impact detector 8 in the configuration of FIG.
The operation of depositing charged particles and processing a sample with charged particles will be described in detail.

【0039】(1) 振動発生器11によって振動を発
生させ、アクチュエータ13を振動させ、粒子バルブ1
2によって決まる微小流量で粒子を放出し、帯電電極1
4によって引出すと共に帯電させる。この帯電させた荷
電粒子を集束電極15によって集束させ、アノード16
に向かって加速し、当該アノード16の中心穴から荷電
粒子のビームを下方向に放出する。
(1) Vibration is generated by the vibration generator 11, the actuator 13 is vibrated, and the particle valve 1
2 discharges particles at a very small flow rate determined by
4 and is charged. The charged particles are focused by the focusing electrode 15 and the anode 16
, And emits a beam of charged particles downward from the center hole of the anode 16.

【0040】(2) (1)で放出された荷電粒子のビ
ームをブランカー21によって通過あるいは遮断する。
この際、ガンアライメント22によって、アノード16
の中心穴から放出される荷電粒子のビームの軸を、集束
レンズ3の軸に一致するように軸合わせを行う(具体的
には ガンアライメント22によって、アノード16の
中心穴から放出される荷電粒子のビームの軸について、
X、Yの水平方向およびX、Yの傾斜方向に調整し、集
束レンズ3の軸に一致するように予め調整し、粒子銃1
から放出された荷電粒子のビームが集束レンズ3の軸上
に入射するように調整する)。
(2) The beam of the charged particles emitted in (1) is passed or cut off by the blanker 21.
At this time, the anode 16 is
The axis of the beam of the charged particles emitted from the center hole is aligned with the axis of the focusing lens 3 (specifically, the charged particles emitted from the center hole of the anode 16 by the gun alignment 22). About the axis of the beam
The particle gun 1 is adjusted in the X and Y horizontal directions and the X and Y tilt directions, and is adjusted in advance so as to coincide with the axis of the focusing lens 3.
Is adjusted so that the beam of charged particles emitted from the lens is incident on the axis of the focusing lens 3).

【0041】(3) (2)で集束レンズ3の軸上に入
射した荷電粒子のビームは、当該集束レンズ3によって
集束され、偏向器4に入射する。 (4) 偏向器4に入射した荷電粒子のビームは、ここ
では、8極2段偏向器によって、X方向およびY方向に
偏向され、試料7上でX方向およびY方向に2次元的に
荷電粒子のビームが走査されるようにする。
(3) The beam of charged particles incident on the axis of the focusing lens 3 in (2) is focused by the focusing lens 3 and enters the deflector 4. (4) The charged particle beam incident on the deflector 4 is deflected in the X and Y directions by an 8-pole two-stage deflector, and charged two-dimensionally on the sample 7 in the X and Y directions. The beam of particles is scanned.

【0042】(5) 対物レンズ5が(4)でX方向お
よびY方向に走査されて入射された荷電粒子のビーム
を、細く絞って試料7上に結像し、当該試料7上でX方
向およびY方向に2次元的に走査されるようにする。
(5) The objective lens 5 scans in the X direction and the Y direction in (4) and narrows the incident beam of the charged particles to form an image on the sample 7 by narrowing the beam finely. And two-dimensional scanning in the Y direction.

【0043】(6) 試料7に荷電粒子のビームがX方
向およびY方向に2次元的に走査されたときに、試料7
を載せた衝撃検出器8は荷電粒子の衝撃運動エネルギー
を検出し、粒子位置信号として出力し、図示外の画像表
示装置上に衝撃検出器8の各素子に対応づけて2次元的
な画面上で当該粒子位置信号をもとに輝度変調し、いず
れの素子に荷電粒子のビームが照射されたかを表示す
る。また、画像表示装置上にこれら粒子位置信号の和信
号を生成し、8極2段偏向器によって偏向したときのX
方向およびY方向の偏向信号に同期して当該和信号を輝
度変調して荷電粒子のビームの照射した位置の運動エネ
ルギの画像を表示するようにしてもよい。また、図示の
2次電子検出器10によって試料7から放出された2次
電子を検出し、8極2段偏向器によって偏向したときの
X方向およびY方向の偏向信号に同期して当該2次電子
信号を輝度変調して荷電粒子のビームの照射した位置の
2次電子の画像を表示するようにしてもよい。同様に、
試料から放出された光やX線を検出し、光やX線の画像
を表示するようにしてもよい。
(6) When the charged particle beam is scanned two-dimensionally in the X and Y directions on the sample 7,
The impact detector 8 on which the information is loaded detects the impact kinetic energy of the charged particles, outputs the detected particle as a particle position signal, and associates each element of the impact detector 8 on an image display device (not shown) on a two-dimensional screen. The luminance modulation is performed on the basis of the particle position signal to display which element is irradiated with the charged particle beam. Further, a sum signal of these particle position signals is generated on the image display device, and the X signal when deflected by the 8-pole two-stage deflector is generated.
The sum signal may be luminance-modulated in synchronization with the direction and Y-direction deflection signals to display an image of the kinetic energy at the position where the charged particle beam is irradiated. A secondary electron emitted from the sample 7 is detected by a secondary electron detector 10 shown in the figure, and the secondary electrons are synchronized with deflection signals in the X and Y directions when deflected by an 8-pole two-stage deflector. The brightness of the electronic signal may be modulated to display an image of the secondary electrons at the position irradiated with the beam of the charged particles. Similarly,
The light or X-ray emitted from the sample may be detected, and an image of the light or X-ray may be displayed.

【0044】(7) また、試料7の所定の部位に荷電
粒子のビームを照射して当該荷電粒子を堆積(例えばカ
ーボンや半田を堆積)したり、所定の部位に荷電粒子の
ビームを照射して当該所定部位の加工したりする。
(7) In addition, a predetermined portion of the sample 7 is irradiated with a beam of charged particles to deposit the charged particles (eg, deposit carbon or solder), or a predetermined portion is irradiated with a beam of charged particles. To process the predetermined portion.

【0045】図3は、本発明の実験説明図を示す。図3
の(a)は、粒子銃1の帯電電極14、集束電極15、
アノード16の例を示す。この実験例では、いわゆるバ
トラーレンズ41として図示のような電圧を印加して用
いた。最上部は、図2の振動発生器11、粒子バルブ1
2、およびアクチュレータ13から構成される部分を表
し、ここでは、図示のように、15Kvの正の高電圧を
印加した尚、本発明では、粒子に電荷を帯電させるた
め、正あるいは負のいずれの電荷でも容易に与えること
ができる。その理由は、従来の原子をイオン化する場合
にはイオン化率が正のイオンと負のイオンとで異なり、
通常はイオン化率の良好な正のイオンにして用いている
が、これと本願発明は全く異なり、本願発明では粒子に
帯電させる関係で正あるいは負のいずれの電荷でも自由
に帯電させることができる。
FIG. 3 is a diagram illustrating an experiment of the present invention. FIG.
(A) shows the charged electrode 14, the focusing electrode 15, and the
An example of the anode 16 is shown. In this experimental example, a so-called Butler lens 41 was used by applying a voltage as shown. The uppermost part is the vibration generator 11 and the particle valve 1 shown in FIG.
2 and a portion composed of the actuator 13. Here, as shown in the figure, a positive high voltage of 15 Kv is applied. In the present invention, in order to charge the particles, either positive or negative is applied. Can be easily given. The reason is that when ionizing conventional atoms, the ionization rate differs between positive and negative ions,
Normally, positive ions having a good ionization rate are used. However, this is completely different from the present invention. In the present invention, any positive or negative charge can be freely charged in relation to charging particles.

【0046】対物レンズ5は、図示のように3極の構造
を持ち、図示のような電圧を印加した。試料7は、荷電
粒子のビームを照射する対象の試料である。
The objective lens 5 has a three-pole structure as shown, and a voltage as shown is applied. The sample 7 is a sample to be irradiated with a beam of charged particles.

【0047】図3の(b)は、圧電式粒子着地モニタの
例を示す。この圧電式粒子着地モニタ71は、既述した
図1、2の衝撃検出器8の上に試料7を載置したもので
あって、図示のように、試料7、絶縁材72、電極7
3、および圧電素子74から構成されるものである。
FIG. 3B shows an example of a piezoelectric particle landing monitor. The piezoelectric particle landing monitor 71 has a sample 7 placed on the impact detector 8 shown in FIGS. 1 and 2 as described above. As shown in the drawing, the sample 7, the insulating material 72, the electrode 7
3 and a piezoelectric element 74.

【0048】試料7は、荷電粒子のビームを照射する対
象の試料であって、ここでは、絶縁材72の上に載置
(絶縁性のパラフィンなどで固定)したものである。絶
縁材72は、圧電素子74の両側に設けた電極73を絶
縁するものである。
The sample 7 is a sample to be irradiated with a beam of charged particles, and here is mounted on an insulating material 72 (fixed with insulating paraffin or the like). The insulating material 72 is for insulating the electrodes 73 provided on both sides of the piezoelectric element 74.

【0049】電極73は、圧電素子74の各素子毎に荷
電粒子のビームが衝突したときの運動エネルギに対応す
る電圧を検出(取り出す)ためのものである。ここで
は、圧電素子74の両側(あるいは一方)にメッシュ状
に分割した電極、あるいは圧電素子にメッシュ状に切り
込みを入れて各分離した素子毎に電極を設けたものであ
る。
The electrode 73 is for detecting (extracting) a voltage corresponding to kinetic energy when a beam of charged particles collides with each of the piezoelectric elements 74. Here, a mesh-shaped electrode is provided on both sides (or one side) of the piezoelectric element 74, or an electrode is provided for each separated element by cutting the piezoelectric element into a mesh.

【0050】圧電素子74は、荷電粒子のビームが衝突
したときの運動エネルギを電気信号に変換する素子であ
って、表面に図示のように電極73を設けたものであ
る。電極73は、上述したようにメッシュ状に分割して
各メッシュの部分から各圧電素子72に衝突した荷電粒
子のエネルギを信号にしてそれぞれ検出するようにして
いる。
The piezoelectric element 74 is an element for converting kinetic energy at the time of collision of a charged particle beam into an electric signal, and has an electrode 73 provided on the surface as shown in the figure. The electrode 73 is divided into meshes as described above, and the energy of the charged particles that have collided with each piezoelectric element 72 is detected as a signal from each mesh portion.

【0051】図3の(c)は、図3の(b)の試料7上
に荷電粒子のビームを照射したときの様子を示す。これ
は、図3の(a)の条件のもとで荷電粒子(カーボンの
10μmφ)のビームを試料7に照射したときに堆積さ
れたカーボンの様子を、図示外の光学顕微鏡で観察した
ときの画像である。図中の黒い●が荷電粒子(カーボ
ン)の堆積した部分である。この実験では、図示のよう
に、飛び飛びに荷電粒子が堆積されている様子が判明す
る。ここでの実験では、例えば粒子であるカーボン粒子
の直径10μm、充填量0.5g、帯電室供給量は0.
03g、帯電室供給時間は15分であった。
FIG. 3C shows a state in which the sample 7 shown in FIG. 3B is irradiated with a beam of charged particles. This is because when the sample 7 was irradiated with a beam of charged particles (10 μmφ of carbon) under the conditions of FIG. 3A, the state of carbon deposited was observed with an optical microscope (not shown). It is an image. The black circles in the figure indicate the portions where the charged particles (carbon) are deposited. In this experiment, it is found that the charged particles are scattered as shown in the figure. In the experiment here, for example, the diameter of the carbon particles as particles is 10 μm, the filling amount is 0.5 g, and the supply amount of the charging chamber is 0.5 μm.
03 g, and the charging chamber supply time was 15 minutes.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
微小粒子を帯電させて加速・集束して試料の所望の部位
に照射し、そのときに吸収あるいは放射される信号を検
出して画像を表示すると共に試料の部位に微小粒子を堆
積あるいは試料の部位を加工できる。これらにより、試
料の任意の部位に任意の荷電粒子のビームを照射して当
該荷電粒子を堆積して所望のパターンや機構部品を形成
したり、試料の任意の部位に任意の荷電粒子のビームを
照射して当該試料の任意の部位を加工したりすることが
可能となると共に、任意の荷電粒子(正あるいは負)の
ビームを試料に照射したときの当該試料の部位の運動エ
ネルギの分布画像や当該試料から放出される2次電子、
光、X線などの分布図を表示して各種物性を解析するこ
とが可能となる。
As described above, according to the present invention,
The microparticles are charged, accelerated and focused to irradiate a desired part of the sample, and the signal absorbed or emitted at that time is detected to display an image, and the fine particles are deposited on the part of the sample or the part of the sample is sampled. Can be processed. With these, a beam of arbitrary charged particles is irradiated on an arbitrary portion of the sample to deposit the charged particles to form a desired pattern or a mechanical component, or a beam of arbitrary charged particles is formed on an arbitrary portion of the sample. Irradiation makes it possible to process an arbitrary portion of the sample, and a distribution image of a kinetic energy of the portion of the sample when the sample is irradiated with a beam of arbitrary charged particles (positive or negative). Secondary electrons emitted from the sample,
Various physical properties can be analyzed by displaying a distribution map of light, X-rays, and the like.

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

【図1】本発明の1実施例構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の具体例構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a specific example of the present invention.

【図3】本発明の実験説明図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an experiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:粒子銃 11:振動発生器 12:粒子バルブ 13:アクチュエータ 14:帯電電極 15:集束電極 16:アノード 2:ブラッキング装置 21:ブランカー 22:ガンアライメント 3:集束レンズ 4:偏向器 5:対物レンズ 6:試料室 7:試料 8:衝撃検出器 9:試料ステージ 10:2次電子検出器 31:シンチレータ 32:ライトガイド 33:光電子倍増管 34:シールド筒 41:バトラーレンズ 71:圧電式粒子着地モニタ 73:絶縁材 73:電極 74:圧電素子 1: Particle gun 11: Vibration generator 12: Particle valve 13: Actuator 14: Charging electrode 15: Focusing electrode 16: Anode 2: Braking device 21: Blanker 22: Gun alignment 3: Focusing lens 4: Deflector 5: Objective Lens 6: Sample chamber 7: Sample 8: Shock detector 9: Sample stage 10: Secondary electron detector 31: Scintillator 32: Light guide 33: Photomultiplier tube 34: Shield cylinder 41: Butler lens 71: Piezoelectric particle landing Monitor 73: insulating material 73: electrode 74: piezoelectric element

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/302 D (72)発明者 斉藤 秀一 東京都西多摩郡日の出町平井2196番地203Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI H01L 21/302 D (72) Inventor Shuichi Saito 203, Hirai 2196, Hinodecho, Nishitama-gun, Tokyo

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】粒子を供給し帯電させた荷電粒子を放出し
ビーム化する粒子銃と、 上記粒子銃から放出された荷電粒子のビームを集束して
試料上に細く絞ったビームとして照射するレンズと、 上記レンズによって試料上に細く絞ったビームの照射す
る位置を偏向する偏向器とを備えたことを特徴とする荷
電粒子描画装置。
1. A particle gun for supplying charged particles and emitting charged charged particles to form a beam, and a lens for converging a beam of charged particles emitted from the particle gun and irradiating the beam as a narrow beam on a sample. And a deflector for deflecting a position where a beam narrowly focused on the sample by the lens is irradiated.
【請求項2】上記偏向器を用いて上記試料上に細く絞っ
たビームを走査したときに上記試料に吸収された信号あ
るいは上記試料から放出された信号を検出する検出器
と、 この検出器によって検出した信号をもとに画像を表示す
る表示装置とを備えたことを特徴とする請求項1記載の
荷電粒子描画装置。
2. A detector for detecting a signal absorbed by the sample or a signal emitted from the sample when a beam narrowly focused on the sample is scanned by using the deflector; The charged particle drawing apparatus according to claim 1, further comprising a display device that displays an image based on the detected signal.
【請求項3】上記偏向器を用いて上記試料上に細く絞っ
たビームを所定の場所に位置づけて当該荷電粒子を試料
上に堆積、あるいは当該荷電粒子によって試料を加工す
ることを特徴とする請求項1あるいは請求項2記載の荷
電粒子描画装置。
3. The method according to claim 1, wherein the beam deflected narrowly on the sample is positioned at a predetermined position using the deflector, and the charged particles are deposited on the sample, or the sample is processed by the charged particles. 3. The charged particle drawing apparatus according to claim 1 or 2.
JP09298898A 1998-04-06 1998-04-06 Charged particle drawing equipment Expired - Lifetime JP3525330B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP09298898A JP3525330B2 (en) 1998-04-06 1998-04-06 Charged particle drawing equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP09298898A JP3525330B2 (en) 1998-04-06 1998-04-06 Charged particle drawing equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11297265A true JPH11297265A (en) 1999-10-29
JP3525330B2 JP3525330B2 (en) 2004-05-10

Family

ID=14069765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP09298898A Expired - Lifetime JP3525330B2 (en) 1998-04-06 1998-04-06 Charged particle drawing equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3525330B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9355812B2 (en) 2014-06-02 2016-05-31 Kabushiki Kaisha Toshiba Processing apparatus and processing method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9355812B2 (en) 2014-06-02 2016-05-31 Kabushiki Kaisha Toshiba Processing apparatus and processing method

Also Published As

Publication number Publication date
JP3525330B2 (en) 2004-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6444981B1 (en) Scanning electron microscope
US20070215802A1 (en) Systems and methods for a gas field ion microscope
JP4636897B2 (en) Scanning electron microscope
US6667476B2 (en) Scanning electron microscope
JP4215282B2 (en) SEM equipped with electrostatic objective lens and electrical scanning device
US7541580B2 (en) Detector for charged particle beam instrument
US6365896B1 (en) Environmental SEM with a magnetic field for improved secondary electron direction
JP2000200579A (en) Scanning electron microscope
JPH09171791A (en) Scanning type electron microscope
JP4613405B2 (en) Scanning electron microscope
US6686590B2 (en) Low-vacuum scanning electron microscope
US6184525B1 (en) Environmental SEM with a multiple fields for improved secondary electron detection
KR19980081685A (en) Scanning electron microscope
JP3525330B2 (en) Charged particle drawing equipment
JP2002025492A (en) Method and apparatus for imaging sample using low profile electron detector for charged particle beam imaging system containing electrostatic mirror
JP2018181790A (en) Scanning electron microscope and secondary electron detection method for scanning electron microscope
WO2001003145A1 (en) Apparatus and method for examining specimen with a charged particle beam
JP3494152B2 (en) Scanning electron microscope
JPH08264149A (en) Secondary electron detecting apparatus for scanning electron microscope
JPH07312198A (en) Focusing ion beam device
JP2861153B2 (en) Charged particle beam irradiation type analyzer
JP2022071081A (en) Electron beam ion generation device and electron beam ion generation method
JP2022071076A (en) Scanning electron microscope and secondary electron detection method thereof
JPH06267493A (en) Charge-up preventive device and method thereof
JPH07153411A (en) Electron beam observing method and device therefor

Legal Events

Date Code Title Description
A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20031120

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040204

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100227

Year of fee payment: 6

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term