荷電粒子線装置
【課題】本発明は、高電圧ケーブルが不要で耐振動性能でも有利な荷電粒子線装置を提供すること。
【解決手段】本発明は、荷電粒子ビームを発生する荷電粒子ビーム発生源と、荷電粒子ビームが照射される試料を載置する加工用の試料台と、荷電粒子ビーム発生源に加速電圧を印加する荷電粒子ビーム発生源用高電圧電源と、試料に照射する荷電粒子ビームの照射速度を減速する減速電圧を加工用の試料台に印加する減速手段とを備え、減速手段は、昇圧電源部と、低圧供給用外部電源部とを有し、昇圧電源部を加工用の試料台に設けたことを特徴とする。
【解決手段】本発明は、荷電粒子ビームを発生する荷電粒子ビーム発生源と、荷電粒子ビームが照射される試料を載置する加工用の試料台と、荷電粒子ビーム発生源に加速電圧を印加する荷電粒子ビーム発生源用高電圧電源と、試料に照射する荷電粒子ビームの照射速度を減速する減速電圧を加工用の試料台に印加する減速手段とを備え、減速手段は、昇圧電源部と、低圧供給用外部電源部とを有し、昇圧電源部を加工用の試料台に設けたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線を用いての試料を加工または観察する機能を有する荷電粒子線装置および試料を搭載する試料台に関する。
【背景技術】
【０００２】
荷電粒子線装置は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）、集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いて試料に加工を施したり、加工した加工面を観察したりする装置がある。ＳＥＭは、電子源より加速電圧Ｖ０（負電圧）にて放出される電子ビームを電磁あるいは静電レンズを用いて集束して試料表面を走査し、試料から発生する二次電子を検出してＳＥＭ像取得し、試料表面の構造を観察する装置である。
【０００３】
また、ＦＩＢ装置は、例えばガリウム（Ｇａ）イオン源より加速電圧Ｖ０（正電圧）にて放出されるイオンビームを集束して試料表面を走査して照射することで、イオンによるスパッタ現象にて試料を加工する装置である。ＦＩＢ装置は、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）や走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）用の薄膜試料を作成する用途などに用いられている。
【０００４】
ＦＩＢを用いる事によりデバイスの所望位置からの薄膜試料を短時間かつ確実に作る事ができる。このＦＩＢによるＴＥＭ試料作製方法に関しては、非特許文献１〔“Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ Ｓａｍｐｌｅ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｕｓｉｎｇ ａ Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ”（Ｊ． Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃ． ４３ ， ｐｐ．３２２−３２６ ， １９９４）〕に記載されている。また、ＦＩＢ装置は、特許文献１（特開平６−１６８６８８号公報）にも記載されている。
【０００５】
【非特許文献１】“Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ Ｓａｍｐｌｅ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｕｓｉｎｇ ａ Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ”（Ｊ． Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃ． ４３ ， ｐｐ．３２２−３２６ ， １９９４）
【特許文献１】特開平６−１６８６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＦＩＢ装置において、加速電圧を高くした方が加工速度を速く、かつビーム径を細くすることができる。しかし、加速電圧が高い方がＦＩＢによるイオン打ち込まれる部分の深さや横方向の広がりが大きくなり、それにより試料のＦＩＢ照射部付近に形成されるダメージ層の厚さが大きくなる。
【０００７】
図３（ａ）に試料のＦＩＢ照射部付近の概略を示すように、集束イオンビームによる加工を行うと、試料１８表面にはイオンが打ち込まれ、ダメージ層５１が形成される。このダメージ層５１の幅は、加速電圧Ｖ０が大きいほど大きくなり、例えば、シリコン基板上にＧａイオンビームを照射した場合、Ｖ０＝３０ｋＶの場合には加工側壁でのダメージ層の幅は約１５ｎｍとなる。
【０００８】
ダメージ層は、例えば、図３（ｂ）のように厚さ６０ｎｍの薄膜試料を作成し、図に示した方向から電子線を照射してＳＴＥＭ観察を行おうとする場合には薄膜試料の厚さの半分がダメージ層になり、試料内部の結晶構造などの観察に支障が出る。
【０００９】
また、加速電圧を低くするとダメージ層の厚さは小さくなるが、加速電圧を低くするとビームの集束性能が劣化し、ビームが絞れない、電流が小さく加工に時間がかかる、といった不具合が発生する。このため、試料に減速電圧Ｖｒを印加し、試料への照射エネルギー（Ｖ０−Ｖｒ）を下げることで対応することが考えられる。
【００１０】
試料に電圧を印加するという技術は、例えば、特許文献１に示すように、低い照射エネルギーで高いビーム集束性能を得るために種々の荷電粒子線装置で試みられている。
【００１１】
しかし、例えば数ｋＶの電圧を印加するためには、試料ステージの耐電圧の問題のほかに、大気側から試料室（真空内）に電圧を導入するための端子の耐圧や、電圧の電源部から端子までの線材の選定や耐圧といった問題があり、これらの問題をクリアするために耐電圧テストを繰り返し行う必要があった。更に印加する電圧が高くなればなるほど、耐電圧の問題から電圧導入端子が大きくなり、装置の小型化をはかる場合、端子の大きさが制限になったり、端子が大きくなることで、その部位からの振動も試料観察や加工する上で無視できない。また、一般的に高耐圧の絶縁被覆を施した太目の高電圧ケーブルは硬いため、耐振動性能を確保する観点からも不利であった。これらを考慮した結果、試料ステージは大型かつ高価なものとなっていた。
【００１２】
本発明は、上記問題に鑑み、高電圧ケーブルが不要で耐振動性能でも有利な荷電粒子線装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、荷電粒子ビームを発生する荷電粒子ビーム発生源と、荷電粒子ビームが照射される試料を載置する加工用の試料台と、荷電粒子ビーム発生源に加速電圧を印加する荷電粒子ビーム発生源用高電圧電源と、試料に照射する荷電粒子ビームの照射速度を減速する減速電圧を加工用の試料台に印加する減速手段とを備え、減速手段は、昇圧電源部と、低圧供給用外部電源部とを有し、昇圧電源部を加工用の試料台に設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、低圧供給用外部電源部より供給する低圧の試料台に設けた昇圧電源部で高圧の減速電圧を生成するので、高耐圧の絶縁被覆を施した太目の高電圧ケーブル太い高電圧ケーブルが不要で耐振動性能でも有利な荷電粒子線装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施の形態に係わる実施例について図面を用いて説明する。
【００１６】
図１に荷電粒子線装置に含まれるイオンビーム装置（ＦＩＢ装置）の概略構成図を示す。
【００１７】
荷電粒子ビーム発生源である液体金属イオン源１から引き出し電極２により引き出されたＧａイオンビームは、加速電圧Ｖｏで加速され、集束レンズ３、ビーム制限絞り４、偏向電極５、対物レンズ６などからなるイオン光学系で集束、偏向されて、試料１８上を走査する。
【００１８】
この時、ビームの照射により試料表面から発生した二次荷電粒子である二次信号は、二次信号検出器９によって検出され、アンプ１０により増幅され、偏向制御と同期させる事によりデータ処理部１１の画像表示装置１２上にＳＩＭ像として表示される。半導体ウェハ等の試料１８を上に装着した試料台２９は、移動ステージ２１の上に設置された載置基台２４に搭載される。
【００１９】
少なくともＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動可能な移動ステージ２１を移動させることにより試料１８上の任意の位置を観察・加工することができる。
【００２０】
加速電圧Ｖｏ、集束レンズ３、対物レンズ６を含む各レンズ、二次信号検出器９に印加する電圧、偏向電圧発生器の電圧、ビーム制限絞り４などの条件は、データ処理部１１に記憶される。そして、それぞれの条件に応じて、加速電圧Ｖｏを発生させる荷電粒子ビーム発生源用高電圧電源１３、引き出し電圧Ｖｅｘｔを発生させる引き出し電圧用高電圧電源１４、集束レンズ３に印加する集束レンズ用高電圧電源１５、対物レンズ６に印加する対物レンズ用高電圧電源１７、二次信号検出器９に印加する二次信号検出器用高電圧電源１９等を制御する制御部１０で、加工領域の設定、加工・観察に用いる一連のビーム条件が自動で設定される。
【００２１】
移動ステージ２１、載置基台２４、試料台２９、試料１８等は試料室２０に内置される。液体金属イオン源１、集束レンズ３、ビーム制限絞り４、偏向電極５、対物レンズ６などからなるイオン光学系は、鏡筒部６０に内置される。鏡筒部６０、試料室２０の内部は真空に保たれる。鏡筒部６０、試料室２０は、連通しているので同じ真空度になっている。
【００２２】
試料台２９には、減速手段の昇圧電源部７が設置される。昇圧電源部７は昇圧回路を有する。低圧供給用外部電源部８は、試料室２０の外に備えられる。減速手段は、昇圧電源部７、低圧供給用外部電源部８を有する。
【００２３】
供給用外部電源部８は低圧供給回路を有する。昇圧電源部７には、低圧供給用外部電源部８より直流の低圧供給電力が供給される。この低圧の電圧Ｖｒｅｆによって制御される昇圧電源部７は、高い直流の電圧を発生する。
【００２４】
電圧ＶｒｅｆはＤＣ２４ＶまたはＤＣ２４Ｖ以下である。供給される低い電圧Ｖｒｅｆの電力は、昇圧電源部７により、１０ＫＶから３０ＫＶ程度の直流高電圧に昇圧される。
【００２５】
電圧Ｖｒｅｆには、ＤＣ１２、ＤＣ５Ｖ等が選択して使用することにより、昇圧する電圧が制御される。
【００２６】
図２に試料台２９の詳細図を示す。
【００２７】
イオンビームの照射により加工が施される試料１８を載せる加工用の試料台２９は、試料搭載部３４、昇圧電源部用載置部３３、試料台底板部３１、試料搭載部側絶縁部材３５、昇圧電源部側絶縁部材３６、昇圧電源部７、ＧＮＤ電位取得用接触子３８、Ｖｒｅｆ電圧接続線４１、減速電圧Ｖｒ接続線４２、ＧＮＤ電位接続線４３を有する。
【００２８】
Ｖｒｅｆ電圧接続線４１、ＧＮＤ電位接続線４３は、昇圧電源部７の昇圧回路の入力側になる。減速電圧Ｖｒ接続線４２は昇圧回路の出力側になる。入力側がＤＣ２４Ｖの低圧、出力側が１０ＫＶから３０ＫＶの直流高圧になっている。
【００２９】
試料台底板部３１と昇圧電源部用載置部３３の間に介在する昇圧電源部側絶縁部材３６により、試料台底板部３１と昇圧電源部用載置部３３は電気的な絶縁により分離される。
【００３０】
また、試料搭載部３４と昇圧電源部用載置部３３の間に介在する試料搭載部側絶縁部材３５により試料搭載部３４と昇圧電源部用載置部３３は絶縁により分離される。このため、昇圧電源部用載置部３３は、試料搭載部３４と試料台底板部３１の双方に対して絶縁される。
【００３１】
試料台底板部３１、昇圧電源部用載置部３３、試料台底板部３１は、導電性を有する金属性の材料で形成される。ＧＮＤ電位接続線４３は、昇圧電源部用載置部３３に接続され、ＧＮＤ電位取得用接触子３８が昇圧電源部用載置部３３に接触するので、昇圧電源部７のＧＮＤ側はアースされる。Ｖｒｅｆ電圧接続線４１は、試料台底板部３１に接続される。つまり、昇圧回路の入力側は、プラス側の一端であるＶｒｅｆ電圧接続線４１が試料台底板部３１に接続され、マイナス側の他端であるＧＮＤ電位接続線４３が昇圧電源部用載置部３３に接続される。
【００３２】
また、昇圧回路の出力側は、プラス側の一端である減速電圧Ｖｒ接続線４２が試料搭載部３４に接続され、マイナス側の他端であるＧＮＤ側は昇圧電源部７の外枠に接続され、外枠を介して昇圧電源部用載置部３３に接続される。
【００３３】
図５に示すように、試料台２９の試料台底板部３１が載る載置基台２４は、ステージ用絶縁材２５を介して移動ステージ２１の上に取り付けられる。この載置基台２４は、導電性を有する金属性の材料で形成される。載置基台２４には、クランプ５０が設けられ、このクランプ５０も導電性を有する金属性の材料で形成される。
【００３４】
クランプ５０は、載置基台２４に取り外し自在に載置される試料台２９を保持する。試料台２９の試料台底板部３１は、両側に係合部５１を有する。この係合部５１にクランプ５０を掛けて、試料台２９を載置基台２４に確実に保持するのである。
【００３５】
クランプ５０は、導電性を有する金属性の材料で形成されているので、このクランプ５０を介して載置基台２４と試料台底板部３１は、電気的に接続される。
【００３６】
低圧供給線２３は、試料室２０に配線される。低圧供給線２３の一端は、載置基台２４に接続され、他端は試料室２０を貫通して試料室２０の外側に設けた接続端子２２に接続される。接続端子２２には、試料室２０の外側に備えた低圧供給用外部電源部８の低圧供給回路の一端が別の低圧供給線を介して接続される。低圧供給回路の他端は、アースに接続される。
【００３７】
このため、低圧供給用外部電源部８の低圧供給回路は、低圧供給線２３、クランプ５０、試料台底板部３１、Ｖｒｅｆ電圧接続線４１等を介して昇圧電源部７の昇圧回路の入力側に接続される。これにより、ＤＣ２４Ｖの低圧電力が低圧供給用外部電源部８から昇圧電源部７に供給される。
【００３８】
低圧供給線２３、試料室２０の外側に配線される低圧供給線等は、低圧供給回路の他端がアース接続になっているので、一本で低圧電力の供給が行える。アース接続によらない配線をするときには、二本の低圧供給線を用いる。
【００３９】
この低圧供給線２３は２４Ｖ以下の低圧であるので、３０ＫＶの高圧に比べて絶縁被覆が薄く、線の太さは３０ＫＶのものより格段に細くなる。このため、低圧供給線２３は、高耐圧の絶縁被覆を施した太目の硬い高電圧ケーブルとは違って可撓性に富み、移動ステージ２１の移動動作に際して振動が生じたり、移動動作の障害になったりする支障がない。また、細い低圧供給線は、高耐圧の絶縁被覆を施した太目の硬い高電圧ケーブルと比べ安価である。さらに、接続部分の端子類も高圧用に比べ、小型化でき、安価になる。また、低圧供給線を引き出す試料室２０の貫通穴については、真空に対するシール構造を施すだけですむ。高耐圧の絶縁を施す必要がないので安価になる。
【００４０】
昇圧電源部７は、低圧供給線２３、クランプ５０、試料台底板部３１、Ｖｒｅｆ電圧接続線４１等を介して供給される低圧電力を元にして減速電圧Ｖｒを生成し、Ｖｒ接続線４２を介して試料搭載部３４に印加する。
【００４１】
試料１８は試料搭載部３４に電気的に接続された状態で搭載されるため、試料１８には減速電圧Ｖｒが印加される。この減速電圧Ｖｒの印加により、加速電圧Ｖｏが下げられるので、試料１８に照射するビームの照射速度が減速し、試料１８に生じるダメージは緩和される。
【００４２】
図６は、各部位の電位をわかり易く示した図である。
【００４３】
試料搭載部３４およびＶｒｅｆ電圧接続線４１はＶｒｅｆ電位となり、ＧＮＤ電位取得用接触子３８、試料搭載部３４およびＧＮＤ電位接続線４３はＧＮＤ電位となる。Ｖｒ接続線４２、試料搭載部３４および試料１８は昇圧電源部７にて形成された減速電圧Ｖｒ電位となる。
【００４４】
図４に、イオンビーム電流測定の概略図を示す。
【００４５】
加工用の試料台２９（図５に示す）を載置基台２４から外し、代わりに予備室２６から測定用の試料台７０を出して載置基台２４に付け替える。外した試料台２９は、図５に示すように予備室２６に置かれる。
【００４６】
測定用の試料台７０は、試料１８を搭載する試料搭載部７１、載置基台２４に載る試料台底板部７２を有する。試料台底板部７２は、クランプ５０が掛けられる係合部を有する。
【００４７】
接続端子２２には、低圧供給用外部電源部８に代えてイオンビーム電流測定機（図示せず）が接続される。低圧供給線２３は、測定信号の取り出し線になる。
【００４８】
このように、このイオンビーム装置は、加工用の試料台と測定用の試料台を付け替え、低圧供給用外部電源部とイオンビーム電流測定機の接続替えをすることにより、簡単に交換が行われる。
【００４９】
なお、この実施例では、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸が搭載されているが、試料の回転（Ｒ）軸や傾斜（Ｔ）軸が搭載されている構成にすることも可能である。
【００５０】
移動ステージ２１はベース部分３０を介して試料室（ＧＮＤ電位）に接触しており、電位はＧＮＤ電位である。移動ステージ２１の上に載置基台２４が設置されるが、移動ステージ２１と載置基台２４とはステージ用絶縁材２５を用いて電気的に絶縁されている。
【００５１】
ここでは、試料上に照射されるイオンビーム電流を測定することを目的としており、低圧供給線２３（信号線）を介して接続端子２２に接続されている。これは、試料１８に電位を印加することを目的としていないため、接続端子２２、低圧供給線２３、およびステージ用絶縁材２５の絶縁耐圧は数１００Ｖ程度であればよく、安価な市販の端子や信号線を用いることができる。
【００５２】
接続端子２２からの出力は試料室２０（ＧＮＤ電位）に接続されており、イオンビーム照射による試料１８のチャージアップを防止している。
【００５３】
測定用の試料台７０は、試料１８を搭載する試料搭載部７１、載置基台２４に載る試料台底板部７２を有する。
【００５４】
通常使用する試料台７０は、試料搭載部７１、試料台底板部７２で構成される。試料台底板部７２の底面から試料１８の表面までの高さを調整するために、試料搭載部７１は上下に高さ調整できるようになっている。試料台底板部７２から試料１８までは電気的に接続されたら状態になっている。試料台７０は予備排気室２６から試料室２０内に移される。試料台７０を移す時以外は試料室２０と予備排気室２６はゲートバルブ２７にて真空的に遮断されている。
【００５５】
たとえば、ここで述べた載置基台２４のところに数ｋＶのオーダのＶｒを印加できるようにするには接続端子２２を高電圧印加できるコネクタに替え、低圧供給線２３も数ｋＶオーダーの高電圧に対応したケーブルに替え、ステージ用絶縁材２５なども高電圧印加に対応できるように改造する必要がある。また、高圧印加用のケーブルは一般的に固く重いため、ケーブルの張力や自重などで移動ステージの動きに影響が出たり、外部の振動が移動ステージ上の試料に伝わってしまう可能性がある等の問題が生じる。
【００５６】
しかし、上述したように本発明の実施例では、試料台２９の昇圧電源部用載置部３３に昇圧電源部７を設け、低圧の電力を供給して昇圧電源部７で試料搭載部３４に印加する高電圧の減速電圧Ｖｒを生成するようにしたので、上記の問題が一掃される。
【００５７】
すなわち、試料室２０に備えた低圧供給用外部電源部８の電圧Ｖｒｅｆ（ＤＣ２４Ｖ以下）により制御する方法を取るため、測定信号を通電する信号用の低圧供給線２３を使用できるので安価である。
【００５８】
接続端子２２に電圧Ｖｒｅｆを印加すると、低圧供給線２３を介して載置基台２４もＶｒｅｆ電位になり、それに接触している試料台底板部３１もＶｒｅｆ電位となる。つまり、接続端子２２から試料台底板部３１に跨る範囲は、Ｖｒｅｆ電位（ＤＣ２４Ｖ以下）であるので、感電などの事故防止になる。
【００５９】
同時にアース電位を得るためにＧＮＤ電位取得用接触子３８を移動ステージ２１に接触させる。試料１８には、Ｖｒｅｆを元に昇圧電源部７にて昇圧された減速電圧Ｖｒを、減速電圧Ｖｒ接続線４２および試料搭載部３４を介して印加する。試料搭載部３４は試料搭載部側絶縁部材３５により昇圧電源部用載置部３３とは絶縁される。試料搭載部側絶縁部材３５は試料搭載部３４にＶｒを印加しても放電や絶縁破壊を起こさないような耐電圧性能を有している。
【００６０】
試料台２９の試料台底板部３１が載置基台２４に装着された状態でなければ、昇圧電源部７に電圧Ｖｒｅｆが印加されるため、試料台２９の未装着状態では高圧の減速電圧Ｖｒは発生しない。このため、試料台の取り付けが済むまでは放電などのトラブルは起こりえず、安全性も向上する。
【００６１】
二次信号検出器９には１０ｋＶの電圧を印加して二次電子を捕集する。本実施例ではＶ０＝１５ｋＶ、Ｖｒ＝８ｋＶを印加した。Ｖｒ＝８ｋＶの電圧が印加された試料から発生する二次電子は約８ｋｅＶのエネルギーであるので、二次信号検出器９に印加した１０ｋＶの電圧により形成される電界に引かれて検出器９に取り込まれる。本実施例の場合、照射エネルギー（Ｖ０−Ｖｒ）＝８ｋＶとなり、このビームを用いたときのダメージ層の厚さは約３ｎｍに低減できた。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施例に係わるもので、イオンビーム装置（ＦＩＢ装置）の概略を示す概略図。
【図２】本発明の実施例に係わるもので、試料台の概略を示す概略図。
【図３】ＦＩＢ照射による試料へのダメージを示した図。
【図４】本発明の実施例に係わるもので、移動ステージの載置基台にイオンビーム電流を測定する測定用の試料台を載せた状態を示す概略図。
【図５】本発明の実施例に係わるもので、移動ステージの載置基台にイオンビーム加工用の試料台を載せた状態を示す概略図。
【図６】本発明の実施例に係わるもので、試料台の電位分布の概略図。
【符号の説明】
【００６３】
１…荷電粒子ビーム発生源、２９…加工用の試料台、１３…荷電粒子ビーム発生源用高電圧電源、７…昇圧電源部、８…低圧供給用外部電源部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線を用いての試料を加工または観察する機能を有する荷電粒子線装置および試料を搭載する試料台に関する。
【背景技術】
【０００２】
荷電粒子線装置は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）、集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いて試料に加工を施したり、加工した加工面を観察したりする装置がある。ＳＥＭは、電子源より加速電圧Ｖ０（負電圧）にて放出される電子ビームを電磁あるいは静電レンズを用いて集束して試料表面を走査し、試料から発生する二次電子を検出してＳＥＭ像取得し、試料表面の構造を観察する装置である。
【０００３】
また、ＦＩＢ装置は、例えばガリウム（Ｇａ）イオン源より加速電圧Ｖ０（正電圧）にて放出されるイオンビームを集束して試料表面を走査して照射することで、イオンによるスパッタ現象にて試料を加工する装置である。ＦＩＢ装置は、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）や走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）用の薄膜試料を作成する用途などに用いられている。
【０００４】
ＦＩＢを用いる事によりデバイスの所望位置からの薄膜試料を短時間かつ確実に作る事ができる。このＦＩＢによるＴＥＭ試料作製方法に関しては、非特許文献１〔“Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ Ｓａｍｐｌｅ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｕｓｉｎｇ ａ Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ”（Ｊ． Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃ． ４３ ， ｐｐ．３２２−３２６ ， １９９４）〕に記載されている。また、ＦＩＢ装置は、特許文献１（特開平６−１６８６８８号公報）にも記載されている。
【０００５】
【非特許文献１】“Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ Ｓａｍｐｌｅ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｕｓｉｎｇ ａ Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ”（Ｊ． Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃ． ４３ ， ｐｐ．３２２−３２６ ， １９９４）
【特許文献１】特開平６−１６８６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＦＩＢ装置において、加速電圧を高くした方が加工速度を速く、かつビーム径を細くすることができる。しかし、加速電圧が高い方がＦＩＢによるイオン打ち込まれる部分の深さや横方向の広がりが大きくなり、それにより試料のＦＩＢ照射部付近に形成されるダメージ層の厚さが大きくなる。
【０００７】
図３（ａ）に試料のＦＩＢ照射部付近の概略を示すように、集束イオンビームによる加工を行うと、試料１８表面にはイオンが打ち込まれ、ダメージ層５１が形成される。このダメージ層５１の幅は、加速電圧Ｖ０が大きいほど大きくなり、例えば、シリコン基板上にＧａイオンビームを照射した場合、Ｖ０＝３０ｋＶの場合には加工側壁でのダメージ層の幅は約１５ｎｍとなる。
【０００８】
ダメージ層は、例えば、図３（ｂ）のように厚さ６０ｎｍの薄膜試料を作成し、図に示した方向から電子線を照射してＳＴＥＭ観察を行おうとする場合には薄膜試料の厚さの半分がダメージ層になり、試料内部の結晶構造などの観察に支障が出る。
【０００９】
また、加速電圧を低くするとダメージ層の厚さは小さくなるが、加速電圧を低くするとビームの集束性能が劣化し、ビームが絞れない、電流が小さく加工に時間がかかる、といった不具合が発生する。このため、試料に減速電圧Ｖｒを印加し、試料への照射エネルギー（Ｖ０−Ｖｒ）を下げることで対応することが考えられる。
【００１０】
試料に電圧を印加するという技術は、例えば、特許文献１に示すように、低い照射エネルギーで高いビーム集束性能を得るために種々の荷電粒子線装置で試みられている。
【００１１】
しかし、例えば数ｋＶの電圧を印加するためには、試料ステージの耐電圧の問題のほかに、大気側から試料室（真空内）に電圧を導入するための端子の耐圧や、電圧の電源部から端子までの線材の選定や耐圧といった問題があり、これらの問題をクリアするために耐電圧テストを繰り返し行う必要があった。更に印加する電圧が高くなればなるほど、耐電圧の問題から電圧導入端子が大きくなり、装置の小型化をはかる場合、端子の大きさが制限になったり、端子が大きくなることで、その部位からの振動も試料観察や加工する上で無視できない。また、一般的に高耐圧の絶縁被覆を施した太目の高電圧ケーブルは硬いため、耐振動性能を確保する観点からも不利であった。これらを考慮した結果、試料ステージは大型かつ高価なものとなっていた。
【００１２】
本発明は、上記問題に鑑み、高電圧ケーブルが不要で耐振動性能でも有利な荷電粒子線装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、荷電粒子ビームを発生する荷電粒子ビーム発生源と、荷電粒子ビームが照射される試料を載置する加工用の試料台と、荷電粒子ビーム発生源に加速電圧を印加する荷電粒子ビーム発生源用高電圧電源と、試料に照射する荷電粒子ビームの照射速度を減速する減速電圧を加工用の試料台に印加する減速手段とを備え、減速手段は、昇圧電源部と、低圧供給用外部電源部とを有し、昇圧電源部を加工用の試料台に設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、低圧供給用外部電源部より供給する低圧の試料台に設けた昇圧電源部で高圧の減速電圧を生成するので、高耐圧の絶縁被覆を施した太目の高電圧ケーブル太い高電圧ケーブルが不要で耐振動性能でも有利な荷電粒子線装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施の形態に係わる実施例について図面を用いて説明する。
【００１６】
図１に荷電粒子線装置に含まれるイオンビーム装置（ＦＩＢ装置）の概略構成図を示す。
【００１７】
荷電粒子ビーム発生源である液体金属イオン源１から引き出し電極２により引き出されたＧａイオンビームは、加速電圧Ｖｏで加速され、集束レンズ３、ビーム制限絞り４、偏向電極５、対物レンズ６などからなるイオン光学系で集束、偏向されて、試料１８上を走査する。
【００１８】
この時、ビームの照射により試料表面から発生した二次荷電粒子である二次信号は、二次信号検出器９によって検出され、アンプ１０により増幅され、偏向制御と同期させる事によりデータ処理部１１の画像表示装置１２上にＳＩＭ像として表示される。半導体ウェハ等の試料１８を上に装着した試料台２９は、移動ステージ２１の上に設置された載置基台２４に搭載される。
【００１９】
少なくともＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動可能な移動ステージ２１を移動させることにより試料１８上の任意の位置を観察・加工することができる。
【００２０】
加速電圧Ｖｏ、集束レンズ３、対物レンズ６を含む各レンズ、二次信号検出器９に印加する電圧、偏向電圧発生器の電圧、ビーム制限絞り４などの条件は、データ処理部１１に記憶される。そして、それぞれの条件に応じて、加速電圧Ｖｏを発生させる荷電粒子ビーム発生源用高電圧電源１３、引き出し電圧Ｖｅｘｔを発生させる引き出し電圧用高電圧電源１４、集束レンズ３に印加する集束レンズ用高電圧電源１５、対物レンズ６に印加する対物レンズ用高電圧電源１７、二次信号検出器９に印加する二次信号検出器用高電圧電源１９等を制御する制御部１０で、加工領域の設定、加工・観察に用いる一連のビーム条件が自動で設定される。
【００２１】
移動ステージ２１、載置基台２４、試料台２９、試料１８等は試料室２０に内置される。液体金属イオン源１、集束レンズ３、ビーム制限絞り４、偏向電極５、対物レンズ６などからなるイオン光学系は、鏡筒部６０に内置される。鏡筒部６０、試料室２０の内部は真空に保たれる。鏡筒部６０、試料室２０は、連通しているので同じ真空度になっている。
【００２２】
試料台２９には、減速手段の昇圧電源部７が設置される。昇圧電源部７は昇圧回路を有する。低圧供給用外部電源部８は、試料室２０の外に備えられる。減速手段は、昇圧電源部７、低圧供給用外部電源部８を有する。
【００２３】
供給用外部電源部８は低圧供給回路を有する。昇圧電源部７には、低圧供給用外部電源部８より直流の低圧供給電力が供給される。この低圧の電圧Ｖｒｅｆによって制御される昇圧電源部７は、高い直流の電圧を発生する。
【００２４】
電圧ＶｒｅｆはＤＣ２４ＶまたはＤＣ２４Ｖ以下である。供給される低い電圧Ｖｒｅｆの電力は、昇圧電源部７により、１０ＫＶから３０ＫＶ程度の直流高電圧に昇圧される。
【００２５】
電圧Ｖｒｅｆには、ＤＣ１２、ＤＣ５Ｖ等が選択して使用することにより、昇圧する電圧が制御される。
【００２６】
図２に試料台２９の詳細図を示す。
【００２７】
イオンビームの照射により加工が施される試料１８を載せる加工用の試料台２９は、試料搭載部３４、昇圧電源部用載置部３３、試料台底板部３１、試料搭載部側絶縁部材３５、昇圧電源部側絶縁部材３６、昇圧電源部７、ＧＮＤ電位取得用接触子３８、Ｖｒｅｆ電圧接続線４１、減速電圧Ｖｒ接続線４２、ＧＮＤ電位接続線４３を有する。
【００２８】
Ｖｒｅｆ電圧接続線４１、ＧＮＤ電位接続線４３は、昇圧電源部７の昇圧回路の入力側になる。減速電圧Ｖｒ接続線４２は昇圧回路の出力側になる。入力側がＤＣ２４Ｖの低圧、出力側が１０ＫＶから３０ＫＶの直流高圧になっている。
【００２９】
試料台底板部３１と昇圧電源部用載置部３３の間に介在する昇圧電源部側絶縁部材３６により、試料台底板部３１と昇圧電源部用載置部３３は電気的な絶縁により分離される。
【００３０】
また、試料搭載部３４と昇圧電源部用載置部３３の間に介在する試料搭載部側絶縁部材３５により試料搭載部３４と昇圧電源部用載置部３３は絶縁により分離される。このため、昇圧電源部用載置部３３は、試料搭載部３４と試料台底板部３１の双方に対して絶縁される。
【００３１】
試料台底板部３１、昇圧電源部用載置部３３、試料台底板部３１は、導電性を有する金属性の材料で形成される。ＧＮＤ電位接続線４３は、昇圧電源部用載置部３３に接続され、ＧＮＤ電位取得用接触子３８が昇圧電源部用載置部３３に接触するので、昇圧電源部７のＧＮＤ側はアースされる。Ｖｒｅｆ電圧接続線４１は、試料台底板部３１に接続される。つまり、昇圧回路の入力側は、プラス側の一端であるＶｒｅｆ電圧接続線４１が試料台底板部３１に接続され、マイナス側の他端であるＧＮＤ電位接続線４３が昇圧電源部用載置部３３に接続される。
【００３２】
また、昇圧回路の出力側は、プラス側の一端である減速電圧Ｖｒ接続線４２が試料搭載部３４に接続され、マイナス側の他端であるＧＮＤ側は昇圧電源部７の外枠に接続され、外枠を介して昇圧電源部用載置部３３に接続される。
【００３３】
図５に示すように、試料台２９の試料台底板部３１が載る載置基台２４は、ステージ用絶縁材２５を介して移動ステージ２１の上に取り付けられる。この載置基台２４は、導電性を有する金属性の材料で形成される。載置基台２４には、クランプ５０が設けられ、このクランプ５０も導電性を有する金属性の材料で形成される。
【００３４】
クランプ５０は、載置基台２４に取り外し自在に載置される試料台２９を保持する。試料台２９の試料台底板部３１は、両側に係合部５１を有する。この係合部５１にクランプ５０を掛けて、試料台２９を載置基台２４に確実に保持するのである。
【００３５】
クランプ５０は、導電性を有する金属性の材料で形成されているので、このクランプ５０を介して載置基台２４と試料台底板部３１は、電気的に接続される。
【００３６】
低圧供給線２３は、試料室２０に配線される。低圧供給線２３の一端は、載置基台２４に接続され、他端は試料室２０を貫通して試料室２０の外側に設けた接続端子２２に接続される。接続端子２２には、試料室２０の外側に備えた低圧供給用外部電源部８の低圧供給回路の一端が別の低圧供給線を介して接続される。低圧供給回路の他端は、アースに接続される。
【００３７】
このため、低圧供給用外部電源部８の低圧供給回路は、低圧供給線２３、クランプ５０、試料台底板部３１、Ｖｒｅｆ電圧接続線４１等を介して昇圧電源部７の昇圧回路の入力側に接続される。これにより、ＤＣ２４Ｖの低圧電力が低圧供給用外部電源部８から昇圧電源部７に供給される。
【００３８】
低圧供給線２３、試料室２０の外側に配線される低圧供給線等は、低圧供給回路の他端がアース接続になっているので、一本で低圧電力の供給が行える。アース接続によらない配線をするときには、二本の低圧供給線を用いる。
【００３９】
この低圧供給線２３は２４Ｖ以下の低圧であるので、３０ＫＶの高圧に比べて絶縁被覆が薄く、線の太さは３０ＫＶのものより格段に細くなる。このため、低圧供給線２３は、高耐圧の絶縁被覆を施した太目の硬い高電圧ケーブルとは違って可撓性に富み、移動ステージ２１の移動動作に際して振動が生じたり、移動動作の障害になったりする支障がない。また、細い低圧供給線は、高耐圧の絶縁被覆を施した太目の硬い高電圧ケーブルと比べ安価である。さらに、接続部分の端子類も高圧用に比べ、小型化でき、安価になる。また、低圧供給線を引き出す試料室２０の貫通穴については、真空に対するシール構造を施すだけですむ。高耐圧の絶縁を施す必要がないので安価になる。
【００４０】
昇圧電源部７は、低圧供給線２３、クランプ５０、試料台底板部３１、Ｖｒｅｆ電圧接続線４１等を介して供給される低圧電力を元にして減速電圧Ｖｒを生成し、Ｖｒ接続線４２を介して試料搭載部３４に印加する。
【００４１】
試料１８は試料搭載部３４に電気的に接続された状態で搭載されるため、試料１８には減速電圧Ｖｒが印加される。この減速電圧Ｖｒの印加により、加速電圧Ｖｏが下げられるので、試料１８に照射するビームの照射速度が減速し、試料１８に生じるダメージは緩和される。
【００４２】
図６は、各部位の電位をわかり易く示した図である。
【００４３】
試料搭載部３４およびＶｒｅｆ電圧接続線４１はＶｒｅｆ電位となり、ＧＮＤ電位取得用接触子３８、試料搭載部３４およびＧＮＤ電位接続線４３はＧＮＤ電位となる。Ｖｒ接続線４２、試料搭載部３４および試料１８は昇圧電源部７にて形成された減速電圧Ｖｒ電位となる。
【００４４】
図４に、イオンビーム電流測定の概略図を示す。
【００４５】
加工用の試料台２９（図５に示す）を載置基台２４から外し、代わりに予備室２６から測定用の試料台７０を出して載置基台２４に付け替える。外した試料台２９は、図５に示すように予備室２６に置かれる。
【００４６】
測定用の試料台７０は、試料１８を搭載する試料搭載部７１、載置基台２４に載る試料台底板部７２を有する。試料台底板部７２は、クランプ５０が掛けられる係合部を有する。
【００４７】
接続端子２２には、低圧供給用外部電源部８に代えてイオンビーム電流測定機（図示せず）が接続される。低圧供給線２３は、測定信号の取り出し線になる。
【００４８】
このように、このイオンビーム装置は、加工用の試料台と測定用の試料台を付け替え、低圧供給用外部電源部とイオンビーム電流測定機の接続替えをすることにより、簡単に交換が行われる。
【００４９】
なお、この実施例では、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸が搭載されているが、試料の回転（Ｒ）軸や傾斜（Ｔ）軸が搭載されている構成にすることも可能である。
【００５０】
移動ステージ２１はベース部分３０を介して試料室（ＧＮＤ電位）に接触しており、電位はＧＮＤ電位である。移動ステージ２１の上に載置基台２４が設置されるが、移動ステージ２１と載置基台２４とはステージ用絶縁材２５を用いて電気的に絶縁されている。
【００５１】
ここでは、試料上に照射されるイオンビーム電流を測定することを目的としており、低圧供給線２３（信号線）を介して接続端子２２に接続されている。これは、試料１８に電位を印加することを目的としていないため、接続端子２２、低圧供給線２３、およびステージ用絶縁材２５の絶縁耐圧は数１００Ｖ程度であればよく、安価な市販の端子や信号線を用いることができる。
【００５２】
接続端子２２からの出力は試料室２０（ＧＮＤ電位）に接続されており、イオンビーム照射による試料１８のチャージアップを防止している。
【００５３】
測定用の試料台７０は、試料１８を搭載する試料搭載部７１、載置基台２４に載る試料台底板部７２を有する。
【００５４】
通常使用する試料台７０は、試料搭載部７１、試料台底板部７２で構成される。試料台底板部７２の底面から試料１８の表面までの高さを調整するために、試料搭載部７１は上下に高さ調整できるようになっている。試料台底板部７２から試料１８までは電気的に接続されたら状態になっている。試料台７０は予備排気室２６から試料室２０内に移される。試料台７０を移す時以外は試料室２０と予備排気室２６はゲートバルブ２７にて真空的に遮断されている。
【００５５】
たとえば、ここで述べた載置基台２４のところに数ｋＶのオーダのＶｒを印加できるようにするには接続端子２２を高電圧印加できるコネクタに替え、低圧供給線２３も数ｋＶオーダーの高電圧に対応したケーブルに替え、ステージ用絶縁材２５なども高電圧印加に対応できるように改造する必要がある。また、高圧印加用のケーブルは一般的に固く重いため、ケーブルの張力や自重などで移動ステージの動きに影響が出たり、外部の振動が移動ステージ上の試料に伝わってしまう可能性がある等の問題が生じる。
【００５６】
しかし、上述したように本発明の実施例では、試料台２９の昇圧電源部用載置部３３に昇圧電源部７を設け、低圧の電力を供給して昇圧電源部７で試料搭載部３４に印加する高電圧の減速電圧Ｖｒを生成するようにしたので、上記の問題が一掃される。
【００５７】
すなわち、試料室２０に備えた低圧供給用外部電源部８の電圧Ｖｒｅｆ（ＤＣ２４Ｖ以下）により制御する方法を取るため、測定信号を通電する信号用の低圧供給線２３を使用できるので安価である。
【００５８】
接続端子２２に電圧Ｖｒｅｆを印加すると、低圧供給線２３を介して載置基台２４もＶｒｅｆ電位になり、それに接触している試料台底板部３１もＶｒｅｆ電位となる。つまり、接続端子２２から試料台底板部３１に跨る範囲は、Ｖｒｅｆ電位（ＤＣ２４Ｖ以下）であるので、感電などの事故防止になる。
【００５９】
同時にアース電位を得るためにＧＮＤ電位取得用接触子３８を移動ステージ２１に接触させる。試料１８には、Ｖｒｅｆを元に昇圧電源部７にて昇圧された減速電圧Ｖｒを、減速電圧Ｖｒ接続線４２および試料搭載部３４を介して印加する。試料搭載部３４は試料搭載部側絶縁部材３５により昇圧電源部用載置部３３とは絶縁される。試料搭載部側絶縁部材３５は試料搭載部３４にＶｒを印加しても放電や絶縁破壊を起こさないような耐電圧性能を有している。
【００６０】
試料台２９の試料台底板部３１が載置基台２４に装着された状態でなければ、昇圧電源部７に電圧Ｖｒｅｆが印加されるため、試料台２９の未装着状態では高圧の減速電圧Ｖｒは発生しない。このため、試料台の取り付けが済むまでは放電などのトラブルは起こりえず、安全性も向上する。
【００６１】
二次信号検出器９には１０ｋＶの電圧を印加して二次電子を捕集する。本実施例ではＶ０＝１５ｋＶ、Ｖｒ＝８ｋＶを印加した。Ｖｒ＝８ｋＶの電圧が印加された試料から発生する二次電子は約８ｋｅＶのエネルギーであるので、二次信号検出器９に印加した１０ｋＶの電圧により形成される電界に引かれて検出器９に取り込まれる。本実施例の場合、照射エネルギー（Ｖ０−Ｖｒ）＝８ｋＶとなり、このビームを用いたときのダメージ層の厚さは約３ｎｍに低減できた。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施例に係わるもので、イオンビーム装置（ＦＩＢ装置）の概略を示す概略図。
【図２】本発明の実施例に係わるもので、試料台の概略を示す概略図。
【図３】ＦＩＢ照射による試料へのダメージを示した図。
【図４】本発明の実施例に係わるもので、移動ステージの載置基台にイオンビーム電流を測定する測定用の試料台を載せた状態を示す概略図。
【図５】本発明の実施例に係わるもので、移動ステージの載置基台にイオンビーム加工用の試料台を載せた状態を示す概略図。
【図６】本発明の実施例に係わるもので、試料台の電位分布の概略図。
【符号の説明】
【００６３】
１…荷電粒子ビーム発生源、２９…加工用の試料台、１３…荷電粒子ビーム発生源用高電圧電源、７…昇圧電源部、８…低圧供給用外部電源部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビームを発生する荷電粒子ビーム発生源と、前記荷電粒子ビームが照射される試料を載置する試料台と、前記荷電粒子ビーム発生源に加速電圧を印加する荷電粒子ビーム発生源用高電圧電源と、前記試料に照射する前記荷電粒子ビームの照射速度を減速する減速電圧を前記試料台に印加する減速手段とを備え、
前記減速手段は、昇圧電源部と、低圧供給用外部電源部とを有し、
前記昇圧電源部を前記試料台に設けたことを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項２】
荷電粒子ビームを発生する荷電粒子ビーム発生源と、前記荷電粒子ビーム発生源を内置し、かつ内部が真空に保たれる鏡筒部と、前記荷電粒子ビームが照射される試料を載置する試料台と、前記試料台を内置し、かつ内部が真空に保たれる試料室と、前記荷電粒子ビーム発生源に加速電圧を印加する荷電粒子ビーム発生源用高電圧電源と、前記試料に照射する前記荷電粒子ビームの照射速度を減速する減速電圧を前記試料台に印加する減速手段とを備え、
前記減速手段は、昇圧電源部と、低圧供給用外部電源部とを有し、
前記昇圧電源部を前記試料台に設け、
前記低圧供給用外部電源部を前記試料室の外に備え、
前記昇圧電源部と低圧供給用外部電源部とを低圧供給線を介して接続したことを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載された荷電粒子線装置において、
前記荷電粒子ビームの照射により前記試料から発生する二次荷電粒子を検出する二次荷電粒子検出手段を設け、
前記二次荷電粒子検出手段に印加する検出印加電圧が前記減速電圧よりも高いことを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項４】
請求項２に記載された荷電粒子線装置において、
前記低圧供給用外部電源部より前記昇圧電源部に供給する供給電圧は、ＤＣ２４Ｖ以下であることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項５】
荷電粒子ビームを発生する荷電粒子ビーム発生源と、前記荷電粒子ビーム発生源に加速電圧を印加する荷電粒子ビーム発生源用高電圧電源と、前後左右および上下方向に移動自在なる移動ステージと、前記移動ステージにステージ用絶縁材を介して置かれる載置基台と、前記載置基台に載せ替えされる加工用の試料台および測定用の試料台と、前記移動ステージ、前記加工用の試料台および前記測定用の試料台を内置し、かつ内部が真空に保たれる試料室と、前記載置基台に設けられ、かつ載せ替えされる加工用の試料台および測定用の試料台を取り外し自在に保持するクランプとを備え、
前記加工用の試料台および測定用の試料台は、前記荷電粒子ビームが照射される試料を載置する試料搭載部を有し、
前記載置基台に前記加工用の試料台を載置して、前記試料に荷電粒子ビームによる加工を施す際には、前記試料搭載部に減速電圧を印加して前記荷電粒子ビームの照射速度を減速し、
前記荷電粒子ビームの照射速度を減速させる減速手段は、前記試料台に設ける昇圧電源部と、前記試料室の外に備える低圧供給用外部電源部と、前記昇圧電源部と低圧供給用外部電源部とを接続する低圧供給線を有し、
前記載置基台に前記測定用の試料台を付け替えて、前記試料に照射する荷電粒子ビームのビーム量を測定する際には、前記低圧供給線を測定用の信号線として用いて測定信号を前記試料室の外に導くことを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項６】
荷電粒子ビームを発生する荷電粒子ビーム発生源と、前記荷電粒子ビーム発生源に加速電圧を印加する荷電粒子ビーム発生源用高電圧電源と、前後左右および上下方向に移動自在なる移動ステージと、前記移動ステージにステージ用絶縁材を介して載置される載置基台と、前記載置基台を内置し、かつ内部が真空に保たれる試料室とが備わる荷電粒子線装置の前記載置基台に取り外し自在に載置される加工用の試料搭載台において
この試料台は、前記荷電粒子ビームが照射される試料を載置する試料搭載部を有し、
前記試料に照射する前記荷電粒子ビームの照射速度を減速する減速電圧を前記試料搭載部に印加するところの減速手段の昇圧電源部を前記試料台に設けたことを特徴とする加工用の試料搭載ユニット。
【請求項７】
請求項６に記載された加工用の試料台において、
この試料台は、前記試料搭載部の下側に試料搭載部側絶縁部材を介して設けられる昇圧電源部用載置部を有し、
前記昇圧電源部を前記昇圧電源部用載置部に載置したことを特徴とする加工用の試料台。
【請求項８】
請求項７に記載された加工用の試料台において、
この試料台は、前記昇圧電源部用載置部の下側に昇圧電源部側絶縁部材を介して設けられる試料台底板部を有し、
前記載置基台に設けたクランプが掛けられる係合部を前記試料台底板部に設けたことを特徴とする加工用の試料台。
【請求項１】
荷電粒子ビームを発生する荷電粒子ビーム発生源と、前記荷電粒子ビームが照射される試料を載置する試料台と、前記荷電粒子ビーム発生源に加速電圧を印加する荷電粒子ビーム発生源用高電圧電源と、前記試料に照射する前記荷電粒子ビームの照射速度を減速する減速電圧を前記試料台に印加する減速手段とを備え、
前記減速手段は、昇圧電源部と、低圧供給用外部電源部とを有し、
前記昇圧電源部を前記試料台に設けたことを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項２】
荷電粒子ビームを発生する荷電粒子ビーム発生源と、前記荷電粒子ビーム発生源を内置し、かつ内部が真空に保たれる鏡筒部と、前記荷電粒子ビームが照射される試料を載置する試料台と、前記試料台を内置し、かつ内部が真空に保たれる試料室と、前記荷電粒子ビーム発生源に加速電圧を印加する荷電粒子ビーム発生源用高電圧電源と、前記試料に照射する前記荷電粒子ビームの照射速度を減速する減速電圧を前記試料台に印加する減速手段とを備え、
前記減速手段は、昇圧電源部と、低圧供給用外部電源部とを有し、
前記昇圧電源部を前記試料台に設け、
前記低圧供給用外部電源部を前記試料室の外に備え、
前記昇圧電源部と低圧供給用外部電源部とを低圧供給線を介して接続したことを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載された荷電粒子線装置において、
前記荷電粒子ビームの照射により前記試料から発生する二次荷電粒子を検出する二次荷電粒子検出手段を設け、
前記二次荷電粒子検出手段に印加する検出印加電圧が前記減速電圧よりも高いことを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項４】
請求項２に記載された荷電粒子線装置において、
前記低圧供給用外部電源部より前記昇圧電源部に供給する供給電圧は、ＤＣ２４Ｖ以下であることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項５】
荷電粒子ビームを発生する荷電粒子ビーム発生源と、前記荷電粒子ビーム発生源に加速電圧を印加する荷電粒子ビーム発生源用高電圧電源と、前後左右および上下方向に移動自在なる移動ステージと、前記移動ステージにステージ用絶縁材を介して置かれる載置基台と、前記載置基台に載せ替えされる加工用の試料台および測定用の試料台と、前記移動ステージ、前記加工用の試料台および前記測定用の試料台を内置し、かつ内部が真空に保たれる試料室と、前記載置基台に設けられ、かつ載せ替えされる加工用の試料台および測定用の試料台を取り外し自在に保持するクランプとを備え、
前記加工用の試料台および測定用の試料台は、前記荷電粒子ビームが照射される試料を載置する試料搭載部を有し、
前記載置基台に前記加工用の試料台を載置して、前記試料に荷電粒子ビームによる加工を施す際には、前記試料搭載部に減速電圧を印加して前記荷電粒子ビームの照射速度を減速し、
前記荷電粒子ビームの照射速度を減速させる減速手段は、前記試料台に設ける昇圧電源部と、前記試料室の外に備える低圧供給用外部電源部と、前記昇圧電源部と低圧供給用外部電源部とを接続する低圧供給線を有し、
前記載置基台に前記測定用の試料台を付け替えて、前記試料に照射する荷電粒子ビームのビーム量を測定する際には、前記低圧供給線を測定用の信号線として用いて測定信号を前記試料室の外に導くことを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項６】
荷電粒子ビームを発生する荷電粒子ビーム発生源と、前記荷電粒子ビーム発生源に加速電圧を印加する荷電粒子ビーム発生源用高電圧電源と、前後左右および上下方向に移動自在なる移動ステージと、前記移動ステージにステージ用絶縁材を介して載置される載置基台と、前記載置基台を内置し、かつ内部が真空に保たれる試料室とが備わる荷電粒子線装置の前記載置基台に取り外し自在に載置される加工用の試料搭載台において
この試料台は、前記荷電粒子ビームが照射される試料を載置する試料搭載部を有し、
前記試料に照射する前記荷電粒子ビームの照射速度を減速する減速電圧を前記試料搭載部に印加するところの減速手段の昇圧電源部を前記試料台に設けたことを特徴とする加工用の試料搭載ユニット。
【請求項７】
請求項６に記載された加工用の試料台において、
この試料台は、前記試料搭載部の下側に試料搭載部側絶縁部材を介して設けられる昇圧電源部用載置部を有し、
前記昇圧電源部を前記昇圧電源部用載置部に載置したことを特徴とする加工用の試料台。
【請求項８】
請求項７に記載された加工用の試料台において、
この試料台は、前記昇圧電源部用載置部の下側に昇圧電源部側絶縁部材を介して設けられる試料台底板部を有し、
前記載置基台に設けたクランプが掛けられる係合部を前記試料台底板部に設けたことを特徴とする加工用の試料台。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−１８５６６１（Ｐ２００６−１８５６６１Ａ）
【公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３７５９７６（Ｐ２００４−３７５９７６）
【出願日】平成１６年１２月２７日（２００４．１２．２７）
【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１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月２７日（２００４．１２．２７）
【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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