JPH05314941A - Ｆｉｂ／ｅｂ複合装置 - Google Patents
Ｆｉｂ／ｅｂ複合装置Info
- Publication number
- JPH05314941A JPH05314941A JP4118856A JP11885692A JPH05314941A JP H05314941 A JPH05314941 A JP H05314941A JP 4118856 A JP4118856 A JP 4118856A JP 11885692 A JP11885692 A JP 11885692A JP H05314941 A JPH05314941 A JP H05314941A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＥＢカラム内の汚染を防止し、分解能の高い
像観察を可能とするＦＩＢ／ＥＢ複合装置を実現する。 【構成】 ＥＢカラム４の対物レンズ１０の開口から入
り込む試料粒子Ｐを阻止するため、シャッター１５が設
けられている。このシャッター１５は回転軸１６によっ
て回転させられ、試料１に試料を削るためにＦＩＢが照
射されている間、図３に示したように回転軸が回転さ
れ、対物レンズ１０の開口１４の前面にシャッター１５
が配置される。その結果、試料１からスパッタされた粒
子Ｐの内、開口１４方向に向かう粒子は、シャッター１
５に衝突し、開口１４に入り込んでＥＢカラム４内を汚
染することは防止される。
像観察を可能とするＦＩＢ／ＥＢ複合装置を実現する。 【構成】 ＥＢカラム４の対物レンズ１０の開口から入
り込む試料粒子Ｐを阻止するため、シャッター１５が設
けられている。このシャッター１５は回転軸１６によっ
て回転させられ、試料１に試料を削るためにＦＩＢが照
射されている間、図３に示したように回転軸が回転さ
れ、対物レンズ１０の開口１４の前面にシャッター１５
が配置される。その結果、試料１からスパッタされた粒
子Ｐの内、開口１４方向に向かう粒子は、シャッター１
５に衝突し、開口１４に入り込んでＥＢカラム４内を汚
染することは防止される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、イオンビームで試料を
削り、削った試料の断面などを走査電子顕微鏡像によっ
て観察するようにしたＦＩＢ／ＥＢ複合装置に関する。
削り、削った試料の断面などを走査電子顕微鏡像によっ
て観察するようにしたＦＩＢ／ＥＢ複合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造工程などで試料の深さ方向の
構造を評価するため、ＦＩＢ／ＥＢ複合装置が利用され
ている。この装置では、集束イオンビーム（ＦＩＢ）に
よって試料を切削し、その断面を露出させ、断面に電子
ビーム（ＥＢ）を照射すると共に断面部分で電子ビーム
の走査を行い、試料から得られた２次電子を検出し、こ
の２次電子像を表示するようにしている。この装置を用
いた断面観察では、試料であるウエハーなどを割って観
察部位以外の構造を破壊することなしに断面が観察でき
るという利点がある。図１はこの種装置の概略を示した
もので、試料１は試料室２内に配置されている。試料室
２にはＦＩＢカラム３とＥＢカラム４が取り付けられて
おり、ＦＩＢカラム３にはイオン源５，集束レンズ６，
対物レンズ７および図示していないが偏向器などが含ま
れている。ＥＢカラム４には電子銃８，集束レンズ９，
対物レンズ１０および図示していないが偏向器などが含
まれている。試料１に接近して２次電子検出器１１が設
けられており、検出器１１の検出信号は増幅器１２を介
して陰極線管１３に供給される。
構造を評価するため、ＦＩＢ／ＥＢ複合装置が利用され
ている。この装置では、集束イオンビーム（ＦＩＢ）に
よって試料を切削し、その断面を露出させ、断面に電子
ビーム（ＥＢ）を照射すると共に断面部分で電子ビーム
の走査を行い、試料から得られた２次電子を検出し、こ
の２次電子像を表示するようにしている。この装置を用
いた断面観察では、試料であるウエハーなどを割って観
察部位以外の構造を破壊することなしに断面が観察でき
るという利点がある。図１はこの種装置の概略を示した
もので、試料１は試料室２内に配置されている。試料室
２にはＦＩＢカラム３とＥＢカラム４が取り付けられて
おり、ＦＩＢカラム３にはイオン源５，集束レンズ６，
対物レンズ７および図示していないが偏向器などが含ま
れている。ＥＢカラム４には電子銃８，集束レンズ９，
対物レンズ１０および図示していないが偏向器などが含
まれている。試料１に接近して２次電子検出器１１が設
けられており、検出器１１の検出信号は増幅器１２を介
して陰極線管１３に供給される。
【０００３】上記構成で、まず最初に試料１にイオン源
５から発生したイオンビームＩＢを集束レンズ６，対物
レンズ７で集束して照射する。イオンビームＩＢの試料
上の照射点は、偏向器によって偏向され、試料１の所定
位置がイオンビームによって削られる。図２（ａ）は試
料１が集束イオンビームＦＩＢによって削られている様
子を示している。試料１の任意の領域と深さがイオンビ
ームによって削られた後、イオンビームの試料１への照
射は停止され、代わりに電子銃８から発生した電子ビー
ムＥＢが集束レンズ９，対物レンズ１０によって集束さ
れ試料１に照射される。試料１のイオンビームによって
削られた断面部分で電子ビームは走査され、この走査に
基づいて発生した２次電子は検出器１１によって検出さ
れる。図２（ｂ）は試料断面に電子ビームＥＢが照射さ
れている様子を示している。この検出信号は電子ビーム
の走査と同期した陰極線管１３に供給され、陰極線管１
３上には試料１の断面の走査像が表示される。
５から発生したイオンビームＩＢを集束レンズ６，対物
レンズ７で集束して照射する。イオンビームＩＢの試料
上の照射点は、偏向器によって偏向され、試料１の所定
位置がイオンビームによって削られる。図２（ａ）は試
料１が集束イオンビームＦＩＢによって削られている様
子を示している。試料１の任意の領域と深さがイオンビ
ームによって削られた後、イオンビームの試料１への照
射は停止され、代わりに電子銃８から発生した電子ビー
ムＥＢが集束レンズ９，対物レンズ１０によって集束さ
れ試料１に照射される。試料１のイオンビームによって
削られた断面部分で電子ビームは走査され、この走査に
基づいて発生した２次電子は検出器１１によって検出さ
れる。図２（ｂ）は試料断面に電子ビームＥＢが照射さ
れている様子を示している。この検出信号は電子ビーム
の走査と同期した陰極線管１３に供給され、陰極線管１
３上には試料１の断面の走査像が表示される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図１の構成では、ＦＩ
Ｂカラム３とＥＢカラム４をそれぞれのビームの中心が
一致するように配置されており、ＦＩＢでの試料の切削
とＥＢでの試料の観察とを試料１の移動なしで行うこと
ができる。しかしながら、ＦＩＢカラム３の先端とＥＢ
カラム４の先端とが接近して配置されることから、ＦＩ
Ｂによって試料１を削っているときにイオンビームによ
ってスパッタされた試料の構成粒子がＥＢカラムを汚染
する問題が発生する。図３はその様子を示しており、試
料１に集束イオンビームＦＩＢが照射されると、試料１
からスパッタされた粒子ＰがＥＢカラムの先端の対物レ
ンズ１０の開口１４からカラム内に入り込み、対物レン
ズ１０の内壁に付着する。この粒子の付着による汚染に
よって走査電子顕微鏡像観察時に対物レンズ１０の内壁
がチャージアップし、その結果電子ビームが不正に偏向
され、走査電子顕微鏡像の分解能劣化の原因となってし
まう。
Ｂカラム３とＥＢカラム４をそれぞれのビームの中心が
一致するように配置されており、ＦＩＢでの試料の切削
とＥＢでの試料の観察とを試料１の移動なしで行うこと
ができる。しかしながら、ＦＩＢカラム３の先端とＥＢ
カラム４の先端とが接近して配置されることから、ＦＩ
Ｂによって試料１を削っているときにイオンビームによ
ってスパッタされた試料の構成粒子がＥＢカラムを汚染
する問題が発生する。図３はその様子を示しており、試
料１に集束イオンビームＦＩＢが照射されると、試料１
からスパッタされた粒子ＰがＥＢカラムの先端の対物レ
ンズ１０の開口１４からカラム内に入り込み、対物レン
ズ１０の内壁に付着する。この粒子の付着による汚染に
よって走査電子顕微鏡像観察時に対物レンズ１０の内壁
がチャージアップし、その結果電子ビームが不正に偏向
され、走査電子顕微鏡像の分解能劣化の原因となってし
まう。
【０００５】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、ＥＢカラム内の汚染を防止し、分
解能の高い像観察を可能とするＦＩＢ／ＥＢ複合装置を
実現するにある。
もので、その目的は、ＥＢカラム内の汚染を防止し、分
解能の高い像観察を可能とするＦＩＢ／ＥＢ複合装置を
実現するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に基づくＦＩＢ／
ＥＢ複合装置は、試料室上に集束イオンビーム光学系カ
ラムと電子ビーム光学系カラムを設け、イオンビームで
試料を切削し、切削した試料部分で電子ビームを走査
し、その走査に基づいて得られた信号により走査像を得
るようにしたＦＩＢ／ＥＢ複合装置において、電子ビー
ム光学系カラムの先端の開口部を開閉するシャッターを
設けたことを特徴としている。
ＥＢ複合装置は、試料室上に集束イオンビーム光学系カ
ラムと電子ビーム光学系カラムを設け、イオンビームで
試料を切削し、切削した試料部分で電子ビームを走査
し、その走査に基づいて得られた信号により走査像を得
るようにしたＦＩＢ／ＥＢ複合装置において、電子ビー
ム光学系カラムの先端の開口部を開閉するシャッターを
設けたことを特徴としている。
【０００７】
【作用】本発明に基づくＦＩＢ／ＥＢ複合装置は、シャ
ッターにより電子ビーム光学系カラムの先端の開口部を
開閉する。
ッターにより電子ビーム光学系カラムの先端の開口部を
開閉する。
【０００８】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図４は本発明の一実施例を示しており、図
１，３の従来装置と同一部分には同一番号を付してその
詳細な説明を省略する。この実施例では、ＥＢカラム４
の対物レンズ１０の開口から入り込む試料粒子Ｐを阻止
するため、シャッター１５が設けられている。このシャ
ッター１５は回転軸１６によって回転させられ、試料１
に試料を削るためにＦＩＢが照射されている間、図４に
示したように回転軸が回転され、対物レンズ１０の開口
１４の前面にシャッター１５が配置される。その結果、
試料１からスパッタされた粒子Ｐの内、開口１４方向に
向かう粒子は、シャッター１５に衝突し、開口１４に入
り込んでＥＢカラム４内を汚染することは防止される。
なお、シャッター１５や回転軸１６は導電性物質で形成
されており、更に、それらは接地電位に保たれ、チャー
ジアップが防止される。
に説明する。図４は本発明の一実施例を示しており、図
１，３の従来装置と同一部分には同一番号を付してその
詳細な説明を省略する。この実施例では、ＥＢカラム４
の対物レンズ１０の開口から入り込む試料粒子Ｐを阻止
するため、シャッター１５が設けられている。このシャ
ッター１５は回転軸１６によって回転させられ、試料１
に試料を削るためにＦＩＢが照射されている間、図４に
示したように回転軸が回転され、対物レンズ１０の開口
１４の前面にシャッター１５が配置される。その結果、
試料１からスパッタされた粒子Ｐの内、開口１４方向に
向かう粒子は、シャッター１５に衝突し、開口１４に入
り込んでＥＢカラム４内を汚染することは防止される。
なお、シャッター１５や回転軸１６は導電性物質で形成
されており、更に、それらは接地電位に保たれ、チャー
ジアップが防止される。
【０００９】集束イオンビームＦＩＢによる試料１の切
削が終了し、電子ビームＥＢを試料１に照射し走査電子
顕微鏡像の観察を行う場合、回転軸１６が１８０°回転
させられシャッター１５は対物レンズ１０の開口１４の
前面から取り外される。図５はこのような状態を示して
いる。。
削が終了し、電子ビームＥＢを試料１に照射し走査電子
顕微鏡像の観察を行う場合、回転軸１６が１８０°回転
させられシャッター１５は対物レンズ１０の開口１４の
前面から取り外される。図５はこのような状態を示して
いる。。
【００１０】図６は本発明の他の実施例を示しており、
この実施例ではシャッター１５の断面形状に工夫が凝ら
されている。すなわち、図に示すように、試料１からス
パッタされた粒子Ｐがシャッター１５の前面で反射さ
れ、その反射された粒子が再び試料１面に堆積しないよ
うに、シャッター１５の前面の角度が決められている。
この実施例ではシャッター１５の断面形状に工夫が凝ら
されている。すなわち、図に示すように、試料１からス
パッタされた粒子Ｐがシャッター１５の前面で反射さ
れ、その反射された粒子が再び試料１面に堆積しないよ
うに、シャッター１５の前面の角度が決められている。
【００１１】図７に示す実施例では、シャッター１７は
写真機の絞りの構造と類似した絞り羽根方式のものが用
いられており、多数枚の羽根１８がレバー１９の回転に
より開閉する構造となっている。この方式では、羽根１
８が電子ビーム光軸に対して軸対称となるため、シャッ
ターを必ずしも接地電位とする必要はなく、電子ビーム
光学系の要求によりシャッター１７に電圧を印加しても
良い。
写真機の絞りの構造と類似した絞り羽根方式のものが用
いられており、多数枚の羽根１８がレバー１９の回転に
より開閉する構造となっている。この方式では、羽根１
８が電子ビーム光軸に対して軸対称となるため、シャッ
ターを必ずしも接地電位とする必要はなく、電子ビーム
光学系の要求によりシャッター１７に電圧を印加しても
良い。
【００１２】以上本発明の実施例を説明したが、本発明
はこの実施例に限定されない。例えば、試料の断面形状
を観察するために２次電子像をを得るようにしたが、反
射電子像を観察するようにしても良い。また、シャッタ
ーの構造，機構は上記実施例のものに限定されず、次の
点を満足すれば他の構造，機構であっても良い。
はこの実施例に限定されない。例えば、試料の断面形状
を観察するために２次電子像をを得るようにしたが、反
射電子像を観察するようにしても良い。また、シャッタ
ーの構造，機構は上記実施例のものに限定されず、次の
点を満足すれば他の構造，機構であっても良い。
【００１３】ＦＩＢ照射点からのＥＢカラム開口部の
見開き角（立体角）をシャッターが閉じているときに完
全に覆うこと。なお、試料からスパッタされる２次粒子
にはイオンも含まれるが、大半は中性粒子であり、その
軌道はほぼ直線と考えられるからシャッターが閉じられ
ているときにシャッターによって対物レンズ開口部を完
全に塞ぐ必要はない。ただし、試料面など周囲の壁面で
の１回反射粒子の侵入を防止する程度には覆う必要があ
る。
見開き角（立体角）をシャッターが閉じているときに完
全に覆うこと。なお、試料からスパッタされる２次粒子
にはイオンも含まれるが、大半は中性粒子であり、その
軌道はほぼ直線と考えられるからシャッターが閉じられ
ているときにシャッターによって対物レンズ開口部を完
全に塞ぐ必要はない。ただし、試料面など周囲の壁面で
の１回反射粒子の侵入を防止する程度には覆う必要があ
る。
【００１４】シャッターが開いた状態で、シャッター
自身が電子ビーム軌道の障害にならない。 シャッター材は導電性物質で形成すること。
自身が電子ビーム軌道の障害にならない。 シャッター材は導電性物質で形成すること。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に基づくＦ
ＩＢ／ＥＢ複合装置は、シャッターにより電子ビーム光
学系カラムの先端の開口部を開閉するように構成したの
で、ＥＢカラム内の汚染を防止し、分解能の高い像を観
察することが可能となる。
ＩＢ／ＥＢ複合装置は、シャッターにより電子ビーム光
学系カラムの先端の開口部を開閉するように構成したの
で、ＥＢカラム内の汚染を防止し、分解能の高い像を観
察することが可能となる。
【図１】ＦＩＢ／ＥＢ複合装置の概略構成を示す図であ
る。
る。
【図２】ＦＩＢによる試料の切削とＥＢによる断面の観
察の様子を示す図である。
察の様子を示す図である。
【図３】スパッタ粒子によるＥＢカラムの汚染の様子を
示す図である。
示す図である。
【図４】本発明の一実施例を示す図である。
【図５】図４の実施例で、シャッターが開いた状態を示
す図である。
す図である。
【図６】本発明の他の実施例を示す図である。
【図７】本発明の他の実施例を示す図である。
１ 試料 ２ 試料室 ３ ＦＩＢカラム ４ ＥＢカラム １０ 対物レンズ １４ 対物レンズの開口 １５ シャッター １６ 回転軸
Claims (1)
- 【請求項１】 試料室上に集束イオンビーム光学系カラ
ムと電子ビーム光学系カラムを設け、イオンビームで試
料を切削し、切削した試料部分で電子ビームを走査し、
その走査に基づいて得られた信号により走査像を得るよ
うにしたＦＩＢ／ＥＢ複合装置において、電子ビーム光
学系カラムの先端の開口部を開閉するシャッターを設け
たことを特徴とするＦＩＢ／ＥＢ複合装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4118856A JPH05314941A (ja) | 1992-05-12 | 1992-05-12 | Ｆｉｂ／ｅｂ複合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4118856A JPH05314941A (ja) | 1992-05-12 | 1992-05-12 | Ｆｉｂ／ｅｂ複合装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05314941A true JPH05314941A (ja) | 1993-11-26 |
Family
ID=14746834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4118856A Withdrawn JPH05314941A (ja) | 1992-05-12 | 1992-05-12 | Ｆｉｂ／ｅｂ複合装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05314941A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2348019A (en) * | 1999-02-08 | 2000-09-20 | Nikon Corp | A microscope having a closing member for protecting objective lens |
| DE102008045336A1 (de) * | 2008-09-01 | 2010-03-11 | Carl Zeiss Nts Gmbh | System zur Bearbeitung einer Probe mit einem Laserstrahl und einem Elektronenstrahl oder einem Ionenstrahl |
| WO2016121079A1 (ja) * | 2015-01-30 | 2016-08-04 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | イオンミリング装置を備えた電子顕微鏡、および三次元再構築方法 |
| US20170271119A1 (en) * | 2016-03-18 | 2017-09-21 | Hitachi High-Tech Science Corporation | Composite charged particle beam apparatus |
| WO2018140903A3 (en) * | 2017-01-27 | 2018-09-20 | Howard Hughes Medical Institute | Enhanced fib-sem systems for large-volume 3d imaging |
| KR20180109686A (ko) | 2017-03-27 | 2018-10-08 | 가부시키가이샤 히다치 하이테크 사이언스 | 하전 입자 빔 장치 |
| WO2025180952A1 (en) * | 2024-02-28 | 2025-09-04 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Contamination handling in metrology systems |
-
1992
- 1992-05-12 JP JP4118856A patent/JPH05314941A/ja not_active Withdrawn
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2348019A (en) * | 1999-02-08 | 2000-09-20 | Nikon Corp | A microscope having a closing member for protecting objective lens |
| US6210007B1 (en) | 1999-02-08 | 2001-04-03 | Nikon Corporation | Stereomicroscope having a closing member for protecting lenses |
| DE102008045336A1 (de) * | 2008-09-01 | 2010-03-11 | Carl Zeiss Nts Gmbh | System zur Bearbeitung einer Probe mit einem Laserstrahl und einem Elektronenstrahl oder einem Ionenstrahl |
| US8115180B2 (en) | 2008-09-01 | 2012-02-14 | Carl Zeiss Nts Gmbh | Processing system |
| US8350227B2 (en) | 2008-09-01 | 2013-01-08 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Processing system |
| US8558174B2 (en) | 2008-09-01 | 2013-10-15 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Processing system |
| DE102008045336B4 (de) | 2008-09-01 | 2022-05-25 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | System zur Bearbeitung einer Probe mit einem Laserstrahl und einem Elektronenstrahl oder einem Ionenstrahl |
| WO2016121079A1 (ja) * | 2015-01-30 | 2016-08-04 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | イオンミリング装置を備えた電子顕微鏡、および三次元再構築方法 |
| JPWO2016121079A1 (ja) * | 2015-01-30 | 2017-11-24 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | イオンミリング装置を備えた電子顕微鏡、および三次元再構築方法 |
| JP2017174504A (ja) * | 2016-03-18 | 2017-09-28 | 株式会社日立ハイテクサイエンス | 複合荷電粒子ビーム装置 |
| EP3223297A1 (en) * | 2016-03-18 | 2017-09-27 | Hitachi High-Tech Science Corporation | Dual-beam charged particle apparatus with anti-contamination shield |
| CN107204269A (zh) * | 2016-03-18 | 2017-09-26 | 日本株式会社日立高新技术科学 | 复合带电粒子束装置 |
| US20170271119A1 (en) * | 2016-03-18 | 2017-09-21 | Hitachi High-Tech Science Corporation | Composite charged particle beam apparatus |
| WO2018140903A3 (en) * | 2017-01-27 | 2018-09-20 | Howard Hughes Medical Institute | Enhanced fib-sem systems for large-volume 3d imaging |
| US10600615B2 (en) | 2017-01-27 | 2020-03-24 | Howard Hughes Medical Institute | Enhanced FIB-SEM systems for large-volume 3D imaging |
| KR20180109686A (ko) | 2017-03-27 | 2018-10-08 | 가부시키가이샤 히다치 하이테크 사이언스 | 하전 입자 빔 장치 |
| CN108666193A (zh) * | 2017-03-27 | 2018-10-16 | 日本株式会社日立高新技术科学 | 带电粒子束装置 |
| JP2018163823A (ja) * | 2017-03-27 | 2018-10-18 | 株式会社日立ハイテクサイエンス | 荷電粒子ビーム装置 |
| TWI782958B (zh) * | 2017-03-27 | 2022-11-11 | 日商日立高新技術科學股份有限公司 | 帶電粒子束裝置 |
| WO2025180952A1 (en) * | 2024-02-28 | 2025-09-04 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Contamination handling in metrology systems |
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