JPH02121247A - Charged particle beam compound device - Google Patents
Charged particle beam compound deviceInfo
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- JPH02121247A JPH02121247A JP63274229A JP27422988A JPH02121247A JP H02121247 A JPH02121247 A JP H02121247A JP 63274229 A JP63274229 A JP 63274229A JP 27422988 A JP27422988 A JP 27422988A JP H02121247 A JPH02121247 A JP H02121247A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、イオンビームと電子ビームとをターゲットに
照射するようにし、イオンビームによるターゲットのエ
ツチングやターゲットへのデポジション等と電子ビーム
によるターゲットの表面観察とを同時に行うようにした
荷電粒子ビーム複合装置に関する。Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention irradiates a target with an ion beam and an electron beam. The present invention relates to a charged particle beam composite device capable of simultaneously performing surface observation.
(従来の技術)
集束イオンビーム装置を用いたtC欠陥修正装置は、新
デバイス作製の道具として開発期間の短縮のために非常
に重要な装置となっている。この装置では、まず最初に
光学顕微鏡等でパターンを観察し、欠陥部分の確認をし
た後に欠陥部分にイオンビームを照射してエツチングに
より欠陥部分を除去したり、欠陥部分への必要なイオン
のデボジションを行って欠陥の修正を行うようにしてい
る。(Prior Art) A tC defect correction device using a focused ion beam device has become a very important device for shortening the development period as a tool for manufacturing new devices. This equipment first observes the pattern using an optical microscope, etc., confirms the defective area, and then irradiates the defective area with an ion beam to remove the defective area by etching, or deposits the necessary ions onto the defective area. We are trying to correct defects by doing so.
しかしながら、この装置では、光学顕微鏡の分解能が低
く、微細化したICの修正を行うためには役不足となっ
ている。However, in this device, the resolution of the optical microscope is low, making it inadequate for repairing miniaturized ICs.
又、オージェ電子分析装置では、電子ビーム照射により
試料等のターゲットから発生したオージェ電子を分光し
、試料の分析を行っている。この装置では、深さ方向の
分析を行うために、電子ビームコラム側面部にデュオプ
ラズマトロン等のイオン源を取り付け、このイオン源か
らのイオンビームを試料に照射し、試料のエツチングを
行いながら電子ビームを照射し、分析や観察を行ってい
る。Furthermore, in the Auger electron analyzer, Auger electrons generated from a target such as a sample by electron beam irradiation are spectrally analyzed to analyze the sample. In this device, in order to perform depth analysis, an ion source such as a duoplasmatron is attached to the side of the electron beam column, and the ion beam from this ion source is irradiated onto the sample, etching the sample while etching the electrons. A beam is irradiated to perform analysis and observation.
この方法では、電子ビームとイオンビームの軸を合せた
りする作業が面倒であると共に、デュオプラズマトロン
イオン源からの比較的大きなイオンビームを試料に照射
する関係上、微小領域のエツチングを行うことが困難で
ある。In this method, it is troublesome to align the axes of the electron beam and ion beam, and because the sample is irradiated with a relatively large ion beam from the duo-plasmatron ion source, it is difficult to etch small areas. Have difficulty.
(発明が解決しようとする課題)
このような点を解決するために、第6図の電子ビーム・
イオンビーム複合装置が考えられている。(Problem to be solved by the invention) In order to solve this problem, the electron beam shown in FIG.
A combined ion beam device is being considered.
この装置では、電子銃1とイオン銃2とが同一コラム上
に取り付けられている。電子銃1からの電子ビームEB
は、集束レンズ3によって集束され、イオン銃2からの
イオンビームIBは、集束レンズ4によって集束され、
両方のビーム共に電磁偏向器5の中心にクロスオーバー
を形成する。In this device, an electron gun 1 and an ion gun 2 are mounted on the same column. Electron beam EB from electron gun 1
is focused by a focusing lens 3, the ion beam IB from the ion gun 2 is focused by a focusing lens 4,
Both beams form a crossover at the center of the electromagnetic deflector 5.
電子ビームとイオンビームは電磁偏向器5によって同一
光軸Oに合され、電子ビームとイオンビームとの複合ビ
ームCBは、対物レンズ6によってターゲット7上に細
く集束される。対物レンズ6は静電レンズ11と電磁レ
ンズ12によって構成されており、イオンビームIBは
質量が大きいので図中実線で示すようにほとんど静電レ
ンズ11によってのみ集束される。又、電子ビームEB
は、図中点線で示すように、静電レンズ11と電磁レン
ズ12の両方によって集束作用を受ける。The electron beam and ion beam are aligned on the same optical axis O by an electromagnetic deflector 5, and a composite beam CB of the electron beam and ion beam is narrowly focused onto a target 7 by an objective lens 6. The objective lens 6 is composed of an electrostatic lens 11 and an electromagnetic lens 12, and since the ion beam IB has a large mass, it is focused almost exclusively by the electrostatic lens 11, as shown by the solid line in the figure. Also, electron beam EB
is subjected to a focusing action by both the electrostatic lens 11 and the electromagnetic lens 12, as shown by the dotted line in the figure.
この静電レンズ11と電磁レンズ12の両者のレンズ強
度を適宜調整することにより、イオンビームと電子ビー
ムを同時にターゲット7上に細く集束することができる
。By appropriately adjusting the lens strengths of both the electrostatic lens 11 and the electromagnetic lens 12, the ion beam and electron beam can be narrowly focused onto the target 7 at the same time.
電子ビームとイオンビームのターゲット7上の照射位置
は、偏向器13によって変えられるが、偏向器13は、
静電偏向板14と偏向コイル15から構成されている。The irradiation positions of the electron beam and the ion beam on the target 7 are changed by the deflector 13.
It is composed of an electrostatic deflection plate 14 and a deflection coil 15.
ターゲット7へのビームの照射によって発生した2次電
子は、マイクロチャンネルプレート等の2次電子検出器
16によって検出される。ターゲット7と2次電子検出
器16との間には、メツシュ電極17が配置されており
、このメツシュ電極17には電源18からIOV程度の
電圧が印加されている。Secondary electrons generated by irradiating the target 7 with the beam are detected by a secondary electron detector 16 such as a microchannel plate. A mesh electrode 17 is arranged between the target 7 and the secondary electron detector 16, and a voltage of approximately IOV is applied to the mesh electrode 17 from a power source 18.
上述した構成の動作は次の通りである。ターゲット7の
表面をイオンビームによってエツチングし、このエツチ
ングされた部分を電子ビーム照射による2次電子像によ
って観察する場合、対物レンズ6によってイオンビーム
と電子ビームは同時に細く集束されてターゲット7上に
照射される。The operation of the above-described configuration is as follows. When etching the surface of the target 7 with an ion beam and observing this etched portion with a secondary electron image produced by electron beam irradiation, the ion beam and electron beam are simultaneously narrowly focused by the objective lens 6 and irradiated onto the target 7. be done.
ターゲット7上のイオンビームと電子ビームの照射位置
を走査するため、偏向器13に偏向信号が(i%給され
る。In order to scan the irradiation positions of the ion beam and electron beam on the target 7, a deflection signal (i%) is supplied to the deflector 13.
今、偏向コイル15に信号を供給せず、静電(−向板1
4にのみ偏向信号を供給すれば、電界によってのみ電子
ビームEBとイオンビームIBは偏向される。電子ビー
ムとイオンビームは、電荷が逆極性であるので、両者は
反対の向きに偏向される。次に、電磁偏向コイル15に
も偏向信号を供給すれば、偏向磁界が発生ずるが、イオ
ンは質量が大きいためにこの磁界によってはほとんど影
響されない。しかしながら、電子は、磁界によって大き
な作用を受け、例えば、静電界によって受ける力よりも
磁界によって受ける力がはるかに大きい場合には、電子
ビームEBはイオンビームIBより同じ方向に大きく偏
向される。この静電界と磁界が電子に与える力が等しい
場合は、電子は結果的に偏向を受けず、直進する。Now, without supplying a signal to the deflection coil 15, electrostatic (-)
If a deflection signal is supplied only to beam 4, electron beam EB and ion beam IB will be deflected only by the electric field. Since the electron beam and ion beam have opposite polarity of charge, they are deflected in opposite directions. Next, if a deflection signal is also supplied to the electromagnetic deflection coil 15, a deflection magnetic field is generated, but since ions have a large mass, they are hardly affected by this magnetic field. However, the electrons are strongly acted upon by the magnetic field, for example, if the force exerted by the magnetic field is much greater than the force exerted by the electrostatic field, the electron beam EB will be deflected to a greater extent in the same direction than the ion beam IB. If the forces exerted on the electron by the electrostatic electric field and the magnetic field are equal, the electron will not be deflected and will travel straight.
このように、電界と磁界の強さを適宜調整することによ
り、ターゲット7上の所定領域を電子ビームとイオンビ
ームとによって同時に走査することが可能となる。もち
ろん、この走査領域は、電子ビームを広くし、イオンビ
ームの走査領域を電子ビームの走査領域の中心部分に限
定することも任意に行うことができ、又その逆も容易に
行うことができる。しかしながら、同一の領域を電子ビ
ームとイオンビームとによって走査するためには、電磁
型と静電型の偏向器を調整し、両者の動作を完全に一致
させる必要があるが、この調整作業は甚だ面倒である。In this way, by appropriately adjusting the intensities of the electric field and magnetic field, it is possible to simultaneously scan a predetermined area on the target 7 with the electron beam and the ion beam. Of course, this scanning area can be arbitrarily changed by widening the electron beam and limiting the ion beam scanning area to the central part of the electron beam scanning area, or vice versa. However, in order to scan the same area with an electron beam and an ion beam, it is necessary to adjust the electromagnetic and electrostatic deflectors so that their operations perfectly match, but this adjustment work is extremely difficult. It's a hassle.
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、面倒な調整を必要とせず、電子ビームとイオンビ
ームを実質的に同時に同一領域で走査することができる
荷電粒子ビーム複合装置を実現することにある。The present invention has been made in view of these points, and its purpose is to provide a charged particle beam composite device that can scan an electron beam and an ion beam substantially simultaneously in the same area without requiring troublesome adjustments. The aim is to realize this.
(課題を解決するための手段)
本発明の請求項1に基づく荷電粒子ビーム複合装置は、
イオンビーム発生源と、電子ビーム発生源と、イオンビ
ームと電子ビームとを同一光軸上に導くための手段と、
イオンビームと電子ビームとを高速に切換えてターゲッ
トに導くための切換手段と、ターゲット照射される電子
ビームとイオンビームとを集束するためのレンズと、イ
オンビームと電子ビームとをターゲット上で2次元的に
走査するための偏向手段とを伺えたことを特徴としてい
る。(Means for Solving the Problems) A charged particle beam composite device according to claim 1 of the present invention includes:
an ion beam generation source, an electron beam generation source, means for guiding the ion beam and the electron beam onto the same optical axis;
A switching means for rapidly switching between an ion beam and an electron beam and guiding them to a target; a lens for focusing the electron beam and the ion beam to be irradiated on the target; It is characterized by the fact that it can be seen that it has a deflection means for scanning.
本発明の請求項2に基づく荷電粒子ビーム複合装置は、
イオンビーム発生源と、電子ビーム発生源と、イオンビ
ームと電子ビームとを同一光軸上に導くための手段と、
イオンビームと電子ビームとを高速に切換えてターゲッ
トに導くための切換手段と、ターゲット照射される電子
ビームとイオンビームとを集束するためのレンズと、イ
オンビームと電子ビームとをターゲット上で2次元的に
走査するための偏向手段と、電子ビームとイオンビーム
のターゲットへの照射時間を制御する制御手段とを備え
たことを特徴としている。The charged particle beam composite device according to claim 2 of the present invention includes:
an ion beam generation source, an electron beam generation source, means for guiding the ion beam and the electron beam onto the same optical axis;
A switching means for rapidly switching between an ion beam and an electron beam and guiding them to a target; a lens for focusing the electron beam and the ion beam to be irradiated on the target; It is characterized by comprising a deflection means for scanning the target and a control means for controlling the irradiation time of the electron beam and the ion beam to the target.
(作用)
請求項1の発明では、電子ビームとイオンビームを同一
光軸上に導き、ターゲット上に電子ビムとイオンビーム
を照射し得るように構成すると共に、この電子ビームと
イオンビームとを高速に切換えてターゲットに照射する
ための切換手段を設け、時分割で電子ビームとイオンビ
ームのいずれか一方をターゲットに照射する。(Function) In the invention of claim 1, the electron beam and the ion beam are guided on the same optical axis, and the target is irradiated with the electron beam and the ion beam. A switching means is provided to irradiate the target with either the electron beam or the ion beam in a time-sharing manner.
請求項2の発明では、電子ビームとイオンビームを同一
光軸上に導き、ターゲット上に電子ビームとイオンビー
ムを照射し得るように構成すると共に、この電子ビーム
とイオンビームとを高速に切換えてターゲットに照射す
るための切換手段を設け、時分割で電子ビームとイオン
ビームのいずれか一方をターゲットに照射する。更に、
ターゲットがチャージアップしないように、電子ビーム
とイオンビームの照射時間を制御する制御手段を設ける
。In the invention of claim 2, the electron beam and the ion beam are guided on the same optical axis, and the target is configured to be irradiated with the electron beam and the ion beam, and the electron beam and the ion beam are switched at high speed. A switching means for irradiating the target is provided, and the target is irradiated with either the electron beam or the ion beam in a time-sharing manner. Furthermore,
A control means is provided to control the irradiation time of the electron beam and the ion beam so that the target is not charged up.
(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
。第1図は本発明に基づく荷電粒子ビーム装置を示して
おり、第6図と同一部分は同一番号を付しである。電子
銃1からの電子ビームEBとイオン銃2からのイオンビ
ームIBは、静電偏向プリズム20に入射し、電源21
から偏向プリズム20への電圧の印加に応じて電子ビー
ムかイオンビームのいずれかがアパーチャ板22の開口
を通過する。アパーチャ板22を通過したビームは、対
物レンズ6によってターゲット7上に細く集束されると
共に、ターゲット7上のビームの11((対位置は、静
電偏向板23に印加される電圧に応じて変えられる。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a charged particle beam device according to the present invention, and the same parts as in FIG. 6 are given the same numbers. The electron beam EB from the electron gun 1 and the ion beam IB from the ion gun 2 enter an electrostatic deflection prism 20, and a power source 21
Either an electron beam or an ion beam passes through the opening of the aperture plate 22 depending on the voltage applied to the deflection prism 20 from the deflection prism 20 . The beam passing through the aperture plate 22 is narrowly focused onto the target 7 by the objective lens 6, and the position of the beam 11 on the target 7 is changed according to the voltage applied to the electrostatic deflection plate 23. It will be done.
電子ビームEBは、ブランキング電源24からブランキ
ング電極25へ電圧が印加されると偏向され、アパーチ
ャ板26に衝突することから、偏向プリズム20への入
射は阻止される。イオンビムIBは、ブランキング電源
27からブランキング電極28へ電圧が印加されと偏向
され、アパーチャ板29に衝突することから、偏向プリ
ズム20への入射は阻止される。The electron beam EB is deflected when a voltage is applied from the blanking power supply 24 to the blanking electrode 25 and collides with the aperture plate 26, so that the electron beam EB is prevented from entering the deflection prism 20. The ion beam IB is deflected when a voltage is applied from the blanking power supply 27 to the blanking electrode 28 and collides with the aperture plate 29, so that the ion beam IB is prevented from entering the deflection prism 20.
静電偏向板23には、コンピュータの如き制御装置30
から増幅器31を介して走査信号が供給される。この制
御装置30は、前記ブランキング電源24,27.電源
21を制御し、又、2次電子検出器16によって検出さ
れ、増幅器32によって増幅された2次電子検出信号が
供給される陰極線管33に走査信号を供給する。The electrostatic deflection plate 23 includes a control device 30 such as a computer.
A scanning signal is supplied from the amplifier 31 through the amplifier 31 . This control device 30 includes the blanking power supplies 24, 27 . It controls the power supply 21 and supplies a scanning signal to a cathode ray tube 33 to which a secondary electron detection signal detected by the secondary electron detector 16 and amplified by the amplifier 32 is supplied.
上述した構成の動作を第2図の信号波形を参照して説明
する。制御装置30から陰極線管33へは、第2図(a
)に示す走査信号が供給される。The operation of the above-described configuration will be explained with reference to the signal waveforms shown in FIG. The control device 30 is connected to the cathode ray tube 33 as shown in FIG.
) is supplied.
次に、制御装置30から静電偏向板23には、第2図(
b)に示すX方向の走査信号と第2図(f)に示すY方
向の走査信号が供給される。電子ビームのブランキング
電極25には、ブランキング電源24から第2図(C)
のブランキング信号が供給され、イオンビームのブラン
キング電極28には、ブランキング電源27から第2図
(d)に示すブランキング信号が供給される。第2図(
e)は、電源21から偏向プリズム20に印加される偏
向電圧を示している。Next, from the control device 30 to the electrostatic deflection plate 23, as shown in FIG.
A scanning signal in the X direction shown in b) and a scanning signal in the Y direction shown in FIG. 2(f) are supplied. The blanking electrode 25 of the electron beam is connected to the blanking power supply 24 as shown in FIG. 2(C).
The blanking signal shown in FIG. 2(d) is supplied from the blanking power supply 27 to the blanking electrode 28 of the ion beam. Figure 2 (
e) shows the deflection voltage applied to the deflection prism 20 from the power supply 21.
陰極線管33における最初のX方向の走査期間T1の時
、電子ビームのブランキング電極25には、+■のブラ
ンキング電圧が印加され、電子ビームは偏向されてアパ
ーチャ板26に衝突し、電子ビームのブランキング状態
となる。逆に、イオンビームのブランキング電極28へ
のブランキング電圧は零であり、イオンビームは偏向さ
れることなくアパーチャ板29の開口を通過し、偏向プ
リズム20に入射する。この時、偏向プリズム20は、
電圧がオフとなっており、イオンビームは偏向プリズム
20によって偏向されることなく直進して、対物レンズ
6、ターゲット7方向に進行する。この時、静電偏向板
23には、第2図(b)と(f)に示す如く、イオンビ
ームを走査するための走査信号が供給され、第3図に示
す陰極線管画面り上では、図中左から右にイオンビーム
が走査される。During the first scanning period T1 in the X direction in the cathode ray tube 33, a blanking voltage of +■ is applied to the electron beam blanking electrode 25, the electron beam is deflected and collides with the aperture plate 26, and the electron beam is It becomes a blanking state. Conversely, the blanking voltage applied to the blanking electrode 28 for the ion beam is zero, and the ion beam passes through the opening of the aperture plate 29 without being deflected and enters the deflection prism 20. At this time, the deflection prism 20 is
The voltage is off, and the ion beam travels straight without being deflected by the deflection prism 20, toward the objective lens 6 and the target 7. At this time, a scanning signal for scanning the ion beam is supplied to the electrostatic deflection plate 23 as shown in FIGS. 2(b) and 2(f), and on the cathode ray tube screen shown in FIG. The ion beam is scanned from left to right in the figure.
次に、帰線期間【を間に挟んだ陰極線管における2回目
のX方向の走査期間T2においては、電子ビームのブラ
ンキング電t!!i!25への電圧は零とされ、電子ビ
ームは偏向を受けることなくアパーチャ板26の開口を
通過し、偏向プリズム20に入射する。この時、イオン
ビームのブランキング電極28には、+Vの電圧が印加
され、イオンビームは偏向されてアパーチャ板29に衝
突し、イオンビームのブランキング状態となる。更にこ
の時、偏向プリズム20には、偏向電圧が印加され、ア
パーチャ板26の開口を直進した電子ビームは1編向さ
れて光軸Oに沿ってターゲット7方向に進行する。一方
、イオンビームは偏向プリズム20によって曲げられ、
アパーチャ板22に衝突してターゲット7への照射が阻
止される。この電子ビームがターゲット7に照射されて
いる期間T2においては、陰極線管画面り上人から右に
電子ビームが走査されるよう、走査信号が供給されるが
、この時の走査信号の強度変化は、イオンビームを走査
した期間(、TI)とは逆となり、電圧が低くなるよう
な信号とされる。このことは、電子とイオンが逆の電荷
を持っていることによるもので、この結果、ターゲット
の同一領域をイオンビームと電子ビームとによって走査
することが可能となる。Next, during the second scanning period T2 in the X direction in the cathode ray tube with a retrace period [in between], the blanking voltage t! of the electron beam is t! ! i! The voltage applied to the electron beam 25 is set to zero, and the electron beam passes through the opening of the aperture plate 26 without being deflected and enters the deflection prism 20. At this time, a +V voltage is applied to the ion beam blanking electrode 28, and the ion beam is deflected and collides with the aperture plate 29, resulting in the ion beam blanking state. Furthermore, at this time, a deflection voltage is applied to the deflection prism 20, and the electron beam that has passed straight through the aperture of the aperture plate 26 is oriented in one direction and proceeds in the direction of the target 7 along the optical axis O. On the other hand, the ion beam is bent by the deflection prism 20,
The light collides with the aperture plate 22 and irradiation of the target 7 is blocked. During the period T2 during which the electron beam is irradiated on the target 7, a scanning signal is supplied so that the electron beam scans the cathode ray tube screen from Shonin to the right, but the intensity change of the scanning signal at this time is , which is the opposite of the ion beam scanning period (, TI), and is a signal in which the voltage becomes low. This is because electrons and ions have opposite charges, and as a result, the same area of the target can be scanned by the ion beam and the electron beam.
次に、帰線期間を後の陰極線管における3回目のX方向
の走査期間T3においては、期間T1と全く同じように
イオンビームがターゲット7に照射され、次の4回目の
走査期間T4においては、期間T2と同しように、電子
ビームがターゲット7に照射される。この結果、第3図
に示すように、交互にイオンビームと電子ビームがX方
向に走査され、その走査のY方向の位置は徐々に変えら
れる。従って、所望の領域がイオンビームと電子ビーム
によって交互に走査されることになり、人間の目から見
る限り、イオンビームと電子ビームの同時照射と同様な
効果が得られる。この結果、例えば、所望領域のイオン
ビームによるエツチングを行いながら、その表面の観察
を行うことができる。又、イオンビームの走査信号と電
子ビームの走査信号とを適宜変えることによって、比較
的広い領域を電子ビームによって走査して表面状態の観
察を行い、その中の特定部分にのみイオンビームを照射
してICのパターン欠陥の修正等も行うこともできる。Next, during the third scanning period T3 in the X direction in the cathode ray tube after the retrace period, the ion beam is irradiated onto the target 7 in exactly the same way as period T1, and during the next fourth scanning period T4. , the target 7 is irradiated with the electron beam in the same manner as in the period T2. As a result, as shown in FIG. 3, the ion beam and electron beam are alternately scanned in the X direction, and the position of the scan in the Y direction is gradually changed. Therefore, the desired area is alternately scanned by the ion beam and the electron beam, and as far as the human eye can see, the same effect as simultaneous irradiation with the ion beam and electron beam can be obtained. As a result, for example, the surface of a desired region can be observed while being etched with an ion beam. In addition, by appropriately changing the ion beam scanning signal and the electron beam scanning signal, the surface condition can be observed by scanning a relatively wide area with the electron beam, and the ion beam can be irradiated only on a specific part of the area. It is also possible to correct IC pattern defects.
なお、この実施例では、X方向の1回の走査毎に電子ビ
ームとイオンビームとを切換えるようにしたが、1フレ
ームの走査毎に電子ビームとイオンビームとを切換えて
ターゲットに照射するようにしても良い。又、電子銃1
からの電子ビームと、イオン銃2からのイオンビームを
ブランキングするために、夫々にブランキング電極を設
けたが、いずれか一方のビームのブランキングを偏向プ
リズム20のみによって行っても良い。In this embodiment, the electron beam and ion beam are switched for each scan in the X direction, but the target is irradiated by switching between the electron beam and the ion beam for each frame scan. It's okay. Also, electron gun 1
Although blanking electrodes are provided for blanking the electron beam from the ion beam and the ion beam from the ion gun 2, the deflection prism 20 alone may be used to blank either one of the beams.
ここで、イオンビームをターゲット7に照射した場合、
2次電子のイールドは1以上となるが、このイールドは
数kV以上の加速電圧の範囲では、加速電圧の上昇にほ
ぼ比例して増加する。例えば、このイールドが10とす
ると、100pAのイオンビームの照射により、100
0pAの2次電子が発生し、イオンビームの照射される
ターゲットの位置からは、実質的に11.00 p A
の電子が流出したことになり、ターゲットは正にチャー
ジアップする。Here, when the target 7 is irradiated with the ion beam,
The yield of secondary electrons is 1 or more, and in the range of accelerating voltages of several kV or more, this yield increases almost in proportion to the increase in accelerating voltage. For example, if this yield is 10, irradiation with a 100 pA ion beam will yield 100
A secondary electron of 0 pA is generated, and from the position of the target irradiated with the ion beam, it is substantially 11.00 pA.
electrons have leaked out, and the target is positively charged up.
一方、電子ビームに関して言えば、30kV程度の加速
電圧では、イールドは0. 1以下であり、イオンビー
ムと同じ100pAの電流の電子ビームの場合、10p
Aの2次電子しか発生しない。On the other hand, regarding electron beams, at an accelerating voltage of about 30 kV, the yield is 0. 1 or less, and in the case of an electron beam with a current of 100 pA, which is the same as the ion beam, 10 p
Only secondary electrons of A are generated.
従って、電子ビームの照射位置では、実質的に、90p
Aの電流が流入することになり、負にチャージアップす
ることになる。Therefore, at the electron beam irradiation position, substantially 90p
A current will flow in, resulting in a negative charge-up.
実際の装置で、電子銃としてショットキーエミッターを
用いると、イオンビームの約10倍のビーム電流が得ら
れることから、実質、
1100pA−900pA−200pAに相当する電荷
がターゲットから流出する計算になる。このため、イオ
ンビームのターゲットへの照射時間Tiと、電子ビーム
のターゲットへの照射時間Teとの比を考慮すれば、タ
ーゲット電荷の流出を零とすることができ、ターゲット
のチャージアップを防止することができる。In an actual device, when a Schottky emitter is used as an electron gun, a beam current approximately 10 times that of an ion beam is obtained, so it is calculated that a charge equivalent to 1100 pA - 900 pA - 200 pA flows out from the target. Therefore, by considering the ratio of the ion beam irradiation time Ti to the electron beam irradiation time Te, it is possible to reduce the outflow of the target charge to zero and prevent target charge-up. be able to.
今、イオンビーム電流をIt、m子ビーム電流をIeと
すると、ターゲットからの電荷の流出とターゲットへの
電荷の流入を零とする条件は、次の通りとなる。Now, assuming that the ion beam current is It and the m beam current is Ie, the conditions for making the outflow of charge from the target and the inflow of charge into the target zero are as follows.
Ti (I i+10ψIt)
−Te (le−1e/10)
11命1i−Ti−0,9・1e−TeI 1=1cl
Ieとすると、
11 ・Ti−9φTe
従って、
Ti:Te−9:11
とすることにより、ターゲットのチャージアップを防止
することができる。Ti (I i+10ψIt) -Te (le-1e/10) 11 lives 1i-Ti-0,9・1e-TeI 1=1cl
If Ie, then: 11 ·Ti-9φTe Therefore, by setting Ti:Te-9:11, charge-up of the target can be prevented.
第4図は、この電子ビームとイオンビームの照射時間の
比を制御するためのブランキング信号を示している。第
4図(a)は陰極線管のX方向走査信号、第4図(b)
は電子ビームのブランキング信号、第4図(C)はイオ
ンビームのブランキング信号である。この第4図の例で
は、イオンビームのブランキング時間を増加させ、イオ
ンビームと電子ビームの照射時間の比を制御している。FIG. 4 shows a blanking signal for controlling the ratio of irradiation time between the electron beam and the ion beam. Figure 4(a) is the X-direction scanning signal of the cathode ray tube, Figure 4(b)
is the blanking signal of the electron beam, and FIG. 4(C) is the blanking signal of the ion beam. In the example shown in FIG. 4, the ion beam blanking time is increased to control the ratio of the ion beam and electron beam irradiation times.
この第4図(C)のイオンビームのブランキング信号に
代え、第4図(d)のように、イオンビームのブランキ
ング信号を制御し、イオンビームの照射時間を短くして
も良い。更に、第5図に示すように、イオンビームの走
査期間の一部を電子ビームの走査信号に置換えることも
可能である。なお、第5図において、(a)は陰極線管
のX方向走査信号、(b)は電子ビームのブランキング
信号、(C)はイオンビームのブランキング信号である
。Instead of the ion beam blanking signal shown in FIG. 4(C), the ion beam blanking signal may be controlled to shorten the ion beam irradiation time as shown in FIG. 4(d). Furthermore, as shown in FIG. 5, it is also possible to replace part of the ion beam scanning period with an electron beam scanning signal. In FIG. 5, (a) is the X-direction scanning signal of the cathode ray tube, (b) is the blanking signal of the electron beam, and (C) is the blanking signal of the ion beam.
(発明の効果)
以上説明したように、請求項1の発明では、イオンビー
ムと電子ビームとを高速に切換えてターゲットに照射す
るようにしたので、実質的に同時にイオンビームと電子
ビームをターゲットに照射すると同様な効果が得られる
。又、イオンビームと電子ビームとを切換えてターゲッ
トに照射することから、両ビームの軸合せを容易に行う
ことができ、更に、夫々のビームの走査信号を独自に調
整することができ、両ビームを所望の領域に独立して照
射することができる。(Effects of the Invention) As explained above, in the invention of claim 1, the ion beam and electron beam are switched at high speed to irradiate the target. A similar effect can be obtained by irradiation. In addition, since the target is irradiated by switching between the ion beam and the electron beam, it is easy to align the axes of both beams, and the scanning signal of each beam can be adjusted independently. can be applied independently to desired areas.
請求項2の発明では、電子ビームとイオンビームのター
ゲットへの照射時間を制御するようにしたので、ターゲ
ットのチャージアップを防止することができる。In the second aspect of the invention, since the irradiation time of the electron beam and the ion beam to the target is controlled, charge-up of the target can be prevented.
第1図は、本発明の一実施例である荷電粒子ビーム複合
装置の一実施例を示す図、第2図は、第1図の装置の動
作を説明するために用いた信号波形図、第3図は陰極線
管画面上における走査を示す図、第4図および第5図は
電子ビームとイオンビームの照射時間を制御する実施例
における信号波形図、第6図は、電子ビームとイオンビ
ームの同時照射を行う装置の一例を示す図である。
]・・・電子銃 2・・・イオン銃3.4集束
レンズ 5・・・電磁偏向器6・・・対物レンズ
7・・・ターゲット11・・・静電レンズ 12・
・・電磁レンズ13・・・偏向器 14・・・静
電偏向板15・・・偏向コイル 16・・・2次電子
検出器20・・・偏向プリズム 21・・・電源22・
・・アパーチャ板 23・・・静電偏向板24.27・
・・ブランキング電源
2528・・・ブランキング電極
2629・・・アパーチャ板
30・・・制御装置 31・・増幅器32・・・増
幅器
33・・・陰極線管FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a charged particle beam composite device which is an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a signal waveform diagram used to explain the operation of the device in FIG. 1, and FIG. Figure 3 is a diagram showing scanning on a cathode ray tube screen, Figures 4 and 5 are signal waveform diagrams in an embodiment that controls the irradiation time of electron beams and ion beams, and Figure 6 is a diagram showing the scanning of electron beams and ion beams. It is a figure showing an example of the device which performs simultaneous irradiation. ]... Electron gun 2... Ion gun 3.4 Focusing lens 5... Electromagnetic deflector 6... Objective lens
7... Target 11... Electrostatic lens 12.
... Electromagnetic lens 13 ... Deflector 14 ... Electrostatic deflection plate 15 ... Deflection coil 16 ... Secondary electron detector 20 ... Deflection prism 21 ... Power supply 22 ...
...Aperture plate 23...Electrostatic deflection plate 24.27.
...Blanking power supply 2528...Blanking electrode 2629...Aperture plate 30...Control device 31...Amplifier 32...Amplifier 33...Cathode ray tube
Claims (2)
オンビームと電子ビームとを同一光軸上に導くための手
段と、イオンビームと電子ビームとを高速に切換えてタ
ーゲットに導くための切換手段と、ターゲットに照射さ
れる電子ビームとイオンビームとを集束するためのレン
ズと、イオンビームと電子ビームとをターゲット上で2
次元的に走査するための偏向手段とを備えた荷電粒子ビ
ーム複合装置。(1) An ion beam generation source, an electron beam generation source, a means for guiding the ion beam and the electron beam on the same optical axis, and a switch for rapidly switching between the ion beam and the electron beam and guiding them to the target. means, a lens for focusing the electron beam and the ion beam to be irradiated onto the target, and a lens for focusing the ion beam and the electron beam on the target.
and deflection means for dimensional scanning.
オンビームと電子ビームとを同一光軸上に導くための手
段と、イオンビームと電子ビームとを高速に切換えてタ
ーゲットに導くための切換手段と、ターゲット照射され
る電子ビームとイオンビームとを集束するためのレンズ
と、イオンビームと電子ビームとをターゲット上で2次
元的に走査するための偏向手段と、電子ビームとイオン
ビームのターゲットへの照射時間を制御する制御手段と
を備えた荷電粒子ビーム複合装置。(2) An ion beam generation source, an electron beam generation source, means for guiding the ion beam and electron beam on the same optical axis, and switching for rapidly switching between the ion beam and the electron beam and guiding them to the target. a lens for focusing the electron beam and the ion beam to be irradiated on the target; a deflection means for two-dimensionally scanning the ion beam and the electron beam on the target; and a target for the electron beam and the ion beam. A charged particle beam composite device comprising: a control means for controlling irradiation time to a charged particle beam;
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63274229A JPH02121247A (en) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | Charged particle beam compound device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63274229A JPH02121247A (en) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | Charged particle beam compound device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02121247A true JPH02121247A (en) | 1990-05-09 |
Family
ID=17538814
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63274229A Pending JPH02121247A (en) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | Charged particle beam compound device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02121247A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05251029A (en) * | 1992-03-06 | 1993-09-28 | Iwao Ootomari | Ion radiation device and method |
GB2393141A (en) * | 2002-09-13 | 2004-03-24 | Phoqus Pharmaceuticals Ltd | Method and apparatus for applying powder in a pattern to a substrate |
-
1988
- 1988-10-28 JP JP63274229A patent/JPH02121247A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05251029A (en) * | 1992-03-06 | 1993-09-28 | Iwao Ootomari | Ion radiation device and method |
GB2393141A (en) * | 2002-09-13 | 2004-03-24 | Phoqus Pharmaceuticals Ltd | Method and apparatus for applying powder in a pattern to a substrate |
GB2393141B (en) * | 2002-09-13 | 2006-05-10 | Phoqus Pharmaceuticals Ltd | Method and apparatus for applying powder in a pattern to a substrate |
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