JPS59201355A - 荷電ビ−ム測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、試料にイオンマイクロビームを照射するイオ
ンマイクロビーム装置における入射ビー。

ム電流を測定する荷電ビーム測定装置に関するも一″の
である。

〔発明の背景〕

イオンマイクロビームを試料基板」−に直接描画。

するマスクレス・イオン打込み装置においては、。

二次電子像観察はビーム位置の決定・確認のため１″必
要である。第１図は従来の二次電子像観察のや・り方を
示したもので、試料台５に載置された試料基板４に入射
ビーム１が照射されて放出される二・次電子２は、二次
電子集束用金属メツシュアによ・り集められ、二次電子
検知器８で検知され、検知・された信号は走査イオン顕
微鏡像（Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｔｏｎ　。

Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ像、以下ＳＩＭ像と称す）の観察
に用い。

られている。ところで、試料基板にイオンマイク。

ロビームを照射すると、試料基板からは」−記二次。

電子のほかに十電荷をもった二次イオンを放出す・１１
ることか知られている。このような二次電子、二′次イ
オン放出現象のため、従来はＳＩＭ像の観察と。

同時に入射ビーム電流を正確に測定することはで。

きなかった。これら入射ビーム、二次電子および゛二次
イオンの関係を、前記第１図を用いて説明す５る。第１
図において、入射ビーム１による電流を。

工１、二次電子２による電流を■。、二次イオン３に。

よる電流を■＋とすると、試料台５に接続されてい。

る試料電流計６でモニタした試料電流ＩＳは、　　。

Ｉ、−Ｉ、−Ｉ＋＋Ｉ。・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・ｆｉｌ　　”’または　Ｉ
、−１，＋Ｉ→−Ｉｅ　・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・（２）　　　・となり、一
般にはＩｓ：！５Ｉ、である。従って、第１図・に示し
た試料電流計６を流れる電流■５を用いたの・では、Ｓ
ＩＭ像観察と同時に正確な入射ビーム電流・のモニタを
行うことはできなかった。　　　　　１−・〔発明の目
的〕 本発明の目的は、イオンマイクロビーム装置に・おいて
、ＳＩＭ像観察と同時に正確な入射ビーム電・流のモニ
タができる荷電ビーム測定装置を提供す・るにある。

〔発明の概要〕

本発明は、−に記目的を達成するため、イオンマ。

イクロビームが照射された試料から放出される二。

次電子を集めて検知する二次電子検知器のほかに゛、イ
オンマイクロビームが照射された試料から放出パされる
二次電子および二次イオンをイオンマイクロビーム装置
の接地電極や真空壁その他内在物に逃がさないように捕
捉するための試料のビーム入。

射点と対向させて配置された第１の電極（内側型゛極）
と、該第１の電極を迷走イオンや迷走電子が・ｌらシー
ルドするだめの第２の電極（外側電極）と・を設けると
ともに、前記試料、前記第１の電極、および前記二次電
子検知器回路の接地側端子を互・いに接続した接続線と
大地との間に電流計を結線・して構成するもので、これ
により、二次電子によ１・る電流および二次イオンによ
る電流と、試料電流との総和がとれるようにして、この
電流をモニタ。

するようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に従って説明す・・（る
。第２図において、大きさ３インチ径のシリコ。

ン製の試料基板４は試料台５の」二に載置されてお。

す、試料台５には試料電流計６の一端が接続され。

ている。試料基板４の上方には、ビーム入射点を。

中心とする二重の半球状の電極１０．１１が配置されて
いる。このうち、内側の電極１０は二次イオン３゜を捕
捉し検知するためのものであり、外側の電極゛１１は迷
走イオンや迷走電子が内側の電極１０へ入射′するのを
阻止するようにシールドするためのもの。

である。これらの電極は径が２ｃｍ程度のもので、１０
内外電極は絶縁物からなるスペーサ（図示せず）・を介
して２〜３ｍｍ程度の間隔が保たれており、試・料基板
４とは２ｍｍ程度のギャップを持って対向・させ、試料
基板４に対し入射ビーム１と共に相対・的な位置が変え
られるようになっている。これら１）の二重半球状の電
極１０．１１には窓が設けられてお・す、この窓の部分
に、二次電子２を集束するため。

の二次電子集束用金属メツシュアと二次電子検知・器８
とが、前記電極１０．１１とは絶縁してはめ込ま・れて
いる。また、電極１１は接地されている。　　２（１−
１ユ記のような電極を設けることにより、二次イ。

オンによる電流■十を取り出すことができるので、式（
２）から■、が求められることになるが、これは次。

のようにして確められた。すなわち、第２図において、
６は試料台５に一端が接続された試料電流計、１２は二
次イオンによる電流を測るための一端が電極１０に接続
された二次イオン電流計であり、。

試料電流計６および二次イオン電流計１２それぞれ゛の
他端と、一端が二次電子集束用金属メツシュア。

に接続された二次電子集束用電源９の他端と、二重゛次
電子検知器８とは互いに接続され、接続線と大・地との
間に総和電流計１３が接続されている。この・場合、試
料電流計６を流れる電流を■８、二次イオン電流計１２
を流れる電流を■＋、二次電子による電・流を■。とす
れば、総和電流計１３を流れる電流ＩＴｌ・は、 ＩＴ−Ｉ、＋Ｉ→−Ｉ。・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・＋３１　　　・となる。こ
のように構成された装置において、試・料基板４に対し
、１５　ｋｅＶ　　Ｇａ’−ビームを入射ヒーム゛！０
とし、ビーム径を約１μｍとして照射を行った。そ。

して、入射ビーム１による入射ビーム電流■、力月。

ｎＡ　（本装置とは別に測定した）であったとき、■、
。

は１，４ｎＡ、　Ｉ＋は１０　ｐＡ以下であった。従っ
て、工ｅ。

は約０．４　ｎＡであることがわかった。また、総和型
５流計１３が示す総和電流■Ｔはｌ　ｎＡであり、入射
ビ。

−ム１による電流■、と一致した。このことは、総。

和電流ＩＴは、入射ビーム１による電流のモニタどして
使用できることを示している。本装置では、。

ＳＩＭ像観察と総和電流の測定との間にはなんら干１０
渉がなく、同時測定が可能となった。第３図に、・本発
明による荷電ビーム測定装置の構成の一例を・示す。

上記の実施例では、二次電子を検出する窓が１・個所の
場合について説明したが、窓が複数個所の１３場合も同
様な効果が得られる。また、検知器が二・次電子用でな
く、二次イオン用の場合も同様な効・果が得られる。さ
らに、上記実施例は、入射ビー・ムがイオンビームの場
合であるが、入射ビームが・電子ビームの場合も、同様
な効果が得られる。　２０〔発明の効果〕 本発明によれば、イオン（あるいは電子）マイ。

クロビーム装置におけるビーム測定に際し、ＳＩＭ　’
像の観察と入射ビーム電流のモニタとを同時に行。

うことか可能となるので、入射ビームの制御性の′高性
能化が達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のイオンマイクロビーム装置にお。 ける試料電流と入射ビーム電流との関係を示す説′明図
、第２図は本発明による荷電ビーム測定装置１°゛にお
ける総和電流と入射ビーム電流との関係を示・す説明図
、第３図は本発明による荷電ビーム測定・装置の一実施
例を示す構成図である。 符号の説明 １・・・入射ビーム　　　　２・・・二次電子　　　　
）・３・・・二次イオン　　　　４・・・試料基板５・
・・試料台　　　　　　６・・・試料電流計７・・・二
次電子集束用金属メツシュ ８・・・二次電子検知器　　９・・・二次電子集束用電
源・１０．１１・・・電極　　　　　１２・・・二次イ
オン電流計　・１１１３・・・総和電流計 代理人弁理士　中村純之助　　５ １７） 第１図 オ　２　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 試料にイオンマイクロビームを照射するイオン５マイク
   ロビーム装置における入射ビーム電流を測。 定する装置であって、イオンマイクロビームが照。 射された試料から放出される二次電子を集めて検知する
   二次電子検知器と、該イオンマイクロビームが照射され
   た試料から放出される二次電子およ□び二次イオンを捕
   捉するための、前記試料上のビ・−ム入射点と対向させ
   て配置された第１の電極と・、該第１の電極を迷走イオ
   ンや迷走電子に対してシールドするための該第１の電極
   の外方に配置されかつ接地された第２の電極と、前記試
   料、前記第１の電極、および前記二次電子検知器回路の
   接地側端子を互いに接続した接続線と大地との間に結線
   された電流計とにより構成されていることを特徴とする
   荷電ビーム測定装置。