JPH0729881A - Method and apparatus for detecting end point of energy beam processing - Google Patents
Method and apparatus for detecting end point of energy beam processingInfo
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- JPH0729881A JPH0729881A JP15479493A JP15479493A JPH0729881A JP H0729881 A JPH0729881 A JP H0729881A JP 15479493 A JP15479493 A JP 15479493A JP 15479493 A JP15479493 A JP 15479493A JP H0729881 A JPH0729881 A JP H0729881A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、エネルギービーム加工
の終点検出方法及びその装置に係り、例えばＬＳＩのよ
うな層間絶縁膜を有する多層配線構造体に微細な穴開け
加工を行うのに好適なエネルギービーム加工の終点検出
方法及びその装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an end point detecting method and apparatus for energy beam processing, and is suitable for making fine holes in a multilayer wiring structure having an interlayer insulating film such as LSI. The present invention relates to an end point detection method and apparatus for energy beam processing.
【０００２】[0002]
【従来の技術】エネルギービームを試料に照射して加工
を行う際に、加工の深さをモニターする手段として飛散
する粒子から放出される光を検出してその波長により物
質を同定する方法が従来から知られている。例えば、特
表平3-505647号公報では集束イオンビームによる発光検
出を行い、これにより深さ方向の材料の変化を検出する
手段につき述べている。この場合、集束イオンビームに
よる加工穴の底からスパッタリングにより放出される材
料原子が、イオンビーム照射により励起状態となり、こ
れより放出される光が材料原子特有の波長を有すること
を用いる。2. Description of the Related Art When irradiating a sample with an energy beam for processing, a method of detecting light emitted from scattered particles and identifying a substance by its wavelength is a conventional method for monitoring the processing depth. Known from. For example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 3-505647 describes a means for detecting light emission by a focused ion beam and detecting a change in the material in the depth direction. In this case, it is used that the material atoms emitted from the bottom of the hole machined by the focused ion beam by sputtering are excited by the ion beam irradiation and the light emitted from this has a wavelength peculiar to the material atoms.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】例えばＬＳＩ等の高密
度回路素子では、従来に比べてより深く、かつ微細な加
工穴をあけその深さのモニタを行う必要性が近年高まっ
てきている。従来の加工寸法は、幅５μｍ、深さ６μｍ
程度の加工穴であったのに対し、最近では幅２．５μ
ｍ、深さ１２．５μｍもの高アスペクト比の加工穴が必
要となってきている。In high-density circuit elements such as LSI, for example, the necessity of making deeper and finer machined holes and monitoring the depth thereof has been increasing in recent years. Conventional processing dimensions are width 5 μm and depth 6 μm
Although it was a machined hole of a degree, recently the width is 2.5μ
m, and a hole with a high aspect ratio of 12.5 μm in depth is required.
【０００４】また、加工穴が微細になるのに対応して集
束イオンビームもより微細なものを用いる必要があり、
このためビーム電流は従来数ｎＡのものが用いられたの
に対し数１０ｐＡのものが用いられようとしている。こ
の場合、穴の底でスパッタされ、励起されて穴の外部で
検出される発光量は２桁以上小さくなり検出が非常に困
難となってきている。Further, it is necessary to use a finer focused ion beam as the processed hole becomes finer.
For this reason, beam current of several tens pA is about to be used, whereas beam current of several nA has been conventionally used. In this case, the amount of emitted light that is sputtered at the bottom of the hole, excited, and detected outside the hole is reduced by two digits or more, which makes it very difficult to detect.
【０００５】さらに、通常のスパッタリングによっては
加工の際、スパッタされた原子が加工部の周辺、特に加
工穴の側壁に再付着して残るため、加工速度が遅いこ
と、及び再付着物質が集束イオンビームの照射を受けて
発光し、この発光が真の加工穴底部の物質による発光の
検出の障害となる、などの問題が生じる。このため反応
性のガスを試料に吹き付けつつ集束イオンビームを照射
し、再付着を防止しながら試料を反応性エッチングによ
り加工する方法が採用されつつある。このような場合に
おける加工深さのモニタリングについては、検出光学系
材料などが反応によって損傷を受け使用が困難となると
いう問題が生ずる。Further, in the case of processing by ordinary sputtering, since the sputtered atoms remain on the periphery of the processed portion, especially on the side wall of the processed hole, the processing speed is slow and the re-deposited substance is focused ion. There is a problem that light is emitted upon irradiation with a beam, and this light emission hinders detection of light emission due to the substance at the true bottom of the processed hole. Therefore, a method of irradiating a focused ion beam while spraying a reactive gas onto the sample and processing the sample by reactive etching while preventing re-deposition is being adopted. Regarding the processing depth monitoring in such a case, there is a problem that the detection optical system material is damaged by the reaction and is difficult to use.
【０００６】さらに、エネルギービームの照射位置を正
確に検出してその部分からの発光を検出する必要がある
が、このような手段も従来は知られていない。さらに他
からの迷光が検出光学系に入って正しい検出の妨げとな
ることがあるが、これに対する有効な除去方法は知られ
ていない。Further, it is necessary to accurately detect the irradiation position of the energy beam to detect the light emission from that portion, but such means has not been known so far. Further, stray light from other parts may enter the detection optical system and interfere with correct detection, but an effective removal method for this is not known.
【０００７】したがって、本発明の目的は、上記従来の
問題点や課題を解決することにあり、その第１の目的は
改良されたエネルギービーム加工の終点検出方法を、そ
して第２の目的はそれを実現する改良されたエネルギー
ビーム加工装置を、それぞれ提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and problems of the prior art, the first object of which is an improved end point detection method for energy beam processing, and the second object thereof. It is an object of the present invention to provide an improved energy beam processing device that realizes the above.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記第１の目的は、試料
の加工位置に、集束エネルギービームを照射することに
より所定の加工を行うと共に、前記加工位置から飛散す
る加工された物質粒子固有の発光を検出光学系で検出し
てエネルギービーム加工の終点検出を行うエネルギービ
ーム加工方法において、前記加工された物質粒子固有の
発光を検出光学系で検出するに先立って予め試料面の加
工位置を照明光学系で照射し、それを観察光学系で観察
するに際し、前記観察光学系の光軸を前記検出光学系の
光軸上に一致させ、前記観察光学系で前記試料面上のエ
ネルギービームの照射位置を観察することにより、前記
試料面上のエネルギービームの照射位置に検出光学系の
光軸を自動的に整合させるようにして成るエネルギービ
ーム加工の終点検出方法により、達成される。The first object is to perform a predetermined processing by irradiating a processing position of a sample with a focused energy beam, and at the same time, peculiar to the processed material particles scattered from the processing position. In the energy beam processing method for detecting the emitted light by the detection optical system to detect the end point of the energy beam processing, the processing position of the sample surface is illuminated in advance before the detection of the emitted light peculiar to the processed material particles by the detection optical system. When irradiating with an optical system and observing it with an observing optical system, the optical axis of the observing optical system is aligned with the optical axis of the detecting optical system, and the observing optical system irradiates the energy beam on the sample surface. Final inspection of energy beam processing, which is configured to automatically align the optical axis of the detection optical system with the irradiation position of the energy beam on the sample surface by observing the position. By the way, it is achieved.
【０００９】そして好ましくは、上記加工された物質粒
子固有の発光を検出光学系で検出するに先立って予め試
料面の加工位置を照明する照明光学系の光軸と、それを
観察する観察光学系の光軸とを検出光学系の光軸上に一
致させ、前記観察光学系で前記試料面上のエネルギービ
ームの照射位置を観察することにより、前記試料面上の
エネルギービームの照射位置に検出光学系の光軸を自動
的に整合させるようにすることである。Preferably, the optical axis of the illumination optical system for illuminating the processing position of the sample surface in advance and the observation optical system for observing the processing position of the sample surface prior to the detection of the light emission peculiar to the processed material particles. Of the energy beam on the sample surface by observing the irradiation position of the energy beam on the sample surface with the observation optical system by aligning the optical axis of the same with the optical axis of the detection optical system. The optical axis of the system should be automatically aligned.
【００１０】また、真空容器内の試料台に載置された試
料の加工位置に、反応ガスの存在下で集束エネルギービ
ームを照射することにより所定の加工を行う場合には、
検出光学系の主要部（対物レンズを除くその他の光学
系）を真空容器の窓を介して真空容器外に設け、真空容
器内は必要最小限のものとし、反応ガスとの接触を遮断
することが望ましい。Further, in the case of performing a predetermined processing by irradiating a processing position of a sample placed on a sample table in a vacuum container with a focused energy beam in the presence of a reaction gas,
The main part of the detection optical system (the other optical system except the objective lens) is provided outside the vacuum container through the window of the vacuum container, and the inside of the vacuum container should be the minimum necessary, and the contact with the reaction gas should be blocked. Is desirable.
【００１１】また、迷光によるノイズを除去するため
に、検出光学系の対物レンズと結像レンズ間に空間フィ
ルタを介挿せしめて検出光学系に入射した迷光を遮光
し、検出光学光路から排除するようにするか、もしくは
検出光学系を長くして検出立体角を小さくし、検出光学
系に入射する他からの迷光を検出光学光路外に排除する
ようにすることが望ましい。In order to remove noise caused by stray light, a spatial filter is inserted between the objective lens and the imaging lens of the detection optical system to block the stray light entering the detection optical system and remove it from the detection optical optical path. Alternatively, it is desirable to lengthen the detection optical system to reduce the detection solid angle so as to eliminate stray light from the other components incident on the detection optical system out of the detection optical optical path.
【００１２】また、反応ガスの存在下で集束エネルギー
ビームを照射することにより所定の加工を行う場合、好
ましい態様として試料面の加工位置を照明する照明光学
系及びそれを観察する観察光学系をも上記検出光学系と
同様にその主要部を前記真空容器の窓を介して真空容器
外に配設することが望ましい。Further, when performing a predetermined processing by irradiating a focused energy beam in the presence of a reaction gas, as a preferable mode, an illumination optical system for illuminating a processing position on a sample surface and an observation optical system for observing the same are also included. It is desirable that the main part of the detection optical system is arranged outside the vacuum container through the window of the vacuum container as in the case of the detection optical system.
【００１３】また、上記第２の目的は、真空容器内の試
料台に載置された試料の加工位置に、集束エネルギービ
ームを照射し所定の加工を行う集束エネルギービーム照
射手段と、前記加工位置から飛散する加工された物質粒
子固有の発光を検出してエネルギービーム加工の終点を
検出する検出光学手段とを備えたエネルギービーム加工
装置において、前記試料面の加工位置を照明光学系で照
明し、それを観察光学系で観察するに際し、前記観察光
学系の光軸を前記検出光学系の光軸上に一致させ、前記
観察光学系で前記試料面上のエネルギービームの照射位
置を観察する手段と、前記観察結果に基づいて、試料面
上のエネルギービームの照射位置に検出光学系の光軸を
自動的に整合させる手段とを有して成るエネルギービー
ム加工加工装置により、達成される。A second object is to provide a focused energy beam irradiation means for irradiating a processing position of a sample placed on a sample table in a vacuum container with a focused energy beam to perform a predetermined processing, and the processing position. In the energy beam processing apparatus provided with a detection optical means for detecting the light emission peculiar to the processed material particles scattered from and detecting the end point of the energy beam processing, the processing position of the sample surface is illuminated by an illumination optical system, When observing it with an observation optical system, a means for aligning the optical axis of the observation optical system with the optical axis of the detection optical system and observing the irradiation position of the energy beam on the sample surface with the observation optical system. An energy beam processing apparatus comprising means for automatically aligning the optical axis of the detection optical system with the irradiation position of the energy beam on the sample surface based on the observation result. Ri, it is achieved.
【００１４】そして好ましくは、上記観察光学系で試料
面上のエネルギービームの照射位置を観察する手段とし
ては、加工された物質粒子固有の発光を検出光学系で検
出するに先立って予め試料面の加工位置を照明する照明
光学系の光軸と、それを観察する観察光学系の光軸とを
検出光学系の光軸上に一致させる手段を有していること
である。Preferably, as means for observing the irradiation position of the energy beam on the sample surface with the observation optical system, prior to the detection of the luminescence peculiar to the processed substance particles by the detection optical system, The optical axis of the illumination optical system that illuminates the processing position and the optical axis of the observation optical system that observes the processing position coincide with the optical axis of the detection optical system.
【００１５】また、反応ガスの存在下で集束エネルギー
ビームを照射し所定の加工を行う集束エネルギービーム
照射手段を有する場合には、上記加工された物質粒子固
有の発光を検出する検出光学系の少なくとも結像レン
ズ、フィルタ及び光検出器を含む主要部を前記真空容器
の窓を介して真空容器外に配設することが望ましい。Further, in the case of having a focused energy beam irradiation means for irradiating a focused energy beam in the presence of a reaction gas to perform a predetermined processing, at least a detection optical system for detecting the luminescence peculiar to the processed material particles. It is desirable that a main part including an imaging lens, a filter, and a photodetector is arranged outside the vacuum container through the window of the vacuum container.
【００１６】また、検出光学系に入射する迷光を除き検
出感度を向上させるために、上記検出光学系の対物レン
ズと結像レンズ間に空間フィルタを配設し、検出光学系
に入射する迷光を遮光し、検出光学光路外に排除するよ
う構成するか、もしくは上記検出光学系における対物レ
ンズの焦点を試料の加工位置に合わせる手段と、前記対
物レンズと結像レンズ間の光路長を長くして検出立体角
を小さくする手段とを有し、検出光学系に入射する他か
らの迷光を検出光学光路外に排除するよう構成すること
が望ましい。Further, in order to eliminate the stray light incident on the detection optical system and improve the detection sensitivity, a spatial filter is provided between the objective lens and the imaging lens of the detection optical system to prevent the stray light incident on the detection optical system. It is configured so as to block light and exclude it outside the optical path of the detection optical system, or means for adjusting the focus of the objective lens in the detection optical system to the processing position of the sample, and increasing the optical path length between the objective lens and the imaging lens. It is desirable to have a means for reducing the detection solid angle, and to eliminate stray light from entering the detection optical system from outside the optical path of the detection optical system.
【００１７】また、上記真空容器内において検出光学手
段の一部を構成する光学鏡筒は、試料に面した一端部に
おいて着脱自在にカバーガラスを配設し、それに隣接し
て対物レンズを保持すると共に、他端部において真空容
器外の残りの検出光学手段に接する窓を備えたフランジ
に接続した構成とすることが望ましい。The optical barrel forming a part of the detection optical means in the vacuum container has a cover glass detachably arranged at one end facing the sample and holds the objective lens adjacent to the cover glass. At the same time, it is desirable that the other end is connected to a flange provided with a window that contacts the remaining detection optical means outside the vacuum container.
【００１８】さらに具体的には、上記真空容器外の残り
の検出光学手段に接する窓を備えたフランジを、伸縮自
在の隔壁（例えばベローズ）及びガイドを介して光軸に
対して垂直方向に移動できるステージに接続すると共
に、前記ステージを真空容器のポートフランジに接続し
て成り、前記フランジを光軸方向（Ｚ軸方向）にガイド
を介して移動できるようにすると共に、前記ステージを
光軸に対して垂直方向（一次元、もしくはＸ−Ｙ軸の二
次元方向）に移動することにより、光学鏡筒に保持され
た対物レンズの焦点を試料の加工位置に正確に合わせる
ことできるようにした構成とすることが望ましい。More specifically, a flange provided with a window in contact with the remaining detection optical means outside the vacuum container is moved in the direction perpendicular to the optical axis via an expandable partition wall (eg bellows) and a guide. And a stage flange connected to a port flange of a vacuum container so that the flange can be moved in the optical axis direction (Z-axis direction) through a guide, and the stage can be moved to the optical axis. By moving in the vertical direction (one-dimensional or two-dimensional direction of the XY axis), the focus of the objective lens held by the optical barrel can be accurately adjusted to the processing position of the sample. Is desirable.
【００１９】また、上記光学鏡筒の側壁には迷光を遮断
する機能を備えた排気口を複数個配設することが望まし
く、これにより光学鏡筒内の排気を効率良く行うことが
できる。さらに上記真空容器の隔壁の一部を構成すると
共に、真空容器外の残りの検出光学手段に接する窓（光
学窓）を、光軸の垂直面に対して所定角度傾斜させてフ
ランジに配設することが望ましく、これにより照明光が
反射して観察の邪魔にならないようにすることができ
る。Further, it is desirable to dispose a plurality of exhaust ports having a function of blocking stray light on the side wall of the optical lens barrel, so that the air in the optical lens barrel can be efficiently exhausted. Further, a window (optical window) which constitutes a part of the partition wall of the vacuum container and is in contact with the remaining detection optical means outside the vacuum container is arranged on the flange by inclining at a predetermined angle with respect to the plane perpendicular to the optical axis. It is desirable that the illumination light is not reflected and does not disturb the observation.
【００２０】[0020]
【作用】試料面の加工位置を照明光学系で照射し、それ
を観察光学系で観察すると、本発明においては観察光学
系の光軸を検出光学系の光軸上に一致させているため、
観察光学系で試料面上のエネルギービームの照射位置を
観察し、照射位置の中心が観察光学系の視野の中心に位
置するように光学系を合わせれば、検出光学系の光軸は
エネルギービームの照射位置に自動的に正確に位置合わ
せができるように作用する。When the processing position of the sample surface is illuminated by the illumination optical system and observed by the observation optical system, the optical axis of the observation optical system is aligned with the optical axis of the detection optical system in the present invention.
By observing the irradiation position of the energy beam on the sample surface with the observation optical system and aligning the optical system so that the center of the irradiation position is located in the center of the visual field of the observation optical system, the optical axis of the detection optical system is It works so that the irradiation position can be automatically and accurately aligned.
【００２１】また、検出光学系に迷光が入っても光検出
器に入射する前の光路上で遮断できるので目的の励起光
の検出を困難にすることはない。すなわち、検出光学系
を長くして検出立体角を小さくするか、もしくは必要に
応じて空間フィルタを光学系の途中に設けたことは、迷
光を効果的に除去する作用を有する。Further, even if stray light enters the detection optical system, it can be blocked on the optical path before entering the photodetector, so that it is not difficult to detect the target excitation light. That is, lengthening the detection optical system to reduce the detection solid angle, or providing a spatial filter in the middle of the optical system as necessary has the effect of effectively removing stray light.
【００２２】また、本発明では検出光学系の主要部を真
空容器外に設置し、真空容器内には必要最小限の例えば
対物レンズのみを配設しいているので、光学系の取扱は
容易である上に、試料加工時に反応性ガスを使用する場
合には、ガスによる光学系の汚染、損傷を最低限に押さ
えることができるという作用を有している。Further, in the present invention, the main part of the detection optical system is installed outside the vacuum container, and only the minimum necessary objective lens, for example, is provided in the vacuum container, so that the optical system is easy to handle. In addition, when a reactive gas is used during sample processing, it has the effect of minimizing contamination and damage to the optical system by the gas.
【００２３】[0023]
【実施例】以下、図面を用いて本発明の一実施例を説明
する。 〈実施例１〉 （１）装置構成例 図１に示した装置構成概略図により説明すると、同図に
おいて１０１は試料を加工する真空容器で、排気系１１
３から所定の真空状態に排気される構成となっている。
この真空容器１０１には上部にイオンビーム照射系Ｄが
配設され、その周囲には照明系Ａ、観察光学系Ｂ及び検
出光学系Ｃからなる外部光学系が、真空隔真空隔壁窓１
２４及びフランジ１２３を介して真空容器内の光学系を
構成する対物レンズ１１９を保持した光学鏡筒１５０と
光軸１６０を互いに一致させて配設されている。さらに
は、真空容器内の試料台１０２上に載置された試料１０
２ａのチャージアップを防ぐための電子シャワー１５
２、及びガス供給口１３７から反応ガスを試料上に供給
するガスノズル１１６を配設している。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. <Embodiment 1> (1) Apparatus configuration example Referring to the apparatus configuration schematic diagram shown in FIG. 1, reference numeral 101 denotes a vacuum container for processing a sample, and an exhaust system 11
It is configured to be evacuated from 3 to a predetermined vacuum state.
An ion beam irradiation system D is disposed on the upper portion of the vacuum container 101, and an external optical system including an illumination system A, an observation optical system B, and a detection optical system C is provided around the ion beam irradiation system D to form a vacuum-separated vacuum partition window 1.
The optical lens barrel 150 holding the objective lens 119 that constitutes the optical system in the vacuum container via the lens 24 and the flange 123 and the optical axis 160 are arranged so as to coincide with each other. Furthermore, the sample 10 placed on the sample table 102 in the vacuum container
Electronic shower 15 to prevent charge up of 2a
2 and a gas nozzle 116 for supplying the reaction gas onto the sample from the gas supply port 137.
【００２４】真空容器内の試料台１０２上に載置された
微細穴開け加工用の試料１０２ａ、例えば半導体集積回
路（以下、ＬＳＩと呼ぶ）に対し、イオンビーム照射系
Ｄを構成する集束イオンビーム鏡筒１０３からの集束イ
オンビーム１４０を照射し、照射点１１４に加工穴をあ
ける。ここに集束イオンビーム鏡筒１０３は、高輝度イ
オン源、例えばガリウムの液体金属イオン源１０４から
引出電極１０５に高電圧を印加してイオンビーム１４０
ａを引き出し、この引き出されたイオンビーム１４０ａ
は、複数の電極からなる第１レンズ１０６及び第２レン
ズ１０８により集束され、かつ偏向電極１０７及び１０
９により偏向走査され、さらにブランキング電極１４１
及びブランキングアパーチャ１４２によって、オン・オ
フ操作されるものである。ここでイオン源１０４、引出
電極１０５、第１レンズ１０６及び第２レンズ１０８へ
の高圧電源は図１では省略した。さらに偏向電極１０７
及び１０９、ブランキング電極１４１のコントローラも
図１では省略した。A focused ion beam that constitutes an ion beam irradiation system D is applied to a sample 102a for fine drilling processing, for example, a semiconductor integrated circuit (hereinafter referred to as LSI), which is placed on a sample table 102 in a vacuum container. The focused ion beam 140 from the lens barrel 103 is irradiated, and a processing hole is drilled at the irradiation point 114. Here, the focused ion beam column 103 applies a high voltage to the extraction electrode 105 from a high-brightness ion source, for example, a liquid metal ion source 104 of gallium, and the ion beam 140.
a, and the extracted ion beam 140a
Are focused by the first lens 106 and the second lens 108, which are composed of a plurality of electrodes, and are deflected by the deflection electrodes 107 and 10.
9 is deflected and scanned, and further the blanking electrode 141
On / off operation is performed by the blanking aperture 142. Here, the high voltage power supply to the ion source 104, the extraction electrode 105, the first lens 106, and the second lens 108 is omitted in FIG. Further, the deflection electrode 107
, 109 and the controller of the blanking electrode 141 are also omitted in FIG.
【００２５】また、真空容器（チャンバ）１０１には、
ガスノズル１１６がとりつけられ、その位置調整機構１
１７によって移動及び位置調整が施されるようになって
いる。ガスノズル１１６は、試料１０２ａ上のイオンビ
ームの照射点１１４付近に、ガス供給口１３７から送給
されるガスを吹き付けられるようにその位置、方向が調
整される。Further, the vacuum container (chamber) 101 includes
The gas nozzle 116 is attached and its position adjusting mechanism 1
The movement and the position adjustment are performed by 17. The position and direction of the gas nozzle 116 are adjusted so that the gas supplied from the gas supply port 137 can be sprayed near the irradiation point 114 of the ion beam on the sample 102a.
【００２６】また、集束イオンビーム１４０の照射点１
１４において試料１０２ａの帯電による影響を防ぐた
め、集束及び偏向機能を持った電子シャワー１５２を備
える。これはフィラメント１５１、引き出し電極１５
７、電子レンズ電極１５３、１５４、偏向電極１５６を
有し、イオンビームの照射点１１４の付近へ低いエネル
ギーの電子ビーム１５５を照射して、イオンビーム１４
０による帯電を中和することができるようになってい
る。Irradiation point 1 of focused ion beam 140
In order to prevent the influence of the charging of the sample 102a, the electron shower 152 having a focusing and deflecting function is provided. This is the filament 151, the extraction electrode 15
7. Electron lens electrodes 153 and 154 and a deflection electrode 156 are provided, and an electron beam 155 having a low energy is irradiated to the vicinity of the irradiation point 114 of the ion beam to generate the ion beam 14
The charge due to 0 can be neutralized.
【００２７】ここで集束イオンビーム１４０の照射点１
１４では、試料１０２ａのスパッタリング加工が行わ
れ、スパッタされた原子がイオンビーム１４０により励
起状態となって発光する。これを検出するのに光学鏡筒
１５０に着脱自在に設けられたカバーガラス１１８を通
して対物レンズ１１９により、試料からの発光をほぼ平
行のビームにコリメートし（対物レンズ１１９の焦点に
照射点１１４を合わせる）、真空チャンバの隔壁窓１２
４を通して結像レンズ１３１により集光し、フィルター
１３５を通過した後、フォトマル（光検出器）１５８の
受光部１５８ａに入射して電流に変換され、アンプ１１
５より信号１１５ａとして取り出される。Irradiation point 1 of focused ion beam 140
14, the sample 102a is subjected to sputtering processing, and the sputtered atoms are excited by the ion beam 140 to emit light. In order to detect this, the light emitted from the sample is collimated by the objective lens 119 through a cover glass 118 detachably attached to the optical lens barrel 150 into a substantially parallel beam (the irradiation point 114 is adjusted to the focal point of the objective lens 119). ), The partition wall window 12 of the vacuum chamber
The light is condensed by the imaging lens 131 through the filter 4, passes through the filter 135, enters the light receiving portion 158a of the photomultiplier (photodetector) 158, is converted into a current, and the amplifier 11
5 is taken out as a signal 115a.
【００２８】ここでイオンビーム１４０の照射点１１４
からの検出光を、フォトマル受光部１５８ａへ正確に入
れる必要があるが、この目的のためこの装置は照明光学
系Ａ、観察光学系Ｂを有している。照明光学系Ａとして
はハロゲンランプ１２７、凹面反射鏡１２６、レンズ１
２８、可動ハーフミラー１２５、シャッタ１５９、観察
光学系Ｂとしては可動ミラー１３３、接眼レンズ１３
６、シャッタ１６１を備える。Here, the irradiation point 114 of the ion beam 140
It is necessary to accurately enter the detection light from the photomultiply light receiving unit 158a. For this purpose, this device has an illumination optical system A and an observation optical system B. The illumination optical system A includes a halogen lamp 127, a concave reflecting mirror 126, and a lens 1.
28, a movable half mirror 125, a shutter 159, a movable mirror 133 as the observation optical system B, an eyepiece lens 13.
6, a shutter 161 is provided.
【００２９】また、光軸１６０及び対物レンズ１１９の
焦点の位置調整機構として、光学鏡筒１５０を取り付け
たフランジ１２３を３軸方向に移動させるため、光軸１
６０に垂直な方向のＸ−Ｙ移動ステージ１２１、１２２
及び光軸１６０の方向（Ｚ軸方向）に移動するためのリ
ニアローラガイド１３０、マイクロメータ１３９、真空
隔壁としてのベローズ１２９を備える。Further, as a focus position adjusting mechanism for the optical axis 160 and the objective lens 119, the flange 123 to which the optical lens barrel 150 is attached is moved in three axial directions.
XY movement stages 121 and 122 in a direction perpendicular to 60.
And a linear roller guide 130 for moving in the direction of the optical axis 160 (Z-axis direction), a micrometer 139, and a bellows 129 as a vacuum partition.
【００３０】Ｘ−Ｙ移動ステージ１２１、１２２の一方
は、真空容器１０１のポートフランジ１２０に機密状態
で接続し、他方はベローズ１２９及びリニアローラガイ
ド１３０を介してフランジ１２３に接続する。光学鏡筒
１５０に設けられたカバーガラス１１８は、対物レンズ
１１９を保護するものであって、容易に交換できるよう
に着脱自在に配設されている。また、光学鏡筒１５０の
周囲には、邪魔板１６３により迷光を遮断する機能を備
えた排気口１６２が複数個配設されている。One of the XY moving stages 121 and 122 is connected to the port flange 120 of the vacuum container 101 in a sealed state, and the other is connected to the flange 123 via the bellows 129 and the linear roller guide 130. The cover glass 118 provided on the optical barrel 150 protects the objective lens 119 and is detachably arranged so that it can be easily replaced. Around the optical barrel 150, a plurality of exhaust ports 162 having a function of blocking stray light by the baffle plate 163 are provided.
【００３１】（２）装置の作用 以下、この装置の作用につき述べる。試料１０２ａに対
し集束イオンビーム１４０を照射し、試料１０２ａの加
工穴を観察光学系Ｂにより観察する。すなわち、照明光
学系Ａのシャッタ１５９を開き、ハロゲンランプ１２７
を点灯し、可動ハーフミラー１２５を１２５ａの位置か
ら１２５ｂの位置へ移動させる。照明光はハロゲンラン
プ１２７より出た後、レンズ１２８により平行ビームと
なり、対物レンズ１１９により試料１０２ａ上に照射さ
れる。(2) Operation of the device The operation of the device will be described below. The focused ion beam 140 is irradiated to the sample 102a, and the processed hole of the sample 102a is observed by the observation optical system B. That is, the shutter 159 of the illumination optical system A is opened, and the halogen lamp 127
Is turned on, and the movable half mirror 125 is moved from the position of 125a to the position of 125b. The illumination light is emitted from the halogen lamp 127, then becomes a parallel beam by the lens 128, and is irradiated onto the sample 102a by the objective lens 119.
【００３２】ここで観察光学系Ｂのシャッタ１６１を開
き、反射ミラー１３３を１３３ａの位置から１３３ｂの
位置に移動させ、試料１０２ａの拡大像を接眼レンズ１
３６により観察する。ここで照明光の波長に対して、窓
１２４及び対物レンズ１１９は反射防止膜を施すと共
に、窓１２４については光軸１６０に対し垂直な方向か
ら小さい角度、例えば５度程度傾けて照明光が反射して
観察の邪魔にならないようにする。Here, the shutter 161 of the observation optical system B is opened, the reflecting mirror 133 is moved from the position of 133a to the position of 133b, and the magnified image of the sample 102a is transferred to the eyepiece lens 1.
Observe by 36. Here, with respect to the wavelength of the illumination light, the window 124 and the objective lens 119 are provided with an antireflection film, and the illumination light is reflected at a small angle, for example, about 5 degrees, from the direction perpendicular to the optical axis 160 for the window 124. Do not disturb the observation.
【００３３】ここで像を観察してマイクロメータ１３９
により光軸方向の移動を行い、像の焦点を調整する。像
の焦点合わせは、結像レンズ１３１の光軸方向の移動に
よっても調整できる。次に、集束イオンビーム１４０に
よる加工穴が画像の中心へ来るようにＸ−Ｙステージ１
２１、１２２を移動させて光軸１６０を調整する。この
操作により、検出光学系Ｃの光軸１６０が試料１０２ａ
上の集束イオンビーム１４０の照射位置、すなわち、加
工穴に自動的に位置合わせされたことになる。The image is observed here and the micrometer 139
Is used to move in the optical axis direction to adjust the focus of the image. Focusing of the image can also be adjusted by moving the imaging lens 131 in the optical axis direction. Next, the XY stage 1 is set so that the hole processed by the focused ion beam 140 comes to the center of the image.
21 and 122 are moved to adjust the optical axis 160. By this operation, the optical axis 160 of the detection optical system C is moved to the sample 102a.
It means that the irradiation position of the focused ion beam 140 above, that is, the processing hole is automatically aligned.
【００３４】この状態でシャッタ１５９、１６１を閉
じ、ランプ１２７を消して、可動ハーフミラー１２５を
１２５ｂの位置から１２５ａの位置へ戻すと共に、反射
ミラー１３３を１３３ｂの位置から１３３ａの位置へ戻
す。なお、１３２及び１３４は可動ハーフミラー１２５
及び可動ミラー１３３をそれぞれ収容するミラー引込み
ポケットである。In this state, the shutters 159 and 161 are closed, the lamp 127 is turned off, the movable half mirror 125 is returned from the position of 125b to the position of 125a, and the reflecting mirror 133 is returned from the position of 133b to the position of 133a. In addition, 132 and 134 are movable half mirrors 125.
And a retractable pocket for the movable mirror 133.
【００３５】集束イオンビーム１４０の照射による加工
の際、加工部から出る光については上記の状態において
カバーガラス１１８を通過し、対物レンズ１１９により
平行ビームとされ、窓１２４を通過し結像レンズ１３１
により集光されてフィルター１３５を通過してフォトマ
ル１５８の受光面１５８ａへ入射する。ここで、この光
は被加工材料に特有のスペクトルを有するものであり、
例えばシリコン（Ｓｉ）では２５２ｎｍ、アルミニウム
（Ａｌ）では３０７ｎｍが典型的な波長である。従っ
て、カバーガラス１１８、対物レンズ１１９、窓１２
４、結像レンズ１３１は、この波長に対する反射防止膜
を施すものとする。そしてフィルタ１３５として３０７
ｎｍの波長だけを選択的に透過するものを用いれば、ア
ルミニウムのみの発光を検出することができる。In the processing by irradiation with the focused ion beam 140, the light emitted from the processing portion passes through the cover glass 118 in the above state, is made into a parallel beam by the objective lens 119, passes through the window 124, and passes through the imaging lens 131.
The light is condensed by and passes through the filter 135 to enter the light receiving surface 158a of the photomultiplier 158. Here, this light has a spectrum peculiar to the material to be processed,
For example, a typical wavelength is 252 nm for silicon (Si) and 307 nm for aluminum (Al). Therefore, the cover glass 118, the objective lens 119, the window 12
4. The imaging lens 131 is provided with an antireflection film for this wavelength. 307 as the filter 135
By using a material that selectively transmits only the wavelength of nm, it is possible to detect the light emission of only aluminum.
【００３６】〈実施例２〉図２（ａ）は、図１に示した
検出光学系Ｃの結像レンズ１３１から後段の検出光学系
を変形した例を示したものである。結像レンズ１３１を
出た光を特性ミラー１６４ａにより２光路に分光し、透
過光λ1はフィルタ１３５ａを通して一方のフォトマル
Ａに、反射光λ2は同じく特性ミラー１６４ｂによりフ
ィルタ１３５ｂを通して他方のフォトマル１５８Ｂにて
受光し検出する。Example 2 FIG. 2 (a) shows an example in which the detection optical system at the subsequent stage is modified from the imaging lens 131 of the detection optical system C shown in FIG. The light emitted from the imaging lens 131 is split into two optical paths by the characteristic mirror 164a, the transmitted light λ 1 is passed through the filter 135a to one of the photomultipliers A, and the reflected light λ 2 is also passed through the filter 135b by the characteristic mirror 164b. The light is received and detected by the circle 158B.
【００３７】図２（ｂ）は、試料１０２ａをＬＳＩとし
た時、層間絶縁膜（ＳｉＯ2）と配線層（Ａｌ）とが繰
返し複数層積層された多層配線構造体の絶縁層（ＳｉＯ
2）に集束イオンビーム１４０を照射して穴開け加工す
る例について説明するものである。In FIG. 2B, when the sample 102a is an LSI, an insulating layer (SiO) of a multilayer wiring structure in which a plurality of interlayer insulating films (SiO 2 ) and wiring layers (Al) are repeatedly laminated is shown.
An example of irradiating the focused ion beam 140 to 2 ) to make a hole will be described.
【００３８】いま、図２（ａ）のフィルタ１３５ａにＳ
ｉの発光波長λ1（２５２ｎｍ）を透過するもの、フィ
ルタ１３５ｂにＡｌの発光波長λ2（３０７ｎｍ）を透
過するものを設けると、検出出力として図２（ｃ）に示
すような検出光量と時間との関係が得られる。すなわ
ち、図２（ｂ）に示す加工状態で、始めに配線層（Ａ
ｌ）を加工している段階ではＡｌの発光波長λ2（３０
７ｎｍ）の光量が高く、加工が進行するにしたがい逆に
Ｓｉの発光波長λ1（２５２ｎｍ）の光量が増加してく
る。λ2とλ1とがクロスした点が境界を示し、加工終点
となる。このようにして加工終点を容易に検出すること
ができる。Now, the filter 135a shown in FIG.
When a filter that transmits the emission wavelength λ 1 (252 nm) of i and a filter that transmits the emission wavelength λ 2 (307 nm) of Al are provided in the filter 135b, the detection output will be as shown in FIG. Relationship with. That is, in the processing state shown in FIG. 2B, the wiring layer (A
l) is processed, the emission wavelength of Al is λ 2 (30
The amount of light of 7 nm) is high, and the amount of light of the emission wavelength λ 1 (252 nm) of Si increases on the contrary as the processing progresses. The point where λ 2 and λ 1 intersect represents the boundary, and is the processing end point. In this way, the processing end point can be easily detected.
【００３９】〈実施例３〉実施例１の図１において、電
子シャワー１５２は、フィラメント１５１から引き出し
電極１５７により引き出される電子１５５を、レンズ電
極１５３、１５４によって集束し、偏向電極１５６によ
って偏向することにより試料１０２ａ上の集束イオンビ
ーム１４０の照射点１１４の付近へ電子ビーム１５５を
照射してイオンビーム１４０の電荷を中和するものであ
るが、この際、電子銃からの発光がホトマル１５８に届
けば励起発光の検出の際ノイズとなる。そこで図１の装
置はこの問題に関し以下、図３及び図４で具体的に説明
するように大きい利点を有する。<Embodiment 3> In FIG. 1 of Embodiment 1, the electron shower 152 focuses the electrons 155 extracted from the filament 151 by the extraction electrode 157 by the lens electrodes 153 and 154 and deflects them by the deflection electrode 156. The electron beam 155 is radiated to the vicinity of the irradiation point 114 of the focused ion beam 140 on the sample 102a to neutralize the electric charge of the ion beam 140. At this time, the light emitted from the electron gun reaches the photomal 158. For example, it becomes noise when detecting excited light emission. Therefore, the device of FIG. 1 has a great advantage in this problem, as will be described below with reference to FIGS. 3 and 4.
【００４０】図３に示すように、集束イオンビーム１４
０の照射点１１４からの光は対物レンズ１１９により平
行なビームａａ’になる。一方、少し離れた点１６５か
らの光はレンズ１１９を通過後、異なる方向ｂｂ’の方
に進むため、光軸１６０からはずれてしまい、フォトマ
ル１５８の受光面１５８ａに到達できない。ここで図１
の１５０で示される光学鏡筒の内面に試料からの光を良
く吸収する物質、例えば黒色の塗料を塗布したり処理を
施すことにより光路からはずれた光を吸収して、散乱や
反射により光路へ戻ってフォトマル受光面１５８ａへ届
くことを防ぐことができる。このように対物レンズ１１
９と結像レンズ１３１間の距離が十分に長いため光学系
自体が空間フィルターの役割を果たしており、図３のｃ
領域、あるいは反射を考慮した場合ｄ領域からの光はフ
ォトマル受光面１５８ａへ届くが、それ以外の領域から
の光は届かない。As shown in FIG. 3, the focused ion beam 14
The light from the irradiation point 114 of 0 becomes a parallel beam aa ′ by the objective lens 119. On the other hand, the light from the point 165 which is a little away travels in the different direction bb ′ after passing through the lens 119, so that it is deviated from the optical axis 160 and cannot reach the light receiving surface 158a of the photomultiplier 158. Figure 1
The material 150 that absorbs the light from the sample well, such as black paint, is applied to the inner surface of the optical barrel indicated by 150 to absorb the light deviated from the light path, and the light is scattered or reflected to the light path. It is possible to prevent it from returning to reach the photomultiply light receiving surface 158a. In this way, the objective lens 11
Since the distance between 9 and the imaging lens 131 is sufficiently long, the optical system itself functions as a spatial filter.
In consideration of the area or the reflection, the light from the area d reaches the photomultiply light receiving surface 158a, but the light from other areas does not reach.
【００４１】また、図４に示すように、二つのレンズ１
１９、１３１間で集束させる方式も有効である。この場
合、集束点３６１にはアパーチャ３６０を設け光が通過
できないようにする。同図において、集束イオンビーム
１４０の照射点１１４からの光は実線の光路をたどって
アパーチャ３６０の開口部３６１を通過し、結像レンズ
１３１を通過してフォトマル１５８の受光面１５８ａに
入るが、少しはなれた点１６５からの光は、対物レンズ
１１９によって遮光部３６２の位置に集束され、アパー
チャ３６０の開口部を通過することができない。Also, as shown in FIG. 4, two lenses 1
The method of focusing between 19 and 131 is also effective. In this case, the focusing point 361 is provided with an aperture 360 so that light cannot pass therethrough. In the figure, the light from the irradiation point 114 of the focused ion beam 140 traces the optical path of the solid line, passes through the opening 361 of the aperture 360, passes through the imaging lens 131, and enters the light receiving surface 158a of the photomultiplier 158. The light from the slightly separated point 165 is focused on the position of the light shield 362 by the objective lens 119 and cannot pass through the opening of the aperture 360.
【００４２】このように図４の方式では、二つのレンズ
の間にアパーチャ３６０があるためレンズ間の距離が固
定されてしまう。あるいはレンズ間の距離を変える度に
アパーチャの位置を調整することが必要になる。このた
め焦点を合わせることが容易でない。しかし、図３の方
式では、二つのレンズの間では平行ビームであり、また
アパーチャも存在しないため、レンズの間の距離を自由
に変えることができるので焦点合わせは容易に行えると
いう特徴がある。As described above, in the method of FIG. 4, the distance between the lenses is fixed because the aperture 360 is provided between the two lenses. Alternatively, it is necessary to adjust the position of the aperture each time the distance between the lenses is changed. Therefore, it is not easy to focus. However, the method of FIG. 3 is characterized in that since the two lenses are parallel beams and there is no aperture, the distance between the lenses can be freely changed and focusing can be easily performed.
【００４３】〈実施例４〉図１の装置において、加工時
にスパッタした粒子が加工領域に再付着するのを防止す
るために試料１０２ａの加工領域に反応性ガス、例えば
ＸｅＦ2、ＡｒＦ2、ＣＣｌ4などのハロゲン化物、ある
いはＦ2、Ｃｌ2などのハロゲンガスを、ガス供給口１３
７から導入する場合には、これらのガスから励起光の検
出光学系を保護することが必要である。この装置では主
要な部分、すなわち検出用のフォトマル１５８、可動ハ
ーフミラー１２５、可動ミラー１３３及び照明系、観察
系フィルター１３５などを真空容器（チャンバ）１０１
の外部へ設置する構造のため、光学素子としては保護用
のカバーガラス１１８、対物レンズ１１９、窓１２４の
みを反応性ガスに耐えるものとすれば良いという特徴が
ある。<Embodiment 4> In the apparatus shown in FIG. 1, in order to prevent the particles sputtered during processing from re-adhering to the processing area, a reactive gas such as XeF 2 , ArF 2 , CCl is added to the processing area of the sample 102a. A halide such as 4 or a halogen gas such as F 2 or Cl 2 is supplied to the gas supply port 13
When introduced from No. 7, it is necessary to protect the excitation light detection optical system from these gases. In this apparatus, the main part, that is, the photomultiplier 158 for detection, the movable half mirror 125, the movable mirror 133, the illumination system, the observation system filter 135, and the like are included in the vacuum container (chamber) 101.
Since the optical element is installed outside, there is a feature that only the protective cover glass 118, the objective lens 119 and the window 124 need to withstand the reactive gas as the optical element.
【００４４】[0044]
【発明の効果】以上説明したように本発明により、所期
の目的を達成することができた。すなわち、エネルギー
ビームの照射位置に正確に検出光学系をあわせることが
できる。他からの迷光が検出系に入って励起光の検出を
困難にすることを防止することができる。また、反応性
ガスを導入する場合、検出部の主要な部分が導入ガスに
侵されないような構成とすることができた。As described above, according to the present invention, the intended purpose can be achieved. That is, the detection optical system can be accurately aligned with the irradiation position of the energy beam. It is possible to prevent stray light from the other from entering the detection system and making it difficult to detect the excitation light. Further, when the reactive gas is introduced, the main part of the detection unit can be prevented from being attacked by the introduced gas.
【図１】本発明の一実施例と成る装置の概略構成を示す
図。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】同じく検出光学系の概略構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a detection optical system of the same.
【図３】同じく検出光学系を長くして検出立体角を小さ
くした構成を示す説明図。FIG. 3 is an explanatory view showing a configuration in which the detection optical system is also lengthened to reduce the detection solid angle.
【図４】同じく空間フィルタを光学系の途中に設けた構
成を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration in which a spatial filter is similarly provided in the middle of the optical system.
１０１…真空容器（チャンバ）、 １０２…試料台、
１０２ａ…試料、１０３…集束イオンビーム鏡筒、
１０４…イオン源、１０５…引き出し電極、
１０６…第１レンズ、１０７、１０９…偏向電
極、 １０８…第２レンズ、１１０…オリフィ
ス、 １１２、１１３…排気系、１１４…集束イオ
ンビームの照射位置（加工位置）、 １１５…ア
ンプ、１１５ａ…信号、 １１６…ガ
スノズル、１１７…位置調整機構、 １１８
…カバーガラス（窓材）、１１９…対物レンズ、
１２０…真空容器のポートフランジ、１２１、
１２２…移動ステージ、 １２３…フランジ、１２４
…真空隔壁窓、 １２５…可動ハーフミラ
ー、１２６…凹面反射鏡、 １２７…ラン
プ、１２８…照明用レンズ、 １２９…伸縮
自在の隔壁（ベローズ）、１３０…リニアーローラーガ
イド、 １３１…結像レンズ、１３２…可動ハーフミラ
ー引込みポケット、１３３…可動ミラー、
１３４…可動ミラー引込みポケット、１３５…フィル
タ、 １３６…接眼レンズ、１３７…ガ
ス供給口、 １３８…電子シャワー投入電
源、１３９…マイクロメータ、 １４０…集束
イオンビーム、１４１…ブランキング電極、 １
４２…ブランキングアパーチャ、１５０…光学鏡筒、
１５１…フィラメント、１５２…電子シ
ャワー、 １５３、１５４…電子レンズ電極、１５５
…電子ビーム、 １５６…偏向電極、１５
７…引き出し電極、 １５８…フォトマル
（光検出器）、１５８ａ…受光部、 １５９、１
６１…シャッタ、１６０…光軸、
１６２…迷光遮断機能を有する排気口、１６３…じゃま
板、 １６４…特性ミラー、１６５…照
射点から少し離れた発光点、３６０…アパーチャ、
３６１…アパーチャの開口部（集束点）、３
６２…アパーチャの遮光部、 Ａ…照明光学
系、Ｂ…観察光学系、 Ｃ…検出
光学系、Ｄ…イオンビーム照射系。101 ... Vacuum container (chamber), 102 ... Sample stage,
102a ... sample, 103 ... focused ion beam lens barrel,
104 ... Ion source, 105 ... Extraction electrode,
106 ... First lens, 107, 109 ... Deflection electrode, 108 ... Second lens, 110 ... Orifice, 112, 113 ... Exhaust system, 114 ... Focused ion beam irradiation position (processing position), 115 ... Amplifier, 115a ... Signal , 116 ... Gas nozzle, 117 ... Position adjusting mechanism, 118
... Cover glass (window material), 119 ... Objective lens,
120 ... port flange of vacuum container, 121,
122 ... moving stage, 123 ... flange, 124
... vacuum partition window, 125 ... movable half mirror, 126 ... concave reflecting mirror, 127 ... lamp, 128 ... illumination lens, 129 ... expandable partition (bellows), 130 ... linear roller guide, 131 ... imaging lens, 132 … Movable half mirror pull-in pocket, 133… Movable mirror,
134 ... Movable mirror pull-in pocket, 135 ... Filter, 136 ... Eyepiece lens, 137 ... Gas supply port, 138 ... Electronic shower input power supply, 139 ... Micrometer, 140 ... Focused ion beam, 141 ... Blanking electrode, 1
42 ... Blanking aperture, 150 ... Optical barrel,
151 ... Filament, 152 ... Electron shower, 153, 154 ... Electron lens electrode, 155
... Electron beam, 156 ... Deflection electrode, 15
7 ... Extraction electrode, 158 ... Photomul (photodetector), 158a ... Light receiving part, 159, 1
61 ... Shutter, 160 ... Optical axis,
162 ... Exhaust port having stray light blocking function, 163 ... Baffle plate, 164 ... Characteristic mirror, 165 ... Emission point slightly apart from irradiation point, 360 ... Aperture,
361 ... Aperture opening (focusing point), 3
62 ... A light shielding part of aperture, A ... Illumination optical system, B ... Observation optical system, C ... Detection optical system, D ... Ion beam irradiation system.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｋ 31/00 Ｍ Ｇ０１Ｎ 21/63 Ｚ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location B23K 31/00 MG01N 21/63 Z
Claims (17)
を照射することにより所定の加工を行うと共に、前記加
工位置から飛散する加工された物質粒子固有の発光を検
出光学系で検出してエネルギービーム加工の終点検出を
行うエネルギービーム加工方法において、前記加工され
た物質粒子固有の発光を検出光学系で検出するに先立っ
て予め試料面の加工位置を照明光学系で照射し、それを
観察光学系で観察するに際し、前記観察光学系の光軸を
前記検出光学系の光軸上に一致させ、前記観察光学系で
前記試料面上のエネルギービームの照射位置を観察する
ことにより、前記試料面上のエネルギービームの照射位
置に検出光学系の光軸を自動的に整合させるようにして
成るエネルギービーム加工の終点検出方法。1. A sample processing position is irradiated with a focused energy beam to perform a predetermined processing, and at the same time, a light emission peculiar to the processed material particles scattered from the processing position is detected by a detection optical system to produce an energy beam. In the energy beam processing method for detecting the processing end point, prior to detecting the light emission peculiar to the processed material particles with the detection optical system, the processing position of the sample surface is irradiated with the illumination optical system in advance, and the observation optical system At the time of observation, by aligning the optical axis of the observation optical system with the optical axis of the detection optical system and observing the irradiation position of the energy beam on the sample surface with the observation optical system, on the sample surface Of detecting the end point of energy beam processing by automatically aligning the optical axis of the detection optical system with the irradiation position of the energy beam.
を照射することにより所定の加工を行うと共に、前記加
工位置から飛散する加工された物質粒子固有の発光を検
出光学系で検出してエネルギービーム加工の終点検出を
行うエネルギービーム加工方法において、前記加工され
た物質粒子固有の発光を検出光学系で検出するに先立っ
て予め試料面の加工位置を照明する照明光学系の光軸
と、それを観察する観察光学系の光軸とを検出光学系の
光軸上に一致させ、前記観察光学系で前記試料面上のエ
ネルギービームの照射位置を観察することにより、前記
試料面上のエネルギービームの照射位置に検出光学系の
光軸を自動的に整合させるようにして成るエネルギービ
ーム加工の終点検出方法。2. A sample processing position is irradiated with a focused energy beam to perform a predetermined processing, and at the same time, the detection optical system detects the luminescence peculiar to the processed material particles scattered from the processing position to generate an energy beam. In the energy beam processing method for detecting the processing end point, the optical axis of the illumination optical system that illuminates the processing position of the sample surface in advance before detecting the light emission specific to the processed material particles with the detection optical system, By aligning the optical axis of the observation optical system to be observed with the optical axis of the detection optical system and observing the irradiation position of the energy beam on the sample surface with the observation optical system, A method for detecting the end point of energy beam processing which automatically aligns the optical axis of the detection optical system with the irradiation position.
工位置に、反応ガスの存在下で集束エネルギービームを
照射することにより所定の加工を行うと共に、前記加工
位置から飛散する加工された物質粒子固有の発光を検出
光学系で検出してエネルギービーム加工の終点検出を行
うエネルギービーム加工方法において、前記加工された
物質粒子固有の発光を検出する検出光学系の主要部を前
記真空容器の窓を介して真空容器外に配設してなるエネ
ルギービーム加工の終点検出方法。3. A processing position of a sample placed on a sample table in a vacuum container is irradiated with a focused energy beam in the presence of a reaction gas to perform a predetermined processing, and a processing which scatters from the processing position. In the energy beam processing method for detecting the luminescence peculiar to the processed material particles by the detection optical system to detect the end point of the energy beam processing, the main part of the detection optical system for detecting the luminescence peculiar to the processed material particles is the vacuum. A method for detecting an end point of energy beam processing, which is arranged outside a vacuum container through a container window.
を照射することにより所定の加工を行うと共に、前記加
工位置から飛散する加工された物質粒子固有の発光を検
出光学系で検出してエネルギービーム加工の終点検出を
行うエネルギービーム加工方法において、前記検出光学
系の対物レンズと結像レンズ間に空間フィルタを介挿せ
しめて検出光学系に入射した迷光を遮光し、検出光学光
路から排除するようにして成るエネルギービーム加工の
終点検出方法。4. An energy beam is obtained by irradiating a processing position of a sample with a focused energy beam to perform a predetermined processing, and detecting luminescence peculiar to the processed material particles scattered from the processing position by a detection optical system. In the energy beam processing method for detecting the processing end point, a spatial filter is inserted between the objective lens and the imaging lens of the detection optical system to block stray light incident on the detection optical system and remove it from the detection optical optical path. End point detection method of energy beam processing.
を照射することにより所定の加工を行うと共に、前記加
工位置から飛散する加工された物質粒子固有の発光を検
出光学系で検出してエネルギービーム加工の終点検出を
行うエネルギービーム加工方法において、前記検出光学
系を長くして検出立体角を小さくし、検出光学系に入射
する他からの迷光を検出光学光路外に排除するようにし
て成るエネルギービーム加工の終点検出方法。5. The energy beam is obtained by irradiating a processing position of a sample with a focused energy beam to perform a predetermined processing, and detecting luminescence peculiar to the processed material particles scattered from the processing position by a detection optical system. In the energy beam processing method for detecting the processing end point, the energy is formed by lengthening the detection optical system to reduce the detection solid angle, and eliminating stray light from other incident on the detection optical system to the outside of the detection optical optical path. Beam processing end point detection method.
工位置に、反応ガスの存在下で集束エネルギービームを
照射することにより所定の加工を行うと共に、前記加工
位置から飛散する加工された物質粒子固有の発光を検出
光学系で検出してエネルギービーム加工の終点検出を行
うエネルギービーム加工方法において、試料面の加工位
置を照明する照明光学系、それを観察する観察光学系及
び前記加工された物質粒子固有の発光を検出する検出光
学系から成る各光学系の主要部を前記真空容器の窓を介
して真空容器外に配設してなる請求項１もしくは２記載
のエネルギービーム加工の終点検出方法。6. A machining position of a sample placed on a sample table in a vacuum container is irradiated with a focused energy beam in the presence of a reaction gas to perform a predetermined machining and a scattering process from the machining position. In the energy beam processing method for detecting the luminescence peculiar to the substance particles by the detection optical system to detect the end point of the energy beam processing, the illumination optical system for illuminating the processing position of the sample surface, the observation optical system for observing the same, and The energy beam processing according to claim 1 or 2, wherein a main part of each optical system including a detection optical system for detecting light emission peculiar to the processed material particles is arranged outside the vacuum container through a window of the vacuum container. End point detection method.
工位置に、反応ガスの存在下で集束エネルギービームを
照射することにより所定の加工を行うと共に、前記加工
位置から飛散する加工された物質粒子固有の発光を検出
光学系で検出してエネルギービーム加工の終点検出を行
うエネルギービーム加工方法において、前記検出光学系
の対物レンズと結像レンズ間に空間フィルタを介挿せし
めて検出光学系に入射した迷光を遮光し、検出光学光路
から排除するようにして成る請求項１もしくは２記載の
エネルギービーム加工の終点検出方法。7. A processing position of a sample placed on a sample table in a vacuum container is irradiated with a focused energy beam in the presence of a reaction gas to perform a predetermined processing, and a processing which scatters from the processing position. In the energy beam processing method for detecting the light emission peculiar to the material particles detected by the detection optical system to detect the end point of the energy beam processing, a detection filter is provided by inserting a spatial filter between the objective lens and the imaging lens of the detection optical system. 3. The method for detecting the end point of energy beam processing according to claim 1, wherein stray light incident on the system is shielded and eliminated from the detection optical optical path.
工位置に、反応ガスの存在下で集束エネルギービームを
照射することにより所定の加工を行うと共に、前記加工
位置から飛散する加工された物質粒子固有の発光を検出
光学系で検出してエネルギービーム加工の終点検出を行
うエネルギービーム加工方法において、前記検出光学系
を長くして検出立体角を小さくし、検出光学系に入射す
る他からの迷光を検出光学光路外に排除するようにして
成るエネルギービーム加工の終点検出方法。8. A machining position of a sample placed on a sample table in a vacuum container is irradiated with a focused energy beam in the presence of a reaction gas to perform a predetermined machining, and a scattering process from the machining position. In the energy beam processing method for detecting the luminescence peculiar to the substance particles detected by the detection optical system to detect the end point of the energy beam processing, the detection optical system is lengthened to reduce the detection solid angle, and is incident on the detection optical system. A method for detecting the end point of energy beam processing, which is configured to eliminate stray light from the outside of the detection optical path.
工位置に、集束エネルギービームを照射し所定の加工を
行う集束エネルギービーム照射手段と、前記加工位置か
ら飛散する加工された物質粒子固有の発光を検出してエ
ネルギービーム加工の終点を検出する検出光学手段とを
備えたエネルギービーム加工装置において、前記試料面
の加工位置を照明光学系で照明し、それを観察光学系で
観察するに際し、前記観察光学系の光軸を前記検出光学
系の光軸上に一致させ、前記観察光学系で前記試料面上
のエネルギービームの照射位置を観察する手段と、前記
観察結果に基づいて、試料面上のエネルギービームの照
射位置に検出光学系の光軸を自動的に整合させる手段と
を有して成るエネルギービーム加工加工装置。9. A focused energy beam irradiation means for irradiating a processing position of a sample placed on a sample table in a vacuum container with a focused energy beam to perform a predetermined processing, and a processed substance scattered from the processing position. In an energy beam processing apparatus equipped with a detection optical means for detecting light emission peculiar to particles to detect an end point of energy beam processing, the processing position of the sample surface is illuminated by an illumination optical system and observed by an observation optical system. In doing so, the optical axis of the observation optical system is aligned with the optical axis of the detection optical system, means for observing the irradiation position of the energy beam on the sample surface in the observation optical system, based on the observation result. , A means for automatically processing the optical axis of the detection optical system at the irradiation position of the energy beam on the sample surface.
加工位置に、集束エネルギービームを照射し所定の加工
を行う集束エネルギービーム照射手段と、前記加工位置
から飛散する加工された物質粒子固有の発光を検出して
エネルギービーム加工の終点を検出する検出光学手段と
を備えたエネルギービーム加工装置において、前記加工
された物質粒子固有の発光を検出光学系で検出するに先
立って予め試料面の加工位置を照明する照明光学系の光
軸と、それを観察する観察光学系の光軸とを検出光学系
の光軸上に一致させ、前記観察光学系で前記試料面上の
エネルギービームの照射位置を観察する手段と、前記観
察結果に基づいて、試料面上のエネルギービームの照射
位置に検出光学系の光軸を自動的に整合させる手段とを
有して成るエネルギービーム加工加工装置。10. A focused energy beam irradiation means for irradiating a processing position of a sample placed on a sample table in a vacuum container with a focused energy beam to perform predetermined processing, and a processed substance scattered from the processing position. In an energy beam processing apparatus provided with a detection optical means for detecting light emission peculiar to particles to detect an end point of energy beam processing, a sample is prepared in advance before the light emission peculiar to the processed substance particles is detected by a detection optical system. The optical axis of the illumination optical system for illuminating the processing position of the surface and the optical axis of the observation optical system for observing the same are aligned with the optical axis of the detection optical system, and the energy beam on the sample surface in the observation optical system. Of the detection optical system, and means for automatically aligning the optical axis of the detection optical system with the irradiation position of the energy beam on the sample surface based on the observation result. Bimu processing processing equipment.
加工位置に、反応ガスの存在下で集束エネルギービーム
を照射し所定の加工を行う集束エネルギービーム照射手
段と、前記加工位置から飛散する加工された物質粒子固
有の発光を検出してエネルギービーム加工の終点を検出
する検出光学手段とを備えたエネルギービーム加工装置
において、前記加工された物質粒子固有の発光を検出す
る検出光学系の少なくとも結像レンズ、フィルタ及び光
検出器を含む主要部を前記真空容器の窓を介して真空容
器外に配設して成るエネルギービーム加工加工装置。11. A focused energy beam irradiation means for irradiating a processing position of a sample placed on a sample table in a vacuum container with a focused energy beam in the presence of a reaction gas to perform predetermined processing, and from the processing position. In an energy beam processing apparatus provided with a detection optical means for detecting the light emission peculiar to the processed material particles scattered to detect the end point of the energy beam processing, a detection optical system for detecting the light emission peculiar to the processed material particles. 2. An energy beam processing apparatus comprising a main part including at least an imaging lens, a filter, and a photodetector disposed outside the vacuum container through a window of the vacuum container.
加工位置に、集束エネルギービームを照射し所定の加工
を行う集束エネルギービーム照射手段と、前記加工位置
から飛散する加工された物質粒子固有の発光を検出して
エネルギービーム加工の終点を検出する検出光学手段と
を備えたエネルギービーム加工装置において、前記検出
光学系の対物レンズと結像レンズ間に空間フィルタを配
設し、検出光学系に入射する迷光を遮光し、検出光学光
路外に排除するよう構成して成るエネルギービーム加工
加工装置。12. A focused energy beam irradiation means for irradiating a processing position of a sample placed on a sample table in a vacuum container with a focused energy beam to perform a predetermined processing, and a processed substance scattered from the processing position. In an energy beam processing apparatus provided with a detection optical means for detecting light emission peculiar to particles to detect an end point of energy beam processing, a spatial filter is arranged between an objective lens and an imaging lens of the detection optical system to detect the beam. An energy beam processing device configured to block stray light entering the optical system and exclude it from the detection optical optical path.
加工位置に、集束エネルギービームを照射し所定の加工
を行う集束エネルギービーム照射手段と、前記加工位置
から飛散する加工された物質粒子固有の発光を検出して
エネルギービーム加工の終点を検出する検出光学手段と
を備えたエネルギービーム加工装置において、前記検出
光学系における対物レンズの焦点を試料の加工位置に合
わせる手段と、前記対物レンズと結像レンズ間の光路長
を長くして検出立体角を小さくする手段とを有し、検出
光学系に入射する他からの迷光を検出光学光路外に排除
するよう構成して成るエネルギービーム加工加工装置。13. A focused energy beam irradiation means for irradiating a processing position of a sample placed on a sample table in a vacuum container with a focused energy beam to perform a predetermined processing, and a processed material scattered from the processing position. In an energy beam processing apparatus provided with a detection optical means for detecting light emission peculiar to particles to detect an end point of energy beam processing, a means for focusing an objective lens in the detection optical system on a processing position of a sample, and the objective An energy beam having means for increasing the optical path length between the lens and the imaging lens to reduce the detection solid angle, and stray light from the other incident on the detection optical system outside the detection optical optical path. Processing equipment.
一部を構成する光学鏡筒は、試料に面した一端部におい
て着脱自在にカバーガラスを配設し、それに隣接して対
物レンズを保持すると共に、他端部において真空容器外
の残りの検出光学手段に接する窓を備えたフランジに接
続して成る請求項９乃至１３何れか記載のエネルギービ
ーム加工加工装置。14. An optical lens barrel constituting a part of detection optical means in the vacuum container has a cover glass detachably disposed at one end facing the sample, and holds an objective lens adjacent to the cover glass. At the same time, the energy beam processing apparatus according to any one of claims 9 to 13, wherein the other end is connected to a flange provided with a window that contacts the remaining detection optical means outside the vacuum container.
接する窓を備えたフランジを、伸縮自在の隔壁及びガイ
ドを介して光軸に対して垂直方向に移動できるステージ
に接続すると共に、前記ステージを真空容器のポートフ
ランジに接続して成り、前記フランジを光軸方向にガイ
ドを介して移動できるようにすると共に、前記ステージ
を光軸に対して垂直方向に移動することにより、光学鏡
筒に保持された対物レンズの焦点を試料の加工位置に合
わせることを可能とした請求項１４記載のエネルギービ
ーム加工加工装置。15. A flange provided with a window in contact with the remaining detection optical means outside the vacuum container is connected to a stage movable in a direction perpendicular to the optical axis through an extendable partition and a guide, and An optical lens barrel is formed by connecting a stage to a port flange of a vacuum container, and allowing the flange to move in a direction of an optical axis through a guide, and by moving the stage in a direction perpendicular to the optical axis. 15. The energy beam processing apparatus according to claim 14, wherein the focus of the objective lens held by can be adjusted to the processing position of the sample.
能を備えた排気口を複数個配設して成る請求項１４もし
くは１５記載のエネルギービーム加工加工装置。16. The energy beam processing apparatus according to claim 14 or 15, wherein a plurality of exhaust ports having a function of blocking stray light are provided on the side wall of said optical lens barrel.
共に、真空容器外の残りの検出光学手段に接する窓を、
光軸の垂直面に対して傾斜させてフランジに配設して成
る請求項１４もしくは１５記載のエネルギービーム加工
加工装置。17. A window which constitutes a part of the partition wall of the vacuum container and which is in contact with the remaining detection optical means outside the vacuum container,
The energy beam machining apparatus according to claim 14 or 15, wherein the energy beam machining apparatus is arranged on the flange so as to be inclined with respect to a plane perpendicular to the optical axis.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15479493A JPH0729881A (en) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | Method and apparatus for detecting end point of energy beam processing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15479493A JPH0729881A (en) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | Method and apparatus for detecting end point of energy beam processing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0729881A true JPH0729881A (en) | 1995-01-31 |
Family
ID=15592043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15479493A Pending JPH0729881A (en) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | Method and apparatus for detecting end point of energy beam processing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0729881A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014045715A1 (en) * | 2012-09-18 | 2014-03-27 | 三菱重工業株式会社 | Movable vacuum welding device |
| KR20150025258A (en) * | 2013-08-28 | 2015-03-10 | 삼성디스플레이 주식회사 | Method for repairing organic light emitting display apparatus |
| WO2018068506A1 (en) | 2016-10-11 | 2018-04-19 | Focus-Ebeam Technology (Beijing) Co., Ltd. | Charged particle beam system, opto-electro simultaneous detection system and method |
-
1993
- 1993-06-25 JP JP15479493A patent/JPH0729881A/en active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2014057985A (en) * | 2012-09-18 | 2014-04-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Movable type vacuum weld apparatus |
| US9358638B2 (en) | 2012-09-18 | 2016-06-07 | Mitsubishi Heavy Industries Machine Tool Co., Ltd. | Movable vacuum welding device |
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| JP2015046378A (en) * | 2013-08-28 | 2015-03-12 | 三星ディスプレイ株式會社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | Repair method for organic light-emitting display device |
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| EP3332417A4 (en) * | 2016-10-11 | 2018-11-07 | Focus-eBeam Technology (Beijing) Co., Ltd. | Charged particle beam system, opto-electro simultaneous detection system and method |
| US10879036B2 (en) | 2016-10-11 | 2020-12-29 | Focus-Ebeam Technology (Beijing) Co., Ltd. | Charged particle beam system, opto-electro simultaneous detection system and method |
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