荷電粒子線加工装置
【課題】
本発明の目的は、荷電粒子線加工装置において、剥離膜等の異物がビーム通過穴を塞ぐ事による不具合を解決し、装置のスループット低下を防止することに関する。
【解決手段】
本発明は、スパッタ膜の剥離等によって発生する異物がビーム通過穴を塞ぐ可能性のある箇所に不活性ガスなどのガスを照射することに関する。ガスを当該部に照射する方法として、ガスノズルを用いることが望ましい。または、不活性ガスの通路を、ビーム通過穴を有する部品の周囲の構造物内部に形成し、その照射口よりガスを照射する。本発明により、荷電粒子線装置の安定稼動が実現可能となり、高スループットの荷電粒子線装置を提供することが可能となる。
本発明の目的は、荷電粒子線加工装置において、剥離膜等の異物がビーム通過穴を塞ぐ事による不具合を解決し、装置のスループット低下を防止することに関する。
【解決手段】
本発明は、スパッタ膜の剥離等によって発生する異物がビーム通過穴を塞ぐ可能性のある箇所に不活性ガスなどのガスを照射することに関する。ガスを当該部に照射する方法として、ガスノズルを用いることが望ましい。または、不活性ガスの通路を、ビーム通過穴を有する部品の周囲の構造物内部に形成し、その照射口よりガスを照射する。本発明により、荷電粒子線装置の安定稼動が実現可能となり、高スループットの荷電粒子線装置を提供することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスなどの観察，分析、あるいは計測用微小試料作製を行う荷電粒子線装置に関し、例えば、荷電粒子線装置として、イオンビーム，電子ビームを用いた装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロプロセッサーに代表される半導体デバイス，ダイナミックランダムアクセスメモリに代表される半導体メモリ、及び磁気ヘッド、等の電子部品の製造コストを削減するための検査，解析技術が注目されている。
【０００３】
高度な検査，解析技術を用いて、プロセス条件の早期最適化や不良解析などにより開発期間短縮化や歩留まりの早期向上が実現できれば、膨大な損失削減を期待できる。
【０００４】
従来は、プロセス毎に複数枚のうちから少なくとも１枚を取り出し、ウエーハを割断して断面加工，検査を行っていたが、ウエーハが大口径化し、高価となった為、廃棄分の損失を無視出来なくなってきている。このため、近年、断面検査を行ったウエーハを製造ラインに戻して、断面観察したチップ以外のチップを良品として製品に利用する、いわゆるインライン断面検査技術が開発されている。
【０００５】
従来の正確な断面加工を行う装置として使用されてきた装置は集束イオンビーム（Focused Ion Beam、以下、ＦＩＢと略する。）であり、サブミクロンオーダーに集束したイオンビームを静電偏向走査し試料に照射し、目標位置を正確に加工する。
【０００６】
この他に、特許第３５４２１４０号公報に記載されている投射型イオンビーム装置（Projection Ion Beam、以下、ＰＪＩＢと略する。）がある。これは、上記のＦＩＢのように集束したイオンビームを走査し、断面加工するのではなく、加工形状と相対形状のアパーチャを有するマスクを通過したイオンビームのみを試料に照射して加工するという装置である。
【０００７】
液体金属イオン源を用いるＦＩＢのイオン源の輝度は、ガスイオン源を用いるＰＪＩＢと比較して一般的に高いため、分解能が高く、微細加工に適している。一方、ＰＪＩＢのイオンソースサイズは数百マイクロメートルとＦＩＢの数十ナノメートルと比較して桁違いに大きく、輝度は低いがビーム電流値は比較的、大きくすることが可能であり、大面積を高速に加工できる特徴を有する。
【０００８】
【特許文献１】特許第３５４２１４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本願発明者は、インライン断面検査技術を鋭意検討する中で、次のような課題を見出した。
【００１０】
荷電粒子線の通過穴を有する部材に荷電粒子線が照射されるとスパッタを生じ、スパッタ粒子などは周囲に飛散し、周囲の構造物に付着し膜を形成する。この付着膜は、荷電粒子線発生源内部の放電現象，温度衝撃，物理衝撃等によって剥離し、異物となって落下するが、ある確率で荷電粒子線の通過穴を塞ぐ事がある。穴が一部でも塞がると試料に届くビーム電流値は低下またはゼロになり、加工処理を行っている場合、加工が出来なくなるなどの加工不良を発生する。この剥離物を除去するために装置を大気に戻し、当該の異物などの除去，再組み立てを行うと、その間は装置がダウンした状態となる為、装置のスループットが低下する問題が発生する。
【００１１】
本発明の目的は、荷電粒子線加工装置において、剥離膜等の異物がビーム通過穴を塞ぐ事による不具合を解決し、装置のスループット低下を防止することに関する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、スパッタ膜の剥離等によって発生する異物がビーム通過穴を塞ぐ可能性のある箇所に不活性ガスなどのガスを照射することに関する。ガスを当該部に照射する方法として、ガスノズルを用いることが望ましい。または、不活性ガスの通路を、ビーム通過穴を有する部品の周囲の構造物内部に形成し、その照射口よりガスを照射する。
【００１３】
また、ガスを照射する場合に真空容器の真空度が低下し、排気ポンプ等に悪影響を与える可能性がある場合において、排気口をガス照射口の近傍に設け、ガスを照射した際の真空室の急激な圧力上昇を防止する。
【００１４】
また、ガス照射した際の真空室の真空度の急激な圧力の上昇を防止する為にビーム通過穴を除き、ガスを照射する空間をカバーで覆い、閉空間とし、この空間内にガス照射口と排気口を設ける。
【００１５】
また、スパッタ膜の剥離等によって発生する異物がビーム通過穴を塞いだ事を検出し、ビーム電流値の低下を検知した場合にガスを照射する。
【００１６】
また、ビーム電流値の低下などの異常を検知後、ガスを照射し、異物を除去した結果、ビーム電流値の増加等の改善が見られない場合に、操作画面にアラーム表示させ、装置のメンテナンスを促す。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、荷電粒子線装置の安定稼動が実現可能となり、高スループットの荷電粒子線装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
実施例は、試料を保持する試料ステージと、荷電粒子線発生源と、荷電粒子線を照射する照射光学系と、荷電粒子線発生源、又は／及び照射光学系で発生する異物がビーム通過穴を塞ぐことを防止するガス照射手段と、を有する荷電粒子線加工装置を開示する。また、荷電粒子線発生源、又は／及び照射光学系に設けられたビーム通過穴に向かってガスを照射するガス照射手段を有する荷電粒子線加工装置を開示する。
【００１９】
また、照射光学系内の開口を有するマスクを通過した荷電粒子線を例示する。
【００２０】
また、ビーム通過穴周辺に、ガスを照射する供給口と、ガスを排出できる排気口と、を有する荷電粒子線加工装置を例示する。ビーム通過穴周辺に、ガス照射手段から照射されたガスを排出できる排気口を有する荷電粒子線加工装置を例示する。
【００２１】
また、ガス照射する空間は、ビーム通過穴を除き、閉空間であることを例示する。
【００２２】
また、ガスを照射するノズルを有する荷電粒子線装置を例示する。
【００２３】
また、ビーム通過穴を有する構造物、又は、その周囲構造物の内部に、ガス通路が形成されていることを例示する。
【００２４】
また、荷電粒子線加工装置が、ビーム通過穴を塞ぐ異物を検出するセンサーを有することを例示する。荷電粒子線加工装置が、異物がビーム通過穴を塞いだことを検出し、この場合にガスを照射し、異物を除去することを例示する。
【００２５】
また、ビーム状態の異常検知し、ガスを照射した後、ビーム状態が改善されない場合に、アラーム表示する操作画面を有する荷電粒子線加工装置を例示する。荷電粒子線加工装置は、ビーム状態の異常検知後、ガスを照射して異物除去を試み、ビーム状態が改善されない場合に、操作画面にアラーム表示することを例示する。
【００２６】
また、ビーム電流値の低下検知後、ガスを照射した後、ビーム電流値が増加しない場合に、アラーム表示する操作画面を有する荷電粒子線加工装置を例示する。荷電粒子線加工装置は、ビーム電流値の低下検知後、ガスを照射して異物除去を試み、ビーム電流値が増加しない場合に、操作画面にアラーム表示することを例示する。
【００２７】
また、ガス照射手段から照射されるガスは、不活性ガスであることを例示する。
【００２８】
以下、上記及びその他の本発明の新規な特徴と効果について説明する。尚、図面は専ら説明に用いるものであり、権利範囲を限定するものではない。
【実施例】
【００２９】
図１は、本実施例にかかる荷電粒子線装置の全体構成概略図である。本装置は、大きく分けて、イオン源１，イオン源１より出てきたイオンビーム２を加工点まで導く加工光学系を含むイオンビームカラム３，試料４を搭載する試料ホルダ５，試料ホルダ５を５軸方向に移動させるステージ６，試料室７、図示していないＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod），大気搬送ユニット，イオン源用ガス４９をイオン源１に供給するガスボンベなどのガス供給源１０，イオンビームを照射した際に発生する２次電子を検出する２次電子検出器（ＳＥＤ）１１，各ユニットの制御を行う制御系，全体の制御を行う中央制御装置（図示無し），加工点近傍にＧＡＤ（ガスアシストデポジション）用ガスをガスノズルから供給するガス銃（図示無し），試料４から微小サンプルを取り出すマイクロサンプリングユニット（図示無し）等によって構成されている。ここでいう試料４とは、ウエーハ以外の磁気ヘッド，液晶等も含む。
【００３０】
各部位について、以下、説明する。
【００３１】
イオンビームカラム３の排気系は、ターボ分子ポンプ，ドライポンプなどの排気ポンプ５３Ｂ，排気バルブ５４Ｆ等で構成される。
【００３２】
同じく、試料室７は、ターボ分子ポンプ，ドライポンプなどの排気ポンプ５３Ｃ，排気バルブ５４Ｇ等で構成される。反応性ガスを流さない状態で、１０-5Ｐａ台の高真空度となっている。試料室には、図示していないロードロック室、大気搬送ロボットなどが有り、これによって試料４などを試料室７に搬入，搬出する。
【００３３】
ステージ５は、Ｘ，Ｙ（水平方向），Ｚ（垂直方向），Ｒ（回転），Ｔ（チルト）軸に移動可能となっている。Ｔ軸は、イオンビームによるスパッタ加工後の断面観察、マイクロサンプルを試料より摘出する時などに使用される。チルトに伴う、軸ズレは補正を行い、視野ズレを防止している。試料４としてΦ３００ウエーハ等を想定している為、Ｘ，Ｙ軸方向の移動距離は３２０ミリメートルであり、当該距離を数秒で移動する。ウエーハ位置決め用にレーザを使用しており、精度はサブマイクロメートル程度である。Ｚ軸方向の駆動には、Ｘ，Ｙ軸と同じく、ボールネジとナット，ＤＣモータ，エンコーダを使用している。Ｚ軸方向の移動には、クサビ構造を採用しており、サブミクロン程度の位置出し精度を有する。
【００３４】
イオンビーム２を照射すると、試料４から反射電子や２次電子が放出される。２次電子検出器内に存在する、正電位を印加されたシンチレータ（図示無し）の電界により、反射電子や２次電子は引き寄せられ、加速され、シンチレータを光らせる。発光した光はライトガイド（図示無し）で光電子倍増管に入射し、電気信号に変換される。光電子倍増管の出力は更に増幅されて、ブラウン管の輝度を変化させる。スキャンと同期させることで加工点での２次電子像を生成している。
【００３５】
マイクロサンプリングユニット（図示無し）は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向の３軸方向に移動可能な構造となっている。試料４より欠陥部位の摘出を行い、これをメッシュ（図示無し）に搭載するために各軸の駆動移動距離は数ミリメータ程度必要である。駆動には、リニアアクチュエータ，ピエゾ素子等が用いられ、サブマイクロメートルの位置精度でプローブ（図示無し）を移動可能である。プローブ（図示無し）は、タングステン製であり、先端部が１マイクロメータ以下程度の曲率を有する先鋭な形状をしている。尚、マイクロサンプリングについては、本明細書に参照として組み入れられる、特開平７−３１７７４５号や特許第３５４７１４３号に開示されている。
【００３６】
ガス銃（図示無し）は、エアシンダーによって駆動するガスノズル（図示無し）を有する。ＧＡＤ（ガスアシストデポジション）を行う時には、退避位置にあるガスノズルが、試料の加工点から数百μｍの高さに、数秒程度で接近する。デポガスとしては、タングステンカルボニル Ｗ（ＣＯ）６を使用する。これは、固体からガス化する温度（昇華温度）以上に加熱され、このガスが加工点に照射され、ＦＩＢによる分解でタングステンの膜を形成する。
【００３７】
本装置は、試料４の高さを計測するＺセンサー（図示無し）を有し、試料４の高さをサブマイクロメートルの精度で計測できる。この計測結果とステージ６のＺ方向の調整機能を用いて、試料４とイオンビームカラムとの距離を一定にできる。また、光学顕微鏡（図示無し）を有しており、試料４のアライメントなどに使用される。
【００３８】
約３０ｋＶの加速電圧が印加されるイオン源１と気中絶縁を行うために、イオン源１とアース電位のイオンカバー（図示無し）間は、空間で最低４０mm程度空けられている。ガス供給源１０からガス導入配管８内を流れてきたガスは、イオン源１に供給される。ガス導入配管８はアース電位である為、絶縁を図る為に、絶縁物２７が配置されている。同様に、イオン源１とイオンビームカラム３との絶縁を図る為にも絶縁物２７は存在する。
【００３９】
イオン源としては、デュオプラズマトロンを用いている。カソード電極１５にガス４９を流し、数Torrのガス圧にし、カソード電極１５とアノード電極１６間に直流電圧を印加すると、この間にグロー放電が発生し、イオンはカソード電極１５に衝突する。電子は、アノード電極１６により加速され、電極に衝突し、２次電子が発生する。これらの電子は、アノード電極１６に衝突する前にガスを電離し、イオン化する。中間電極１７には抵抗器（図示無し）が取り付けられており、ここに流れる電流による電圧降下により、電子の大部分はアノード電極１６に流れることになる。電子やイオンは、磁石１８による磁場によって閉じ込められ、高密度プラズマを発生する。このプラズマから、アース電位の引き出し電極１９との電界によりイオンビーム２を引き出す。イオンビーム電流値の調整は、主にバイアス電極（図示無し）に印加されている、加速電圧に対して負の電位を加えたバイアス電圧を変化させることで行う。
【００４０】
イオンがカソード電極１５に衝突した際に、カソード電極１５からは、スパッタ粒子が飛び出してくる。スパッタ粒子は、カソード電極１５を取り囲む中間電極１７の内壁面に付着し、付着膜２２を形成する。この付着膜２２は、内部放電や温度衝撃，物理的衝撃等によって剥離し、異物２４となって、ビーム絞り２３に降り注ぐ。ビーム絞り２３径は、二百マイクロメートルと小さく、また、異物２４のサイズは大きいもので数ミリメートルになるため、異物２４がビーム絞り２３の穴を塞ぐ場合がある。
【００４１】
図１では、ビーム絞り２３の穴部に異物２４が載り、ビーム絞り２３の穴が完全に塞がった状態を示している。この異物２４を、穴部周辺に向けられたノズル２５から出射するイオン源用ガスによって吹き飛ばす。ノズル２５の外径／内径は、φ１／Φ０.５mm程度である。ノズルの軸を、ビーム絞り２３の中心に向け、数mm程度、ビーム絞り２３から離して配置する。ビーム絞り２３の中心に、０.０５ＭＰａ程度のガス４９を照射し、異物２４を穴から除去する。
【００４２】
ガス４９としては、イオン源用の酸素ガス，アルゴンガスを用いる。その他に、窒素，クリプトン，キセノン，ネオンガス等の不活性ガスを用いることも可能である。
【００４３】
上記のイオン源は、磁場と電界によってプラズマを閉じ込めるデュオプラズマトロンの例であったが、磁界または電界のいずれかでプラズマを閉じ込めるモノプラズマトロン，デュオプラズマトロンに反射電極を設けたデュオピガトロン，ＰＩＧ型イオン源，マイクロ波イオン源等にも同様に適用できる。
【００４４】
加工光学系は、質量分離器（図示無し），偏向器（図示無し），絞り（図示無し），集光レンズ３１，投射マスク３２，非点補正器（図示無し），ブランカー３３，ファラディーカップ３４，スキャンコイル３５，投射レンズ３６，偏向器（図示無し），アライメントコイルなどで構成されている。
【００４５】
イオン源１より引き出されたイオンビーム２は、収差を小さくして加工できるように、３枚のバトラーレンズによって構成される集光レンズ３１によって、投射レンズ３６の主点近傍に焦点を結ぶように集光される。投射マスク３２を通過したイオンビームは、３枚のバトラーレンズによって構成される投射レンズ３６により、縮小比約１／１６で試料４面上に結像される。スキャンコイル３５によりスキャンして結像させ、観察および加工を行うことも可能である。
【００４６】
図２に、投射マスク３２の概観図を示す。投射マスク３２には、マイクロサンプリング摘出用のコの字形をした開口穴４０Ａ，開口穴４０Ｂ、主にデポ用の開口穴４０Ｃ、主にプローブ接着用などに使用される開口穴４０Ｄ、主に観察用などに使用される開口穴４０Ｅ、その他に図示しない薄膜化加工用の縦，幅のアスペクト比が比較的大きなスリット状の開口穴などが開けられている。この穴を通過したイオンビームのみが、試料４上に照射される。
【００４７】
図３は、投射マスク３２にイオンビーム２が照射されている様子を示している。投射マスク３２通過後のビーム電流を最大化し、ビーム欠けを生じないようにするために、投射マスク３２上の最大の開口部に外接するサイズ／位置に、イオンビーム２は調整されている。投射マスク３２上のビーム未通過領域４４では、スパッタ粒子が発生する。
【００４８】
上記のイオン源１でのビーム絞り２３と同じく、投射マスク３２においても、異物２４がビーム絞り２３表面に降り注ぎ、異物２４の一部が微小な穴に入り、穴を塞ぎ、試料に到達するビーム電流値を低下させることがある。
【００４９】
図４では、異物２４が投射マスク３２上のビーム通過穴の一部を塞いでいる状態を示している。投射マスク３２は、ビーム絞り２３と同じくスパッタ粒子を生じ、カバー４６裏面の方向に飛散し、付着膜２２を形成する。この付着膜２２は、温度衝撃，物理衝撃等によって剥離し、落下し、投射マスク３２のビーム通過穴を塞ぐことがある。この異物２４を除去するために、カバー固定板４７内にガス通路４８を形成し、投射マスク３２上面とイオンビーム２の交点付近にガス照射口５０Ａからガス４９を照射する。
【００５０】
ガス照射口の穴径は０.５mm程度である。ガス照射口は、投射マスクのアパーチャに向けて、数mm程度、離して配置されている。投射マスクのアパーチャに、０.０５ＭＰａ程度のガス４９を照射し、異物２４を穴から除去する。吹き飛ばされた異物２４は、対向面に設けた排気口５０Ｂより、ガス４９とともに排出される。ガス４９を照射する空間は、イオンビーム２が通過する穴を除き、固定板４７，Ｏリング５２等によって閉空間となっている為、イオンビームカラム３内部の圧力上昇は最小となり、排気系に与える悪影響は最小限度となる。閉空間にしないと、ガス４９はイオンビームカラム３及び試料室７内の全域に広がる為、真空度が急激に劣化し、排気ポンプ５３Ｂ，５３Ｃに急激な負荷が加わる。最悪、排気ポンプ５３Ｂ，５３Ｃが故障する可能性もある。
【００５１】
尚、図１において、ガスを照射する部位はイオン源１のビーム絞り２３，投射マスク３２のみの記載となっているが、異物２４が入り込む他の部位にガス照射手段を設けても良い。
【００５２】
尚、図５は、イオン源での別の実施例を示している。図１の集光レンズ３１でのガス照射方法と同じく、ビーム絞り２３を、ビーム通過穴を有するカバー４６で覆い、ここにガス４９の照射口５０Ａと排気口５０Ｂを設け、異物をガス４９と共に排出するものである。この場合、排気系に与える影響を最小にすることが可能となる。
【００５３】
尚、図１では、荷電粒子線カラムがＰＪＩＢの場合についての記載であったが、同様にＦＩＢについても、適用可能である。昨今の高速加工を目的としたビーム電流の大電流化によって可変アパーチャ部でも同様な問題を生じる可能性が高く、図４等に示したガスの照射構造を適用できる。
【００５４】
図６は、異物２４がビーム通過穴部を塞いでいる状況を検出する方法、及び、異物を除去する一連の動作フローを示している。
（１）ビーム電流値計測
ビーム電流値計測のタイミングは、（１）装置動作開始時、（２）停止動作時、（３）穴加工／デポ加工などの加工作業の合間、（４）イオン源などでの放電発生時、等がある。このタイミングでブランカー３３を動作させて、ファラディーカップ３４でビーム電流値を計測する。
（２）ビーム電流値の判定と対処
最初に設定したイオン源の動作条件（ガス圧力値，加速電圧，バイアス電圧，放電電圧、等），照射光学系条件（集光レンズ３１，投射レンズ３６印加電圧，投射マスク３２のビーム通過穴サイズ、等）から予想されるビーム電流値と現在の実測値との比較を行い、実測値が、ある適正範囲内にあるか否か判定する。
（２−１）ビーム電流測定値が適正範囲より大きい場合
適正値より高い場合は、ビーム絞り２３，投射マスク３２がビーム照射によってビーム通過穴の大きさが大きくなっている可能性が高い為、操作画面にアラーム表示を行い、メンテナンスを促す。
（２−２）ビーム電流測定値が適正範囲より小さい場合
一方、上記の適正値より実測値が低い場合、先ずはイオン源の動作条件，照射光学系の動作条件が変化していないか判定する。例えば、ガス圧力が低下しているとか、電源電圧が低下している場合には正常値になるように手動または自動により調整する。その結果、正常に戻らない場合は、ガス供給装置，電源，投射マスク位置制御装置、等の故障が考えられるので操作画面にアラームを表示し、オペレータにメンテナンスを促す。
【００５５】
また、ガス圧，電源電圧、等を正常値に戻しても、ビーム電流値が低い場合、ビーム通過穴部に異物２４が載って、ビームの進行を遮っている可能性が高い為、中央制御器（図示無し）より異物２４除去の動作指令を出す。バルブ５４Ｂ〜５４Ｅを開き、ガス４９を照射し、異物２４をビーム通過穴部より移動、またはガス４９と一緒に排出する。図中では、異物除去の為のガス照射は１回のみとなっているが、数回行っても良い。
【００５６】
上記の操作によっても異常値のままの場合、操作画面にアラームを表示し、メンテナンスを促す。
【００５７】
尚、図１では、照射するガス４９は、イオン源１に使用するガスと同じものを流用しているが、別のガス供給源１０を準備しても良い。排気口は排気ポンプ５３Ａに接続されている。この排気ポンプ５３Ａは装置の排気ポンプ５３Ｂ，５３Ｃと兼用することも可能である。
【００５８】
図７は、加工操作画面６０を示している。加工操作画面６０は、アラーム表示部６１，ＳＩＭ像，ＳＥＭ像などの操作卓表示画面６２，ビームフォーカス，コントラスト，ブライトネス，加工操作中のビーム電流表示，加工時間、等を表示するビームパラメータ画面６３，ジョブ，システム，レシピ，ダイアログ、等の操作を選択するナビゲーション画面６４によって構成されている。図７は、アラーム表示部６１に、“ビーム電流値が低下しました、装置のメンテナンスを行って下さい。”との表示をした様子を示している。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】荷電粒子線装置の全体構成概略図。
【図２】投射マスクの概観図。
【図３】投射マスクと入射イオンビームとの位置関係を示す図。
【図４】投射マスクへのガス照射の様子を示す図。
【図５】イオン源部のガス照射の様子を示す図。
【図６】装置の操作フローを示す図。
【図７】操作画面を示す図。
【符号の説明】
【００６０】
１ イオン源
２ イオンビーム
３ イオンビームカラム
４ 試料
５ 試料ホルダ
６ ステージ
７ 試料室
１０ ガス供給源
１１ ２次電子検出器（ＳＥＤ）
１５ カソード電極
１６ アノード電極
１７ 中間電極
１８ 磁石
１９ 引き出し電極
２２ 付着膜
２３ ビーム絞り
２４ 異物
２５ ノズル
２６ ガス
２７ 絶縁物
３１ 集光レンズ
３２ 投射マスク
３３ ブランカー
３４ ファラディーカップ
３５ スキャンコイル
３６ 投射レンズ
４０Ａ〜４０Ｅ 開口穴
４１ ピン
４２ 固定ボルト
４４ イオンビーム未通過領域
４６ カバー
４７ 固定板
４８ ガス通路
４９ ガス
５０Ａ ガス照射口
５０Ｂ 排気口
５１ 投射マスク固定部材
５２ Ｏリング
５３Ａ，Ｂ，Ｃ 排気ポンプ
５４Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ バルブ
６０ 加工操作画面
６１ アラーム表示部
６２ 操作卓表示画面
６３ ビームパラメータ画面
６４ ナビゲーション画面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスなどの観察，分析、あるいは計測用微小試料作製を行う荷電粒子線装置に関し、例えば、荷電粒子線装置として、イオンビーム，電子ビームを用いた装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロプロセッサーに代表される半導体デバイス，ダイナミックランダムアクセスメモリに代表される半導体メモリ、及び磁気ヘッド、等の電子部品の製造コストを削減するための検査，解析技術が注目されている。
【０００３】
高度な検査，解析技術を用いて、プロセス条件の早期最適化や不良解析などにより開発期間短縮化や歩留まりの早期向上が実現できれば、膨大な損失削減を期待できる。
【０００４】
従来は、プロセス毎に複数枚のうちから少なくとも１枚を取り出し、ウエーハを割断して断面加工，検査を行っていたが、ウエーハが大口径化し、高価となった為、廃棄分の損失を無視出来なくなってきている。このため、近年、断面検査を行ったウエーハを製造ラインに戻して、断面観察したチップ以外のチップを良品として製品に利用する、いわゆるインライン断面検査技術が開発されている。
【０００５】
従来の正確な断面加工を行う装置として使用されてきた装置は集束イオンビーム（Focused Ion Beam、以下、ＦＩＢと略する。）であり、サブミクロンオーダーに集束したイオンビームを静電偏向走査し試料に照射し、目標位置を正確に加工する。
【０００６】
この他に、特許第３５４２１４０号公報に記載されている投射型イオンビーム装置（Projection Ion Beam、以下、ＰＪＩＢと略する。）がある。これは、上記のＦＩＢのように集束したイオンビームを走査し、断面加工するのではなく、加工形状と相対形状のアパーチャを有するマスクを通過したイオンビームのみを試料に照射して加工するという装置である。
【０００７】
液体金属イオン源を用いるＦＩＢのイオン源の輝度は、ガスイオン源を用いるＰＪＩＢと比較して一般的に高いため、分解能が高く、微細加工に適している。一方、ＰＪＩＢのイオンソースサイズは数百マイクロメートルとＦＩＢの数十ナノメートルと比較して桁違いに大きく、輝度は低いがビーム電流値は比較的、大きくすることが可能であり、大面積を高速に加工できる特徴を有する。
【０００８】
【特許文献１】特許第３５４２１４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本願発明者は、インライン断面検査技術を鋭意検討する中で、次のような課題を見出した。
【００１０】
荷電粒子線の通過穴を有する部材に荷電粒子線が照射されるとスパッタを生じ、スパッタ粒子などは周囲に飛散し、周囲の構造物に付着し膜を形成する。この付着膜は、荷電粒子線発生源内部の放電現象，温度衝撃，物理衝撃等によって剥離し、異物となって落下するが、ある確率で荷電粒子線の通過穴を塞ぐ事がある。穴が一部でも塞がると試料に届くビーム電流値は低下またはゼロになり、加工処理を行っている場合、加工が出来なくなるなどの加工不良を発生する。この剥離物を除去するために装置を大気に戻し、当該の異物などの除去，再組み立てを行うと、その間は装置がダウンした状態となる為、装置のスループットが低下する問題が発生する。
【００１１】
本発明の目的は、荷電粒子線加工装置において、剥離膜等の異物がビーム通過穴を塞ぐ事による不具合を解決し、装置のスループット低下を防止することに関する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、スパッタ膜の剥離等によって発生する異物がビーム通過穴を塞ぐ可能性のある箇所に不活性ガスなどのガスを照射することに関する。ガスを当該部に照射する方法として、ガスノズルを用いることが望ましい。または、不活性ガスの通路を、ビーム通過穴を有する部品の周囲の構造物内部に形成し、その照射口よりガスを照射する。
【００１３】
また、ガスを照射する場合に真空容器の真空度が低下し、排気ポンプ等に悪影響を与える可能性がある場合において、排気口をガス照射口の近傍に設け、ガスを照射した際の真空室の急激な圧力上昇を防止する。
【００１４】
また、ガス照射した際の真空室の真空度の急激な圧力の上昇を防止する為にビーム通過穴を除き、ガスを照射する空間をカバーで覆い、閉空間とし、この空間内にガス照射口と排気口を設ける。
【００１５】
また、スパッタ膜の剥離等によって発生する異物がビーム通過穴を塞いだ事を検出し、ビーム電流値の低下を検知した場合にガスを照射する。
【００１６】
また、ビーム電流値の低下などの異常を検知後、ガスを照射し、異物を除去した結果、ビーム電流値の増加等の改善が見られない場合に、操作画面にアラーム表示させ、装置のメンテナンスを促す。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、荷電粒子線装置の安定稼動が実現可能となり、高スループットの荷電粒子線装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
実施例は、試料を保持する試料ステージと、荷電粒子線発生源と、荷電粒子線を照射する照射光学系と、荷電粒子線発生源、又は／及び照射光学系で発生する異物がビーム通過穴を塞ぐことを防止するガス照射手段と、を有する荷電粒子線加工装置を開示する。また、荷電粒子線発生源、又は／及び照射光学系に設けられたビーム通過穴に向かってガスを照射するガス照射手段を有する荷電粒子線加工装置を開示する。
【００１９】
また、照射光学系内の開口を有するマスクを通過した荷電粒子線を例示する。
【００２０】
また、ビーム通過穴周辺に、ガスを照射する供給口と、ガスを排出できる排気口と、を有する荷電粒子線加工装置を例示する。ビーム通過穴周辺に、ガス照射手段から照射されたガスを排出できる排気口を有する荷電粒子線加工装置を例示する。
【００２１】
また、ガス照射する空間は、ビーム通過穴を除き、閉空間であることを例示する。
【００２２】
また、ガスを照射するノズルを有する荷電粒子線装置を例示する。
【００２３】
また、ビーム通過穴を有する構造物、又は、その周囲構造物の内部に、ガス通路が形成されていることを例示する。
【００２４】
また、荷電粒子線加工装置が、ビーム通過穴を塞ぐ異物を検出するセンサーを有することを例示する。荷電粒子線加工装置が、異物がビーム通過穴を塞いだことを検出し、この場合にガスを照射し、異物を除去することを例示する。
【００２５】
また、ビーム状態の異常検知し、ガスを照射した後、ビーム状態が改善されない場合に、アラーム表示する操作画面を有する荷電粒子線加工装置を例示する。荷電粒子線加工装置は、ビーム状態の異常検知後、ガスを照射して異物除去を試み、ビーム状態が改善されない場合に、操作画面にアラーム表示することを例示する。
【００２６】
また、ビーム電流値の低下検知後、ガスを照射した後、ビーム電流値が増加しない場合に、アラーム表示する操作画面を有する荷電粒子線加工装置を例示する。荷電粒子線加工装置は、ビーム電流値の低下検知後、ガスを照射して異物除去を試み、ビーム電流値が増加しない場合に、操作画面にアラーム表示することを例示する。
【００２７】
また、ガス照射手段から照射されるガスは、不活性ガスであることを例示する。
【００２８】
以下、上記及びその他の本発明の新規な特徴と効果について説明する。尚、図面は専ら説明に用いるものであり、権利範囲を限定するものではない。
【実施例】
【００２９】
図１は、本実施例にかかる荷電粒子線装置の全体構成概略図である。本装置は、大きく分けて、イオン源１，イオン源１より出てきたイオンビーム２を加工点まで導く加工光学系を含むイオンビームカラム３，試料４を搭載する試料ホルダ５，試料ホルダ５を５軸方向に移動させるステージ６，試料室７、図示していないＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod），大気搬送ユニット，イオン源用ガス４９をイオン源１に供給するガスボンベなどのガス供給源１０，イオンビームを照射した際に発生する２次電子を検出する２次電子検出器（ＳＥＤ）１１，各ユニットの制御を行う制御系，全体の制御を行う中央制御装置（図示無し），加工点近傍にＧＡＤ（ガスアシストデポジション）用ガスをガスノズルから供給するガス銃（図示無し），試料４から微小サンプルを取り出すマイクロサンプリングユニット（図示無し）等によって構成されている。ここでいう試料４とは、ウエーハ以外の磁気ヘッド，液晶等も含む。
【００３０】
各部位について、以下、説明する。
【００３１】
イオンビームカラム３の排気系は、ターボ分子ポンプ，ドライポンプなどの排気ポンプ５３Ｂ，排気バルブ５４Ｆ等で構成される。
【００３２】
同じく、試料室７は、ターボ分子ポンプ，ドライポンプなどの排気ポンプ５３Ｃ，排気バルブ５４Ｇ等で構成される。反応性ガスを流さない状態で、１０-5Ｐａ台の高真空度となっている。試料室には、図示していないロードロック室、大気搬送ロボットなどが有り、これによって試料４などを試料室７に搬入，搬出する。
【００３３】
ステージ５は、Ｘ，Ｙ（水平方向），Ｚ（垂直方向），Ｒ（回転），Ｔ（チルト）軸に移動可能となっている。Ｔ軸は、イオンビームによるスパッタ加工後の断面観察、マイクロサンプルを試料より摘出する時などに使用される。チルトに伴う、軸ズレは補正を行い、視野ズレを防止している。試料４としてΦ３００ウエーハ等を想定している為、Ｘ，Ｙ軸方向の移動距離は３２０ミリメートルであり、当該距離を数秒で移動する。ウエーハ位置決め用にレーザを使用しており、精度はサブマイクロメートル程度である。Ｚ軸方向の駆動には、Ｘ，Ｙ軸と同じく、ボールネジとナット，ＤＣモータ，エンコーダを使用している。Ｚ軸方向の移動には、クサビ構造を採用しており、サブミクロン程度の位置出し精度を有する。
【００３４】
イオンビーム２を照射すると、試料４から反射電子や２次電子が放出される。２次電子検出器内に存在する、正電位を印加されたシンチレータ（図示無し）の電界により、反射電子や２次電子は引き寄せられ、加速され、シンチレータを光らせる。発光した光はライトガイド（図示無し）で光電子倍増管に入射し、電気信号に変換される。光電子倍増管の出力は更に増幅されて、ブラウン管の輝度を変化させる。スキャンと同期させることで加工点での２次電子像を生成している。
【００３５】
マイクロサンプリングユニット（図示無し）は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向の３軸方向に移動可能な構造となっている。試料４より欠陥部位の摘出を行い、これをメッシュ（図示無し）に搭載するために各軸の駆動移動距離は数ミリメータ程度必要である。駆動には、リニアアクチュエータ，ピエゾ素子等が用いられ、サブマイクロメートルの位置精度でプローブ（図示無し）を移動可能である。プローブ（図示無し）は、タングステン製であり、先端部が１マイクロメータ以下程度の曲率を有する先鋭な形状をしている。尚、マイクロサンプリングについては、本明細書に参照として組み入れられる、特開平７−３１７７４５号や特許第３５４７１４３号に開示されている。
【００３６】
ガス銃（図示無し）は、エアシンダーによって駆動するガスノズル（図示無し）を有する。ＧＡＤ（ガスアシストデポジション）を行う時には、退避位置にあるガスノズルが、試料の加工点から数百μｍの高さに、数秒程度で接近する。デポガスとしては、タングステンカルボニル Ｗ（ＣＯ）６を使用する。これは、固体からガス化する温度（昇華温度）以上に加熱され、このガスが加工点に照射され、ＦＩＢによる分解でタングステンの膜を形成する。
【００３７】
本装置は、試料４の高さを計測するＺセンサー（図示無し）を有し、試料４の高さをサブマイクロメートルの精度で計測できる。この計測結果とステージ６のＺ方向の調整機能を用いて、試料４とイオンビームカラムとの距離を一定にできる。また、光学顕微鏡（図示無し）を有しており、試料４のアライメントなどに使用される。
【００３８】
約３０ｋＶの加速電圧が印加されるイオン源１と気中絶縁を行うために、イオン源１とアース電位のイオンカバー（図示無し）間は、空間で最低４０mm程度空けられている。ガス供給源１０からガス導入配管８内を流れてきたガスは、イオン源１に供給される。ガス導入配管８はアース電位である為、絶縁を図る為に、絶縁物２７が配置されている。同様に、イオン源１とイオンビームカラム３との絶縁を図る為にも絶縁物２７は存在する。
【００３９】
イオン源としては、デュオプラズマトロンを用いている。カソード電極１５にガス４９を流し、数Torrのガス圧にし、カソード電極１５とアノード電極１６間に直流電圧を印加すると、この間にグロー放電が発生し、イオンはカソード電極１５に衝突する。電子は、アノード電極１６により加速され、電極に衝突し、２次電子が発生する。これらの電子は、アノード電極１６に衝突する前にガスを電離し、イオン化する。中間電極１７には抵抗器（図示無し）が取り付けられており、ここに流れる電流による電圧降下により、電子の大部分はアノード電極１６に流れることになる。電子やイオンは、磁石１８による磁場によって閉じ込められ、高密度プラズマを発生する。このプラズマから、アース電位の引き出し電極１９との電界によりイオンビーム２を引き出す。イオンビーム電流値の調整は、主にバイアス電極（図示無し）に印加されている、加速電圧に対して負の電位を加えたバイアス電圧を変化させることで行う。
【００４０】
イオンがカソード電極１５に衝突した際に、カソード電極１５からは、スパッタ粒子が飛び出してくる。スパッタ粒子は、カソード電極１５を取り囲む中間電極１７の内壁面に付着し、付着膜２２を形成する。この付着膜２２は、内部放電や温度衝撃，物理的衝撃等によって剥離し、異物２４となって、ビーム絞り２３に降り注ぐ。ビーム絞り２３径は、二百マイクロメートルと小さく、また、異物２４のサイズは大きいもので数ミリメートルになるため、異物２４がビーム絞り２３の穴を塞ぐ場合がある。
【００４１】
図１では、ビーム絞り２３の穴部に異物２４が載り、ビーム絞り２３の穴が完全に塞がった状態を示している。この異物２４を、穴部周辺に向けられたノズル２５から出射するイオン源用ガスによって吹き飛ばす。ノズル２５の外径／内径は、φ１／Φ０.５mm程度である。ノズルの軸を、ビーム絞り２３の中心に向け、数mm程度、ビーム絞り２３から離して配置する。ビーム絞り２３の中心に、０.０５ＭＰａ程度のガス４９を照射し、異物２４を穴から除去する。
【００４２】
ガス４９としては、イオン源用の酸素ガス，アルゴンガスを用いる。その他に、窒素，クリプトン，キセノン，ネオンガス等の不活性ガスを用いることも可能である。
【００４３】
上記のイオン源は、磁場と電界によってプラズマを閉じ込めるデュオプラズマトロンの例であったが、磁界または電界のいずれかでプラズマを閉じ込めるモノプラズマトロン，デュオプラズマトロンに反射電極を設けたデュオピガトロン，ＰＩＧ型イオン源，マイクロ波イオン源等にも同様に適用できる。
【００４４】
加工光学系は、質量分離器（図示無し），偏向器（図示無し），絞り（図示無し），集光レンズ３１，投射マスク３２，非点補正器（図示無し），ブランカー３３，ファラディーカップ３４，スキャンコイル３５，投射レンズ３６，偏向器（図示無し），アライメントコイルなどで構成されている。
【００４５】
イオン源１より引き出されたイオンビーム２は、収差を小さくして加工できるように、３枚のバトラーレンズによって構成される集光レンズ３１によって、投射レンズ３６の主点近傍に焦点を結ぶように集光される。投射マスク３２を通過したイオンビームは、３枚のバトラーレンズによって構成される投射レンズ３６により、縮小比約１／１６で試料４面上に結像される。スキャンコイル３５によりスキャンして結像させ、観察および加工を行うことも可能である。
【００４６】
図２に、投射マスク３２の概観図を示す。投射マスク３２には、マイクロサンプリング摘出用のコの字形をした開口穴４０Ａ，開口穴４０Ｂ、主にデポ用の開口穴４０Ｃ、主にプローブ接着用などに使用される開口穴４０Ｄ、主に観察用などに使用される開口穴４０Ｅ、その他に図示しない薄膜化加工用の縦，幅のアスペクト比が比較的大きなスリット状の開口穴などが開けられている。この穴を通過したイオンビームのみが、試料４上に照射される。
【００４７】
図３は、投射マスク３２にイオンビーム２が照射されている様子を示している。投射マスク３２通過後のビーム電流を最大化し、ビーム欠けを生じないようにするために、投射マスク３２上の最大の開口部に外接するサイズ／位置に、イオンビーム２は調整されている。投射マスク３２上のビーム未通過領域４４では、スパッタ粒子が発生する。
【００４８】
上記のイオン源１でのビーム絞り２３と同じく、投射マスク３２においても、異物２４がビーム絞り２３表面に降り注ぎ、異物２４の一部が微小な穴に入り、穴を塞ぎ、試料に到達するビーム電流値を低下させることがある。
【００４９】
図４では、異物２４が投射マスク３２上のビーム通過穴の一部を塞いでいる状態を示している。投射マスク３２は、ビーム絞り２３と同じくスパッタ粒子を生じ、カバー４６裏面の方向に飛散し、付着膜２２を形成する。この付着膜２２は、温度衝撃，物理衝撃等によって剥離し、落下し、投射マスク３２のビーム通過穴を塞ぐことがある。この異物２４を除去するために、カバー固定板４７内にガス通路４８を形成し、投射マスク３２上面とイオンビーム２の交点付近にガス照射口５０Ａからガス４９を照射する。
【００５０】
ガス照射口の穴径は０.５mm程度である。ガス照射口は、投射マスクのアパーチャに向けて、数mm程度、離して配置されている。投射マスクのアパーチャに、０.０５ＭＰａ程度のガス４９を照射し、異物２４を穴から除去する。吹き飛ばされた異物２４は、対向面に設けた排気口５０Ｂより、ガス４９とともに排出される。ガス４９を照射する空間は、イオンビーム２が通過する穴を除き、固定板４７，Ｏリング５２等によって閉空間となっている為、イオンビームカラム３内部の圧力上昇は最小となり、排気系に与える悪影響は最小限度となる。閉空間にしないと、ガス４９はイオンビームカラム３及び試料室７内の全域に広がる為、真空度が急激に劣化し、排気ポンプ５３Ｂ，５３Ｃに急激な負荷が加わる。最悪、排気ポンプ５３Ｂ，５３Ｃが故障する可能性もある。
【００５１】
尚、図１において、ガスを照射する部位はイオン源１のビーム絞り２３，投射マスク３２のみの記載となっているが、異物２４が入り込む他の部位にガス照射手段を設けても良い。
【００５２】
尚、図５は、イオン源での別の実施例を示している。図１の集光レンズ３１でのガス照射方法と同じく、ビーム絞り２３を、ビーム通過穴を有するカバー４６で覆い、ここにガス４９の照射口５０Ａと排気口５０Ｂを設け、異物をガス４９と共に排出するものである。この場合、排気系に与える影響を最小にすることが可能となる。
【００５３】
尚、図１では、荷電粒子線カラムがＰＪＩＢの場合についての記載であったが、同様にＦＩＢについても、適用可能である。昨今の高速加工を目的としたビーム電流の大電流化によって可変アパーチャ部でも同様な問題を生じる可能性が高く、図４等に示したガスの照射構造を適用できる。
【００５４】
図６は、異物２４がビーム通過穴部を塞いでいる状況を検出する方法、及び、異物を除去する一連の動作フローを示している。
（１）ビーム電流値計測
ビーム電流値計測のタイミングは、（１）装置動作開始時、（２）停止動作時、（３）穴加工／デポ加工などの加工作業の合間、（４）イオン源などでの放電発生時、等がある。このタイミングでブランカー３３を動作させて、ファラディーカップ３４でビーム電流値を計測する。
（２）ビーム電流値の判定と対処
最初に設定したイオン源の動作条件（ガス圧力値，加速電圧，バイアス電圧，放電電圧、等），照射光学系条件（集光レンズ３１，投射レンズ３６印加電圧，投射マスク３２のビーム通過穴サイズ、等）から予想されるビーム電流値と現在の実測値との比較を行い、実測値が、ある適正範囲内にあるか否か判定する。
（２−１）ビーム電流測定値が適正範囲より大きい場合
適正値より高い場合は、ビーム絞り２３，投射マスク３２がビーム照射によってビーム通過穴の大きさが大きくなっている可能性が高い為、操作画面にアラーム表示を行い、メンテナンスを促す。
（２−２）ビーム電流測定値が適正範囲より小さい場合
一方、上記の適正値より実測値が低い場合、先ずはイオン源の動作条件，照射光学系の動作条件が変化していないか判定する。例えば、ガス圧力が低下しているとか、電源電圧が低下している場合には正常値になるように手動または自動により調整する。その結果、正常に戻らない場合は、ガス供給装置，電源，投射マスク位置制御装置、等の故障が考えられるので操作画面にアラームを表示し、オペレータにメンテナンスを促す。
【００５５】
また、ガス圧，電源電圧、等を正常値に戻しても、ビーム電流値が低い場合、ビーム通過穴部に異物２４が載って、ビームの進行を遮っている可能性が高い為、中央制御器（図示無し）より異物２４除去の動作指令を出す。バルブ５４Ｂ〜５４Ｅを開き、ガス４９を照射し、異物２４をビーム通過穴部より移動、またはガス４９と一緒に排出する。図中では、異物除去の為のガス照射は１回のみとなっているが、数回行っても良い。
【００５６】
上記の操作によっても異常値のままの場合、操作画面にアラームを表示し、メンテナンスを促す。
【００５７】
尚、図１では、照射するガス４９は、イオン源１に使用するガスと同じものを流用しているが、別のガス供給源１０を準備しても良い。排気口は排気ポンプ５３Ａに接続されている。この排気ポンプ５３Ａは装置の排気ポンプ５３Ｂ，５３Ｃと兼用することも可能である。
【００５８】
図７は、加工操作画面６０を示している。加工操作画面６０は、アラーム表示部６１，ＳＩＭ像，ＳＥＭ像などの操作卓表示画面６２，ビームフォーカス，コントラスト，ブライトネス，加工操作中のビーム電流表示，加工時間、等を表示するビームパラメータ画面６３，ジョブ，システム，レシピ，ダイアログ、等の操作を選択するナビゲーション画面６４によって構成されている。図７は、アラーム表示部６１に、“ビーム電流値が低下しました、装置のメンテナンスを行って下さい。”との表示をした様子を示している。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】荷電粒子線装置の全体構成概略図。
【図２】投射マスクの概観図。
【図３】投射マスクと入射イオンビームとの位置関係を示す図。
【図４】投射マスクへのガス照射の様子を示す図。
【図５】イオン源部のガス照射の様子を示す図。
【図６】装置の操作フローを示す図。
【図７】操作画面を示す図。
【符号の説明】
【００６０】
１ イオン源
２ イオンビーム
３ イオンビームカラム
４ 試料
５ 試料ホルダ
６ ステージ
７ 試料室
１０ ガス供給源
１１ ２次電子検出器（ＳＥＤ）
１５ カソード電極
１６ アノード電極
１７ 中間電極
１８ 磁石
１９ 引き出し電極
２２ 付着膜
２３ ビーム絞り
２４ 異物
２５ ノズル
２６ ガス
２７ 絶縁物
３１ 集光レンズ
３２ 投射マスク
３３ ブランカー
３４ ファラディーカップ
３５ スキャンコイル
３６ 投射レンズ
４０Ａ〜４０Ｅ 開口穴
４１ ピン
４２ 固定ボルト
４４ イオンビーム未通過領域
４６ カバー
４７ 固定板
４８ ガス通路
４９ ガス
５０Ａ ガス照射口
５０Ｂ 排気口
５１ 投射マスク固定部材
５２ Ｏリング
５３Ａ，Ｂ，Ｃ 排気ポンプ
５４Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ バルブ
６０ 加工操作画面
６１ アラーム表示部
６２ 操作卓表示画面
６３ ビームパラメータ画面
６４ ナビゲーション画面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を保持する試料ステージと、荷電粒子線発生源と、荷電粒子線を照射する照射光学系と、を有する荷電粒子線装置において、
荷電粒子線発生源、又は／及び照射光学系で発生する異物がビーム通過穴を塞ぐことを防止するガス照射手段を有する荷電粒子線加工装置。
【請求項２】
請求項１記載の荷電粒子線加工装置において、
荷電粒子線が、照射光学系内の開口を有するマスクを通過した荷電粒子線である荷電粒子線加工装置。
【請求項３】
請求項１記載の荷電粒子線加工装置において、
ビーム通過穴周辺に、ガスを照射する供給口と、ガスを排出できる排気口と、を有する荷電粒子線加工装置。
【請求項４】
請求項１記載の荷電粒子線加工装置において、
ガスを照射する空間を、ビーム通過穴を除き、閉空間とする荷電粒子線加工装置。
【請求項５】
請求項１記載の荷電粒子線加工装置において、
ガスを照射するノズルを有する荷電粒子線加工装置。
【請求項６】
請求項１記載の荷電粒子線加工装置において、
ビーム通過穴を有する構造物、又は、その周囲構造物の内部に、ガス通路が形成されている荷電粒子線加工装置。
【請求項７】
請求項１記載の荷電粒子線加工装置において、
異物がビーム通過穴を塞いだことを検出し、この場合にガスを照射し、異物を除去する荷電粒子線加工装置。
【請求項８】
請求項７記載の荷電粒子線加工装置において、
ビーム状態の異常検知後、ガスを照射して異物除去を試み、ビーム状態が改善されない場合に、操作画面にアラーム表示する荷電粒子線加工装置。
【請求項９】
請求項７記載の荷電粒子線加工装置において、
ビーム電流値の低下を検知後、ガスを照射して異物除去を試み、ビーム電流値が増加しない場合に、操作画面にアラーム表示する荷電粒子線加工装置。
【請求項１０】
請求項１記載の荷電粒子線加工装置において、
ガス照射手段から照射されるガスが不活性ガスである荷電粒子線加工装置。
【請求項１１】
試料を保持する試料ステージと、荷電粒子線発生源と、荷電粒子線を照射する照射光学系と、を有する荷電粒子線装置において、
荷電粒子線発生源、又は／及び照射光学系に設けられたビーム通過穴に向かってガスを照射するガス照射手段を有する荷電粒子線加工装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の荷電粒子線加工装置において、
荷電粒子線が、照射光学系内の開口を有するマスクを通過した荷電粒子線である荷電粒子線加工装置。
【請求項１３】
請求項１１記載の荷電粒子線加工装置において、
ビーム通過穴周辺に、ガス照射手段から照射されたガスを排出できる排気口を有する荷電粒子線加工装置。
【請求項１４】
請求項１１記載の荷電粒子線加工装置において、
ガス照射する空間を、ビーム通過穴を除き、閉空間とする荷電粒子線加工装置。
【請求項１５】
請求項１１記載の荷電粒子線加工装置において、
ガスを照射するノズルを有する荷電粒子線加工装置。
【請求項１６】
請求項１１記載の荷電粒子線加工装置において、
ビーム通過穴を有する構造物、又は、その周囲構造物の内部に、ガス通路が形成されている荷電粒子線加工装置。
【請求項１７】
請求項１１記載の荷電粒子線加工装置において、
ビーム通過穴を塞ぐ異物を検出するセンサーを有する荷電粒子線加工装置。
【請求項１８】
請求項１７記載の荷電粒子線加工装置において、
ビーム状態の異常検知し、ガスを照射した後、ビーム状態が改善されない場合に、アラーム表示する操作画面を有する荷電粒子線加工装置。
【請求項１９】
請求項１７記載の荷電粒子線加工装置において、
ビーム電流値の低下検知後、ガスを照射した後、ビーム電流値が増加しない場合に、アラーム表示する操作画面を有する荷電粒子線加工装置。
【請求項２０】
請求項１１記載の荷電粒子線加工装置において、
ガス照射手段から照射されるガスが不活性ガスである荷電粒子線加工装置。
【請求項１】
試料を保持する試料ステージと、荷電粒子線発生源と、荷電粒子線を照射する照射光学系と、を有する荷電粒子線装置において、
荷電粒子線発生源、又は／及び照射光学系で発生する異物がビーム通過穴を塞ぐことを防止するガス照射手段を有する荷電粒子線加工装置。
【請求項２】
請求項１記載の荷電粒子線加工装置において、
荷電粒子線が、照射光学系内の開口を有するマスクを通過した荷電粒子線である荷電粒子線加工装置。
【請求項３】
請求項１記載の荷電粒子線加工装置において、
ビーム通過穴周辺に、ガスを照射する供給口と、ガスを排出できる排気口と、を有する荷電粒子線加工装置。
【請求項４】
請求項１記載の荷電粒子線加工装置において、
ガスを照射する空間を、ビーム通過穴を除き、閉空間とする荷電粒子線加工装置。
【請求項５】
請求項１記載の荷電粒子線加工装置において、
ガスを照射するノズルを有する荷電粒子線加工装置。
【請求項６】
請求項１記載の荷電粒子線加工装置において、
ビーム通過穴を有する構造物、又は、その周囲構造物の内部に、ガス通路が形成されている荷電粒子線加工装置。
【請求項７】
請求項１記載の荷電粒子線加工装置において、
異物がビーム通過穴を塞いだことを検出し、この場合にガスを照射し、異物を除去する荷電粒子線加工装置。
【請求項８】
請求項７記載の荷電粒子線加工装置において、
ビーム状態の異常検知後、ガスを照射して異物除去を試み、ビーム状態が改善されない場合に、操作画面にアラーム表示する荷電粒子線加工装置。
【請求項９】
請求項７記載の荷電粒子線加工装置において、
ビーム電流値の低下を検知後、ガスを照射して異物除去を試み、ビーム電流値が増加しない場合に、操作画面にアラーム表示する荷電粒子線加工装置。
【請求項１０】
請求項１記載の荷電粒子線加工装置において、
ガス照射手段から照射されるガスが不活性ガスである荷電粒子線加工装置。
【請求項１１】
試料を保持する試料ステージと、荷電粒子線発生源と、荷電粒子線を照射する照射光学系と、を有する荷電粒子線装置において、
荷電粒子線発生源、又は／及び照射光学系に設けられたビーム通過穴に向かってガスを照射するガス照射手段を有する荷電粒子線加工装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の荷電粒子線加工装置において、
荷電粒子線が、照射光学系内の開口を有するマスクを通過した荷電粒子線である荷電粒子線加工装置。
【請求項１３】
請求項１１記載の荷電粒子線加工装置において、
ビーム通過穴周辺に、ガス照射手段から照射されたガスを排出できる排気口を有する荷電粒子線加工装置。
【請求項１４】
請求項１１記載の荷電粒子線加工装置において、
ガス照射する空間を、ビーム通過穴を除き、閉空間とする荷電粒子線加工装置。
【請求項１５】
請求項１１記載の荷電粒子線加工装置において、
ガスを照射するノズルを有する荷電粒子線加工装置。
【請求項１６】
請求項１１記載の荷電粒子線加工装置において、
ビーム通過穴を有する構造物、又は、その周囲構造物の内部に、ガス通路が形成されている荷電粒子線加工装置。
【請求項１７】
請求項１１記載の荷電粒子線加工装置において、
ビーム通過穴を塞ぐ異物を検出するセンサーを有する荷電粒子線加工装置。
【請求項１８】
請求項１７記載の荷電粒子線加工装置において、
ビーム状態の異常検知し、ガスを照射した後、ビーム状態が改善されない場合に、アラーム表示する操作画面を有する荷電粒子線加工装置。
【請求項１９】
請求項１７記載の荷電粒子線加工装置において、
ビーム電流値の低下検知後、ガスを照射した後、ビーム電流値が増加しない場合に、アラーム表示する操作画面を有する荷電粒子線加工装置。
【請求項２０】
請求項１１記載の荷電粒子線加工装置において、
ガス照射手段から照射されるガスが不活性ガスである荷電粒子線加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１７０１１８（Ｐ２００９−１７０１１８Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３８０６（Ｐ２００８−３８０６）
【出願日】平成２０年１月１１日（２００８．１．１１）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１１日（２００８．１．１１）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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