复合带电粒子束装置的利记博彩app

本发明涉及朝向利用聚焦离子束形成的样品的剖面照射电子束来得到样品的剖面像的复合带电粒子束装置。

背景技术：

例如，作为对半导体器件等样品的内部构造进行解析或者进行立体的观察的手法之一，已知有进行利用了聚焦离子束（focusedionbeam；fib）的剖面形成加工（蚀刻加工）并且通过扫描型电子显微镜（scanningelectronmicroscope；sem）扫描电子束（electronbeam；eb）来得到样品的剖面像的方法（例如，专利文献1）。

该剖面加工观察方法是利用了复合带电粒子束装置的被称为切&看（cut&see）的手法，具有能够进行样品的剖面加工并进行其剖面像的观察这样的、对于其他的方法没有的优点。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-270073号公报。

发明要解决的课题

可是，在上述那样的用于剖面加工观察方法的复合带电粒子束装置中，存在电子束镜筒由于利用聚焦离子束照射而从样品飞散的溅射粒子而容易污损这样的课题。即，在复合带电粒子束装置中，为了使照射的电子束性能的衰减变少，以与载置样品的样品台接近的方式配置电子束镜筒。因此，存在产生如下等问题的担忧：利用聚焦离子束的照射而从样品飞散的溅射粒子容易附着于电子束镜筒的物镜等，由于所附着的溅射粒子引起充电现象而电子束的轨道弯曲或者焦点或像散发生变化。此外，也存在电极间的绝缘性降低的担忧。

技术实现要素：

本发明是鉴于前述的情况而完成的，其目的在于提供一种同时具备聚焦离子束镜筒和电子束镜筒的复合带电粒子束装置，所述复合带电粒子束装置能够防止电子束镜筒的污损并且高精度地照射电子束。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本实施方式的若干个方式提供了以下那样的复合带电粒子束装置。

即，本发明的复合带电粒子束装置的特征在于，具备：样品台，载置样品；聚焦离子束镜筒，向所述样品照射聚焦离子束；电子束镜筒，向所述样品照射电子束；样品室，收容所述样品台、所述聚焦离子束镜筒和电子束镜筒；防污板，以能在插入到所述电子束镜筒的出射面与所述样品台之间的插入位置和从所述出射面与所述样品台之间退出后的敞开位置之间移位的方式形成；以及操作单元，使所述防污板在所述插入位置和所述敞开位置之间移位。

根据本实施方式的复合带电粒子束装置，在从聚焦离子束镜筒照射聚焦离子束时，使防污板为插入位置，由此，为电子束镜筒的出射面的前表面侧被防污板覆盖的状态。当朝向样品照射聚焦离子束时，溅射粒子从样品飞散，朝向被配置在样品的附近的电子束镜筒也飞来许多溅射粒子。可是，由于电子束镜筒的出射面的前表面侧被防污板覆盖，所以没有溅射粒子从电子束镜筒的出射面进入到内部而附着于例如物镜等这样的情况。由此，能够可靠地防止电子束镜筒的内部被飞来的溅射粒子污损的情况。

特征在于，所述防污板在所述插入位置处覆盖所述电子束镜筒的出射面的附近。

特征在于，所述操作单元形成在所述样品室的外部。

特征在于，所述防污板由非磁性材料形成。

特征在于，所述防污板由带状的板簧材料构成。

特征在于，所述防污板被对沿着长尺寸方向的两个侧面及其附近进行支承的支承构件沿着长尺寸方向滑动自由地支承，该支承构件配置在与所述电子束镜筒的出射面重叠的位置以外。

特征在于，所述防污板被配置为相对于长尺寸方向为直角的剖面形成弧状，在所述插入位置处，两个侧端与中心部相比向所述电子束镜筒的出射面侧突出。

发明效果

根据本发明，在同时具备聚焦离子束镜筒和电子束镜筒的复合带电粒子束装置中，能够防止电子束镜筒的污损并且高精度地照射电子束。

附图说明

图1是示出实施方式的复合带电粒子束装置的概略结构图。

图2是示出构成镜筒防污装置的防污板和支承构件的主要部分放大立体图。

图3是从背面侧观察支承构件时的主要部分放大立体图。

图4是从电子束镜筒的附近观察防污板和支承构件时的剖面图。

图5是从电子束镜筒的附近观察另一实施方式中的防污板和支承构件时的剖面图。

图6是示出处于插入位置的防污板的状态的主要部分示意图。

图7是示出处于敞开位置的防污板的状态的主要部分示意图。

具体实施方式

以下，参照附图来对本实施方式的复合带电粒子束装置进行说明。再有，关于以下所示的各实施方式，为了更好地理解发明的主旨而具体地进行说明，只要没有特别指定，则不限定本发明。此外，在以下的说明中使用的附图中，为了容易知晓本发明的特征，存在为了方便而放大地示出成为主要部分的部分的情况，各结构要素的尺寸比率等未必与实际相同。

图1是示出实施方式的复合带电粒子束装置的概略结构图。

本实施方式的fib-sem装置（复合带电粒子束装置）10具备聚焦离子束（fib）镜筒11、电子束（eb）镜筒12、具有载置样品s的转台的样品台15、以及收容它们的样品室14。

聚焦离子束镜筒11和电子束镜筒12分别被固定在样品室14中。再有，当将聚焦离子束镜筒11和电子束镜筒12配置为从各个镜筒照射的束在样品s上分别正交时，能够对所加工的剖面垂直地照射电子束，能够取得高的分辨率的剖面像，因此，是更优选的。

fib-sem装置10还具备二次电子检测器17和eds检测器18。二次电子检测器17对向样品s照射聚焦离子束或电子束而从样品s产生的二次电子进行检测。此外，eds检测器18对向样品s照射电子束而从样品s产生的x射线进行检测。从样品s产生的x射线按照构成样品s的每种物质包含特有的特性x射线，能够利用这样的特性x射线来特别指定构成样品s的物质。

再有，代替二次电子检测器17而设置反射电子检测器的结构也是优选的。反射电子检测器对电子束在样品s反射后的反射电子进行检测。能够利用这样的反射电子来取得剖面像。

此外，也能够在电子束镜筒的内部配置二次电子检测器17或反射电子检测器来做成sem镜筒。

此外，代替eds检测器18而设置ebsd检测器的结构也是优选的。在ebsd检测器中，当向结晶性材料照射电子束时，通过在样品s的表面产生的电子射线反向散射衍射而观测到衍射图形即ebsd图案，得到与样品s的晶系或晶体取向有关的信息。通过测定、解析这样的ebsd图案，从而能够特别指定样品s的微小区域的晶体取向的分布。

样品室14例如由内部能够减压的密封构造的耐压框体构成。将对内部进行减压的真空泵（图示略）连接于样品室14。

在出射电子束的电子束镜筒12的出射面（开口面）的附近配置有镜筒防污装置21。镜筒防污装置21具备防污板22、将该防污板22滑动自由地支承的支承构件23、以及移动防污板22的操作单元24。

图2是示出构成镜筒防污装置的防污板和支承构件的主要部分放大立体图。此外，图3是从背面侧观察支承构件时的主要部分放大立体图。此外，图4是从电子束镜筒的附近观察防污板和支承构件时的剖面图。

防污板22由为非磁性材料且富有弹性的带状的细长的簧片构成。作为簧片，可举出非磁性钢制的薄板、磷青铜制的薄板或者树脂制的薄板等。在本实施方式中，将由磷青铜制的薄板构成的簧片用作防污板22。关于这样的防污板22，例如使用相对于长尺寸方向为直角的剖面形成弧状的形状的簧片。通过使用这样的弧状的簧片，防污板22能够在没有支撑的情况下不弯曲地保持直线地延伸到固定的长度。

支承构件23是对防污板22的沿着长尺寸方向的两个侧面和其附近进行支承的中空带状的构件，对防污板22以使沿着长尺寸方向变为滑动自由的方式进行支承。此外，支承构件23的顶端为了决定防污板22延伸时的方向而具有直线形状。在这样的支承构件23中为了轻量化和真空排气时间缩短而形成有多个开口23a是优选的。支承构件23例如由树脂材料或非磁性的金属材料等构成。

关于这样的支承构件23，一端被配置于电子束镜筒12，沿着电子束镜筒12延伸到样品室14的外部，另一端到达操作单元24。防污板22被该支承构件23支承，一端延伸到电子束镜筒12的附近，另一端连接于操作单元24。再有，支承构件23被形成在与电子束镜筒12的出射面12a重叠的位置以外，不对电子束的照射进行干扰。即，支承构件23被形成为：虽然一端延伸到电子束镜筒12的附近，但是不进入到与电子束镜筒12的出射面12a重叠的位置。

再有，关于这样的防污板22，除了另一端直接连接于操作单元24的结构以外，例如仅在电子束镜筒12的附近形成防污板22并且通过管线（tubewire）等连接构件将防污板22的另一端与操作单元24连接的结构也是优选的。在这样的结构的情况下，只要将防污板22或支承其的支承构件23仅配置于电子束镜筒12的附近并且经由上述的管线等中间连接构件将支承构件23的另一端与操作单元24连接即可。

此外，关于防污板，除了使用具有上述的弧状的剖面的簧片以外，例如也能够使用如图5所示那样将两个侧面折回后的形状的防污板32。关于这样的形状的防污板32，由于两个侧面的厚度增加，所以，与具有弧状的剖面的防污板22（参照图4）同样地，即使不被支承构件23支承，也保持在顶端不会由于自重而向下方下垂的情况下直线地延伸到规定的长度的状态。

操作单元24例如由螺线管（solenoid）等能够直线地移动防污板22的构件构成。这样的操作单元24由手动操作或者由对复合带电粒子束装置10整体进行控制的控制部（图示略）控制。这样的操作单元24被设置在样品室14的外部。因此，只要在防污板22或支承其的支承构件23贯通样品室14的内外的部分形成有用于保持样品室14内的密封的真空密封构造即可。

以上那样的构成镜筒防污装置21的防污板22以能在图6所示的插入位置与图7所示的敞开位置之间移位的方式形成。即，在插入位置处，使防污板22的一端侧的区域为插入到电子束镜筒12的出射面12a与样品台15之间的位置。在本实施方式中，处于插入位置的防污板22被配置为覆盖电子束镜筒12的出射面12a的正前面部分。

在该插入位置处，由于防污板22由弧状的簧片构成，所以在电子束镜筒12的出射面12a，防污板22不需要被支承构件23支承。关于防污板22，即使在与电子束镜筒12的出射面12a重叠的位置不被支承构件23支承，也保持在电子束镜筒12的出射面12a的前表面侧不会由于自重而向下方较大地下垂的情况下以与电子束镜筒12的出射面12a平行的方式直线地延伸的状态。即，在插入位置处，防污板22为由处于不与电子束镜筒12的出射面12a重叠的位置的支承构件23仅在一个侧单臂支承的状态。再有，如图4所示，在插入位置处，剖面弧状的防污板22被配置为：两个侧端与中心部相比向电子束镜筒12侧突出，出射面侧成为凹面。

另一方面，在敞开位置处，防污板22的一端侧的区域被配置于从电子束镜筒12的出射面12a与样品台15之间退出后的位置，电子束镜筒12的出射面12a被敞开（被露出）。在该敞开位置处，电子束镜筒12的出射面12a的前表面侧不会被防污板22覆盖。

对具备了以上那样的结构的镜筒防污装置的复合带电粒子束装置的作用进行说明。

在使用本实施方式的fib-sem装置10来进行样品s的剖面加工和剖面观察时，从聚焦离子束镜筒11朝向例如样品s之中的观察对象所存在的位置的周边照射聚焦离子束，通过蚀刻加工来形成剖面。

在从这样的聚焦离子束镜筒11照射聚焦离子束时，使构成镜筒防污装置21的防污板22为图6所示的插入位置。由此，为电子束镜筒12的出射面12a的前表面侧被防污板22覆盖的状态。

当朝向样品s照射聚焦离子束时，溅射粒子m从样品s飞散，朝向被配置在样品s的附近的电子束镜筒12也飞来许多溅射粒子m。可是，由于电子束镜筒12的出射面12a的前表面侧被防污板22覆盖，所以，没有溅射粒子m从电子束镜筒12的出射面12a进入到内部而附着于例如物镜等这样的情况。由此，能够可靠地防止电子束镜筒12的内部被飞来的溅射粒子m污损的情况。

在利用聚焦离子束的照射的一次样品s的加工完成之后，接着，设定进行剖面加工观察的条件，从电子束镜筒12向样品s的剖面照射电子束来进行剖面观察。

在进行剖面加工观察时，预先使构成镜筒防污装置21的防污板22为图7所示的敞开位置。由此，成为防污板22从电子束镜筒12的出射面12a的前表面侧退避而电子束镜筒12的出射面12a对样品s露出的状态。

在进行这样的剖面加工观察时，由于在之前工序中使防污板22为插入位置来进行剖面加工，所以电子束镜筒12的内部不会被溅射粒子m污损，不会产生由于溅射粒子的附着造成的电子束的轨道弯曲或者焦点（focus）或像散发生变化等问题。因此，能够高精度且正确地观察样品s的剖面。

优选的是，通过对复合带电粒子束装置10的整体进行控制的控制部以与聚焦离子束镜筒11和电子束镜筒12的工作联动的方式对使构成镜筒防污装置21的防污板22在插入位置与敞开位置之间移位的操作单元24进行控制。即，在从聚焦离子束镜筒11照射聚焦离子束的工作模式中，控制部经由操作单元24自动地使防污板22移位到插入位置。此外，在从电子束镜筒12照射电子束的工作模式中，控制部经由操作单元24使防污板22自动地移位到敞开位置。由此，能够防止在不进行防污板22的位置变更的状态下照射聚焦离子束或电子束这样的错误工作。

作为使用fib-sem装置10来构筑样品的三维图像的方法，对样品s从聚焦离子束镜筒11照射fib来进行蚀刻加工，使样品s的剖面露出。接着，对露出的剖面从电子束镜筒12照射eb来进行sem观察，取得样品s的剖面像。接着，在再次通过照射fib来进行蚀刻加工而使样品s的下一剖面露出之后，通过sem观察取得2个剖面像。像这样，沿着样品的任意的方向重复蚀刻加工和sem观察来取得样品s的多个剖面像。然后，在最后，通过例如由计算机进行的图像处理对所取得的多个剖面像进行三维再构筑，由此，能够构筑样品s的三维图像。

此外，通过将对防污板22进行操作的操作单元24配置在样品室14的外部，从而能够防止由于将机械的工作装置配置在样品室14内造成的样品室14内的污染，将样品室14内保持为清洁的环境。

此外，通过使用非磁性材料形成防污板22，从而能够排除针对从电子束镜筒12出射的电子束由于磁力造成的影响。即，关于防污板22，即使在敞开位置处其端部也位于电子束镜筒12的出射面12a的附近。因此，当防污板22为磁性材料时，存在电子束的轨道由于磁力而发生变化的担忧，但是，通过使用非磁性材料形成防污板22，从而能够可靠地防止这样的电子束的由于磁力造成的轨道变化。在使sem物镜的磁场泄露到样品附近而将透镜主表面靠近样品来提高sem分辨率的情况下，非磁性的防污板是必须的。

在复合带电粒子束装置10中，除了如上述那样按时间序列重复加工和观察的操作以外，还并用实时地观察加工中的情况的模式。例如，在使用反射电子检测器的情况下，能够不捕获利用fib照射产生的二次电子而仅通过利用电子束照射产生的反射电子来进行图像化，因此，在加工中能够同时观察。

此外，当将电子束电流与fib电流相比较设定得极大时，利用电子束的二次电子成为主导，虽然在图像中产生稍微的噪声但是存在能够同时观察这样的优点。

在这些工作模式的情况下，以不将防污板插入到电子束镜筒12的前表面侧的状态实施加工，因此，优选对fib电流量或利用时间进行管理，优选为如本发明那样各结构要素与对装置整体进行控制的控制装置相连而彼此进行联动的结构。

聚焦离子束镜筒11也可以为具备等离子体离子源的能够进行大电流（largecurrent）照射的镜筒。作为利用大电流的高速、大面积加工的溅射粒子对策，本发明起到较大的作用效果。

以上，说明了本发明的若干个实施方式，但是，这些实施方式出示为例子，不意图限定发明的范围。这些实施方式能够通过其他的各种方式实施，在不偏离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式或其变形与被包含在发明的范围或主旨中同样地被包含在权利要求书所记载的发明和其均等的范围内。

附图标记的说明

10fib-sem装置（复合带电粒子束装置）

11聚焦离子束（fib）镜筒

12电子束（eb）镜筒

14样品室

15样品台

21镜筒防污装置

22防污板

24操作单元。