JP2005222748A - A focused ion beam device with an exhaust pipe in the chamber. - Google Patents
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Abstract
【課題】 効率よくガスの排気を行うことで放電を防ぎ、焦点および照射位置の変動を起こりにくくし、加工精度の良い集束イオンビーム装置を提供する。
【解決手段】 チャンバー6内中心部に配置される鏡筒5の端部付近にその管口が試料に向かうようにガス排気用の排気管9を設ける。この場合において、イオンビーム鏡筒5のイオンビーム軸を中心とし、ガスインジェクター8の対向位置に排気管9を設ける。もしくはガス給排気管16のガス供給口部10に隣接させて、排気口部11がくるように給排気管16を設ける。排気口部11は加熱、冷却する温度調節機能を備えている。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a focused ion beam apparatus with high processing accuracy, which prevents discharge by efficiently exhausting gas, makes it difficult for fluctuations in focus and irradiation position to occur.
SOLUTION: An exhaust pipe 9 for exhausting gas is provided in the vicinity of an end of a lens barrel 5 arranged at the center in a chamber 6 so that its tube port faces a sample. In this case, an exhaust pipe 9 is provided at a position facing the gas injector 8 around the ion beam axis of the ion beam column 5. Alternatively, the supply / exhaust pipe 16 is provided adjacent to the gas supply port 10 of the gas supply / exhaust pipe 16 so that the exhaust port 11 comes. The exhaust port 11 has a temperature adjusting function for heating and cooling.
[Selection] Figure 1
Description
本発明はガスを利用し試料を加工する、集束イオンビーム装置に関する。 The present invention relates to a focused ion beam apparatus that processes a sample using a gas.
従来、試料を加工するためのデポジションガス、エッチングガスインジェクターを備えたFIB装置において、前記加工したときの残留ガスはチャンバー壁面の排気口から排気されていた(例えば、非特許文献1参照)。図4に、イオンビーム鏡筒57を備えた集束イオンビーム装置における従来の排気システムを示す。チャンバー52内において、加工用試料載置部分53上の試料にガスが供給されチャンバー内に広がる。前記ガスは壁面排気口55から排気ポンプ56を通り排気される。
従来の集束イオンビーム装置においては、排気口がチャンバー壁面にあるので、前記残留ガスがチャンバー内壁まで拡散してから排気されている。この場合において拡散は全方向におこるため前記残留ガスの一部はイオンビームを発生する鏡筒のレンズ部分にまで拡散する。鏡筒の静電レンズ部分は20~30kV電圧で加速されたイオンビームを用いており、集束させるときは静電レンズ部に20~35kVの高電圧を印加している。前記残留ガスが鏡筒部に入り込むと、静電レンズ部分で絶縁耐圧が劣化し放電が発生しやすくなるという問題が発生していた。放電がおこると静電レンズの生成する電場環境が変化するため、焦点および照射位置の変動が生じ、加工精度の低下を招く。 In the conventional focused ion beam apparatus, since the exhaust port is in the chamber wall surface, the residual gas is exhausted after diffusing to the chamber inner wall. In this case, since diffusion occurs in all directions, a part of the residual gas diffuses to the lens portion of the lens barrel that generates the ion beam. The electrostatic lens portion of the lens barrel uses an ion beam accelerated at a voltage of 20 to 30 kV, and when focusing, a high voltage of 20 to 35 kV is applied to the electrostatic lens portion. When the residual gas enters the lens barrel, there is a problem in that the dielectric breakdown voltage is deteriorated in the electrostatic lens portion and discharge is easily generated. When the electric discharge occurs, the electric field environment generated by the electrostatic lens changes, so that the focal point and the irradiation position change, resulting in a decrease in processing accuracy.
本発明は上記問題点を解決し、前記放電が起こらないようにすることで、焦点および照射位置の変動を起こりにくくし、加工精度の良い集束イオンビーム装置を提供することを課題とする。 It is an object of the present invention to provide a focused ion beam apparatus that solves the above problems and prevents the occurrence of the discharge, thereby making it difficult for the focal point and the irradiation position to fluctuate and improving the processing accuracy.
上記の課題を解決するために、本発明のFIB装置においては、チャンバー内中心部に配置される鏡筒端部付近にその管口が試料に向かうようにガス排気用の排気管を設ける。この場合において、イオンビーム鏡筒のイオンビーム軸を中心とし、ガスインジェクターの対向位置に排気管を設ける。もしくはガスインジェクターのガス供給口部に隣接させて、排気口部がくるように排気管を設ける。これら排気管は、排気口部を加熱、冷却する温度調節機能を備えている。 In order to solve the above-described problems, in the FIB apparatus of the present invention, an exhaust pipe for gas exhaust is provided in the vicinity of the end of the lens barrel disposed in the center of the chamber so that the tube port faces the sample. In this case, an exhaust pipe is provided at a position facing the gas injector with the ion beam axis of the ion beam column as the center. Alternatively, an exhaust pipe is provided adjacent to the gas supply port of the gas injector so that the exhaust port comes. These exhaust pipes have a temperature adjusting function for heating and cooling the exhaust port.
本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。 The present invention has the following effects.
1.イオンビーム軸を中心にガスインジェクターと対向する位置に、排気口部を試料ステージに向けて排気管を設けること、もしくはガスインジェクターのガス供給口部に隣接して、かつ、試料ステージに向けて排気口部がくるように排気管を設けることにより、前記残留ガスの一部を拡散する前に取り除くことができる。これにより鏡筒へ到達する残留ガスの量が減るため、鏡筒内部にある静電レンズに到達するガス量も減る。そのため前記残留ガスが静電レンズの高電圧で電離、分解され、静電レンズで放電することを低減させることができる。放電現象が減るため、イオンビーム軸が安定して加工精度が向上する。
2.前記排気管に温度調節機能を設けることで、冷却時には排気管にガスを吸着させ、加熱時には排気管からガスを脱離させる。脱離したガスは、排気管から排気される。このガスをトラップする機能と、加工しない間にトラップしたガスを脱離させることで効率よくガスを排気させることができる。
1. Provide an exhaust pipe with the exhaust port facing the sample stage at the position facing the gas injector around the ion beam axis, or exhaust toward the sample stage and adjacent to the gas supply port of the gas injector By providing the exhaust pipe so that the mouth comes, a part of the residual gas can be removed before diffusing. As a result, the amount of residual gas reaching the lens barrel is reduced, and the amount of gas reaching the electrostatic lens inside the lens barrel is also reduced. Therefore, it is possible to reduce the residual gas being ionized and decomposed by the high voltage of the electrostatic lens and being discharged by the electrostatic lens. Since the discharge phenomenon is reduced, the ion beam axis is stabilized and the machining accuracy is improved.
2. By providing the exhaust pipe with a temperature adjustment function, gas is adsorbed to the exhaust pipe during cooling, and gas is desorbed from the exhaust pipe during heating. The desorbed gas is exhausted from the exhaust pipe. The gas can be efficiently exhausted by the function of trapping the gas and desorbing the trapped gas without processing.
上記排気管の排気口部より、ガスインジェクターのガス供給口部より供給されたガスのうち集束イオンビーム加工後の残留ガスを排気する。放電の原因となる残留ガスの一部を、チャンバーから鏡筒のレンズへ到達する前に排気することで放電の発生を低減する。また、残留ガスの一部をチャンバー内部で拡散する前に取り除くことで、チャンバー内壁のガス付着汚染を軽減できる。また排気管の温度調節機能を有するものとして、冷却、加熱機構を設ける。排気管を冷却することで残留ガスを排気管に効率よく吸着させ、排気管を加熱することで前記排気管に吸着したガスを効率よく脱離、排気させることができる。
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
Residual gas after focused ion beam processing is exhausted from the gas supplied from the gas supply port of the gas injector through the exhaust port of the exhaust pipe. The generation of discharge is reduced by exhausting a part of the residual gas causing the discharge before reaching the lens of the lens barrel from the chamber. Further, by removing a part of the residual gas before diffusing inside the chamber, gas adhesion contamination on the inner wall of the chamber can be reduced. In addition, a cooling and heating mechanism is provided as the one having an exhaust pipe temperature control function. By cooling the exhaust pipe, the residual gas can be efficiently adsorbed on the exhaust pipe, and by heating the exhaust pipe, the gas adsorbed on the exhaust pipe can be efficiently desorbed and exhausted.
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1、図2は本発明による、排気管をとりつけたFIB装置の模式図である。図1において、チャンバー6に、ガス供給管8、ガス排気管9を、試料ステージの試料を載置する部分にその開口部を向けて取り付ける。ガス排気管9はイオンビーム軸に対してガス供給管に対向させて設ける。図1、図2のガス排気管9、ガス給排気管16、壁面排気口7、壁面排気口15は排気用ポンプとつながっている。このとき図1のガス排気管9はイオンビーム軸に対してガス供給管8と対称な位置に設けると、より効率よく排気が可能である。図1のチャンバー6内には試料台4の上に加工用試料載置部分3があり、その直上にはイオンビームを発生し、イオンビームを試料上に集束し走査照射する集束イオンビームの鏡筒5がある。図1のガス供給口部1から、チャンバー6内へガスが供給され、ガスは加工用試料載置部分3上に広がる。チャンバー6には壁面排気口部7があり、前記残留ガスの排気が行われる。しかし残留ガスの一部は鏡筒5や壁面排気口部7に拡散する前に、チャンバー6内に設けられた、ガス排気口部2から排気される。ガス排気口部2の先端内部には、ガスを液体、固体化してトラップするための冷却機構と、液体、固体化したガス成分を再びガス化して脱離させるための加熱機構、すなわち温度管理機構が備わっている。ガス加熱機構は、ガス排気口部2を冷却し、ガスを吸着し続けると吸着能力が低下するため、定期的にガス排気口部2を加熱することで吸着したガスを脱離させ、吸着能力を回復させるためのものである。図3にこの排気口部における冷却、加熱の温度調節機構について示す。図1、図2の排気口部2、排気口部11の内部に、排気管を冷却するための液体が流れる冷却管18と、排気管を加熱するための電熱線ヒーター19を設ける。こうして図1、図2の鏡筒5、鏡筒17の静電レンズに拡散する残留ガスを減らすことで鏡筒での放電を減らす。ガス成分は特に高真空下で分子流になることから、図1のようにガス供給口部1とガス排気口部2を対向して配置すると、供給されたガス成分が直線軌道をとり、試料台で反射して排気口部2から排気されるため、ガスの排気効果が高い。
1 and 2 are schematic views of an FIB apparatus with an exhaust pipe according to the present invention. In FIG. 1, a gas supply pipe 8 and a gas exhaust pipe 9 are attached to a chamber 6 with its opening directed to a portion of the sample stage where the sample is placed. The gas exhaust pipe 9 is provided to face the gas supply pipe with respect to the ion beam axis. The gas exhaust pipe 9, the gas supply / exhaust pipe 16, the wall exhaust port 7, and the wall exhaust port 15 of FIGS. 1 and 2 are connected to an exhaust pump. At this time, if the gas exhaust pipe 9 in FIG. 1 is provided at a position symmetrical to the gas supply pipe 8 with respect to the ion beam axis, the exhaust can be performed more efficiently. In the chamber 6 of FIG. 1, there is a processing
図2において、チャンバー12に、ガス供給口部10、ガス排気口部11を有するガス給排気管16を取り付ける。ガス供給口部10とガス排気口部11は併設して設けられて一体化している。 In FIG. 2, a gas supply / exhaust pipe 16 having a gas supply port 10 and a gas exhaust port 11 is attached to a chamber 12. The gas supply port portion 10 and the gas exhaust port portion 11 are provided side by side and integrated.
ガス供給管とガス排気管が一体化しているので、チャンバー12内にコンパクトにおさめることができる。チャンバー12には試料台14の上に加工用試料載置部分13があり、その直上にはイオンビームを発生する鏡筒17がある。図2のガス供給口部10から、チャンバー12内へガスが供給され、ガスは加工用試料載置部分13上に広がる。ガス供給口部10に隣接させてガス排気口部11が設けられているので、残留ガスの一部は壁面排気口15や鏡筒17に拡散する前に、排気口部11から排気される。このときガス排気口部11内部には前記した、ガスを液体、固体化してトラップするための冷却機構と、液体、固体化したガス脱離するための加熱機構が備わっている。こうして前記残留ガスの一部が、鏡筒17に拡散する前に排気を行うためのガス排気口部11から排気されることで、鏡筒での放電を低減させることができる。
Since the gas supply pipe and the gas exhaust pipe are integrated, the chamber 12 can be compactly accommodated. The chamber 12 has a processing sample mounting portion 13 on a sample stage 14, and a
1 ガス供給口部
2 ガス排気口部
3 加工用試料載置部分
4 試料台
5 鏡筒
6 チャンバー
7 壁面排気口
8 ガス供給管
9 ガス排気管
10 ガス供給口部
11 ガス排気口部
12 チャンバー
13 加工用試料載置部分
14 試料台
15 壁面排気口
16 ガス給排気管
17 鏡筒
18 冷却管
19 電熱線
20 排気口
1 Gas supply port
2 Gas exhaust port
3 Sample mounting part for processing
4 Sample stage
5 Lens tube
6 chambers
7 Wall exhaust
8 Gas supply pipe
9 Gas exhaust pipe
10 Gas supply port
11 Gas exhaust port
12 chambers
13 Sample mounting part for processing
14 Sample table
15 Wall exhaust
16 Gas supply / exhaust pipe
17 Lens tube
18 Cooling pipe
19 Heating wire
20 Exhaust vent
Claims (4)
Priority Applications (1)
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JP2004027564A JP2005222748A (en) | 2004-02-04 | 2004-02-04 | A focused ion beam device with an exhaust pipe in the chamber. |
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JP2004027564A Withdrawn JP2005222748A (en) | 2004-02-04 | 2004-02-04 | A focused ion beam device with an exhaust pipe in the chamber. |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007207758A (en) * | 2006-02-01 | 2007-08-16 | Fei Co | Particle optical device having predetermined final vacuum pressure |
JP2007234583A (en) * | 2006-01-31 | 2007-09-13 | Toshiba Corp | Charged particle beam apparatus and defect correcting method |
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2004
- 2004-02-04 JP JP2004027564A patent/JP2005222748A/en not_active Withdrawn
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JP2007207758A (en) * | 2006-02-01 | 2007-08-16 | Fei Co | Particle optical device having predetermined final vacuum pressure |
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