特開 2024-141055 粒子ビーム支援加工装置用ノズル及び粒子ビーム支援加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024141055

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】粒子ビーム支援加工装置用ノズル及び粒子ビーム支援加工装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/317 20060101AFI20241003BHJP

【ＦＩ】

H01J37/317 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023052494

(22)【出願日】2023-03-29

(71)【出願人】

【識別番号】520487808

【氏名又は名称】シャープディスプレイテクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002848

【氏名又は名称】弁理士法人ＮＩＰ＆ＳＢＰＪ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田中 壮太郎

【テーマコード（参考）】

5C101

【Ｆターム（参考）】

5C101AA32

5C101AA39

5C101CC14

5C101CC17

5C101DD02

5C101DD33

5C101FF19

5C101FF50

5C101GG04

(57)【要約】

【課題】試料を均一に加工することができる粒子ビーム支援加工装置用ノズル及び粒子ビーム支援加工装置を提供する。
【解決手段】粒子ビーム支援加工装置用ノズルは、流路が形成された管状部と、開口と、前記流路に接続され前記開口の外縁に沿って形成された連続流路と、前記連続流路から特定の方向へ延びる複数の噴き出し孔と、が形成された先端と、を備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

流路が形成された管状部と、
開口と、前記流路に接続され前記開口の外縁に沿って形成された連続流路と、前記連続流路から特定の方向へ延びる複数の噴き出し孔と、が形成され、前記管状部に接続された先端と、
を備える粒子ビーム支援加工装置用ノズル。

【請求項2】

前記先端及び前記連続流路は、環状の形状を有する
請求項１に記載の粒子ビーム支援加工装置用ノズル。

【請求項3】

前記先端及び前記連続流路は、円環状の形状を有する
請求項１に記載の粒子ビーム支援加工装置用ノズル。

【請求項4】

前記連続流路は、前記流路に接続される接続箇所を有し、
前記複数の噴き出し孔は、前記接続箇所を含み前記開口と垂直をなす面について対称である複数の位置にそれぞれ形成される
請求項１に記載の粒子ビーム支援加工装置用ノズル。

【請求項5】

前記複数の噴き出し孔は、前記開口の中心について点対称である複数の位置にそれぞれ形成される
請求項１に記載の粒子ビーム支援加工装置用ノズル。

【請求項6】

前記連続流路は、前記流路に接続される接続箇所を有し、
前記複数の噴き出し孔に含まれる噴き出し孔の径は、前記接続箇所から前記連続流路に沿って前記噴き出し孔に至る経路の長さが長くなるほど大きくなる
請求項１に記載の粒子ビーム支援加工装置用ノズル。

【請求項7】

前記複数の噴き出し孔に接続される複数の孔がそれぞれ形成され前記先端に取り付けられる複数の筒状構造
を備える請求項１に記載の粒子ビーム支援加工装置用ノズル。

【請求項8】

前記複数の孔の径は、それぞれ、前記複数の噴き出し孔から離れるにつれて大きくなる
請求項６に記載の粒子ビーム支援加工装置用ノズル。

【請求項9】

前記先端は、円弧状の形状を有し第１の先端を有する第１の円弧状部と、円弧状の形状を有し第２の先端を有する第２の円弧状部と、を備え、
前記連続流路は、前記第１の円弧状部に形成される第１の連続流路と、前記第２の円弧状部に形成される第２の連続流路と、を含み、
前記複数の噴き出し孔は、前記前記第１の円弧状部に形成される第１の噴き出し孔と、前記第２の円弧状部に形成される第２の噴き出し孔と、を含み、
前記第１の先端と前記第２の先端との間にギャップが形成される
請求項１に記載の粒子ビーム支援加工装置用ノズル。

【請求項10】

請求項１から９までのいずれかに記載の粒子ビーム支援加工装置用ノズルと、
前記開口を経由して試料に粒子ビームを照射する鏡筒と、
前記流路にガスを供給するガス源と、
を備える粒子ビーム支援加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、粒子ビーム支援加工装置用ノズル及び粒子ビーム支援加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、集束イオンビーム用ガス導入装置を開示する。当該集束イオンビーム用ガス導入装置においては、複数のパイプの先端のノズルから導入ガスが噴出されて、金属薄膜又は絶縁膜が試料に堆積させられる。各ノズルからの導入ガスの噴射条件は、個別に制御される（発明の名称並びに段落００１３及び００１４）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８－９８２３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示された集束イオンビーム用ガス導入装置において各ノズルからの導入ガスの噴射条件が個別に制御された場合は、複数のノズルからの導入ガスの噴射条件の僅かな差により、導入ガスの噴射の等方性が失われ、均一な金属薄膜又は絶縁膜を堆積することが困難になる可能性がある。

【0005】

本開示の一態様は、この問題に鑑みてなされた。本開示の一態様は、例えば、試料を均一に加工することができる粒子ビーム支援加工装置用ノズル及び粒子ビーム支援加工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】

【0006】

本開示の第１の態様の粒子ビーム支援加工装置用ノズルは、流路が形成された管状部と、開口と、前記流路に接続され前記開口の外縁に沿って形成された連続流路と、前記連続流路から特定の方向へ延びる複数の噴き出し孔と、が形成され、前記管状部に接続された先端と、を備える。

【0007】

本開示の第２の態様の粒子ビーム支援加工装置は、本開示の第１の態様の粒子ビーム支援加工装置用ノズルと、前記開口を経由して試料に粒子ビームを照射する鏡筒と、前記流路にガスを供給するガス源と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態の集束イオンビーム（ＦＩＢ）支援堆積装置を模式的に図示する図である。

【図2】第１実施形態のＦＩＢ支援堆積装置により形成された堆積膜、及び試料を模式的に図示する断面図である。

【図3】第１実施形態のＦＩＢ支援堆積装置に備えられる鏡筒及びノズルを模式的に図示する斜視図である。

【図4】第１実施形態のＦＩＢ支援堆積装置に備えられるノズルを模式的に図示する斜視図である。

【図5】第１実施形態のＦＩＢ支援堆積装置に備えられるノズルを模式的に図示する上面図である。

【図6】第１実施形態の第１変形例のＦＩＢ支援堆積装置に備えられるノズルを模式的に図示する上面図である。

【図7】第１実施形態の第２変形例のＦＩＢ支援堆積装置に備えられるノズルを模式的に図示する上面図である。

【図8】第１実施形態の第３変形例のＦＩＢ支援堆積装置に備えられるノズルを模式的に図示する上面図である。

【図9】第１実施形態の第４変形例のＦＩＢ支援堆積装置に備えられるノズルを模式的に図示する上面図である。

【図10】参考例のＦＩＢ支援堆積装置を模式的に図示する図である。

【図11】参考例のＦＩＢ支援堆積装置により形成された堆積膜、及び試料を模式的に図示する断面図である。

【図12】第２実施形態のＦＩＢ支援堆積装置に備えられるノズルを模式的に図示する斜視図である。

【図13】第２実施形態のＦＩＢ支援堆積装置に備えられる筒状構造を模式的に図示する断面図である。

【図14】第２実施形態の第１変形例のＦＩＢ支援堆積装置に備えられる筒状構造を模式的に図示する断面図である。

【図15】第３実施形態のＦＩＢ支援堆積装置に備えられるノズルを模式的に図示する斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、図面については、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0010】

１ 第１実施形態
１．１ 集束イオンビーム支援堆積装置
図１は、第１実施形態の集束イオンビーム（ＦＩＢ）支援堆積装置を模式的に図示する図である。図２は、第１実施形態のＦＩＢ支援堆積装置により形成された堆積膜、及び試料を模式的に図示する断面図である。

【0011】

図１に図示されるＦＩＢ支援堆積装置１は、ＦＩＢ１１を用いてＦＩＢ支援堆積を行う。このため、ＦＩＢ支援堆積装置１は、試料１２にＦＩＢ１１を照射し、試料１２に向かって堆積ガス１３を噴き出し、試料１２の表面１２ａの付近で、照射したＦＩＢ１１を噴き出した堆積ガス１３に作用させる。これにより、図２に図示されるように、ＦＩＢ支援堆積装置１は、試料１２の表面１２ａに堆積膜１４を形成する。ＦＩＢ支援堆積装置１は、試料１２の表面１２ａが大きな凹凸を有する場合であっても、堆積膜１４を均一に形成することができる。

【0012】

図１に図示されるように、ＦＩＢ支援堆積装置１は、鏡筒２１、ガス源２２、ノズル２３、ステージ２４及び真空チャンバー２５を備える。

【0013】

鏡筒２１は、ノズル２３を経由して試料１２にＦＩＢ１１を照射する。

【0014】

ガス源２２は、ガス源２２の供給口からノズル２３に堆積ガス１３を供給する。供給される堆積ガス１３は、有機ガス等である。有機ガスは、金属、カーボン等を含む。金属は、白金、タングステン等である。ガス源２２は、堆積ガス１３をノズル２３まで導くパイプ、パイプに挿入され堆積ガス１３を通過させる状態と堆積ガス１３を通過させない状態との切り替えを行うバルブ等を備える。

【0015】

ノズル２３は、供給された堆積ガス１３を試料１２に向かって噴き出す。ノズル２３は、試料１２に照射されるＦＩＢ１１を通過させ、通過させるＦＩＢ１１の周りの複数の位置から堆積ガス１３を噴き出す。これにより、ノズル２３は、試料１２に向かって堆積ガス１３を等方的に噴き出し、試料１２の表面１２ａに堆積ガス１３を均一に行き渡らせる。また、ノズル２３は、試料１２の表面１２ａが大きな凹凸を有する場合であっても、大きな凸部の影にまで堆積ガス１３を回り込ませる。これにより、ＦＩＢ支援堆積装置１は、試料１２の表面１２ａが大きな凹凸を有する場合であっても、試料１２の表面１２ａに均一な厚さを有する堆積膜１４を形成することができる。

【0016】

ステージ２４には、試料１２が載せられる。このため、ステージ２４は、鉛直方向下方向Ｚから試料１２を支持する。

【0017】

真空チャンバー２５には、内部空間２５ａが形成される。真空チャンバー２５は、内部空間２５ａを真空に維持することができる気密性を有する。内部空間２５ａには、鏡筒２１、ガス源２２、ノズル２３、ステージ２４及び真空チャンバー２５が収容される。

【0018】

ＦＩＢ支援堆積装置１が試料１２の表面１２ａに堆積膜１４を形成する場合は、鏡筒２１が、ノズル２３を経由して試料１２にＦＩＢ１１を照射する。それと並行して、ガス源２２が、ノズル２３に堆積ガス１３を供給し、ノズル２３が、供給された堆積ガス１３を試料１２に向かって噴き出す。照射されたＦＩＢ１１は、噴き出された堆積ガス１３に作用して堆積ガス１３を分解する。これにより、堆積ガス１３に含まれる成分が試料１２の表面１２ａに堆積し、当該成分を含む堆積膜１４がＦＩＢ１１の照射部に局所的に形成される。例えば、金属元素を含む堆積膜１４がＦＩＢ１１の付近に局所的に形成される。形成される堆積膜１４の特性は、噴き出される堆積ガス１３により決まる。このため、堆積ガス１３の選択により、堆積膜１４を導電膜、絶縁膜等にすることができる。

【0019】

１．２ 鏡筒
図３は、第１実施形態のＦＩＢ支援堆積装置に備えられる鏡筒及びノズルを模式的に図示する斜視図である。

【0020】

図３に図示されるように、鏡筒２１は、イオン源３１、コンデンサーレンズ３２、絞り３３、偏光器３４及び対物レンズ３５を備える。

【0021】

イオン源３１は、イオンを供給して鉛直方向下方向Ｚに進むイオンビーム４１を発生させる。供給されるイオンは、ガリウムイオン等である。

【0022】

コンデンサーレンズ３２は、発生させられたイオンビーム４１を集束させる。

【0023】

絞り３３は、集束させられたイオンビーム４１の径を絞る。

【0024】

偏光器３４は、径が絞られたイオンビーム４１のビーム路を鉛直方向下方向Ｚと垂直をなす水平方向Ｘ及び水平方向Ｙに移動させる。これにより、ＦＩＢ１１で試料１２の表面１２ａを走査することができる。

【0025】

対物レンズ３５は、径が絞られたイオンビーム４１に試料１２の表面１２ａで焦点を結ばせる。

【0026】

これらにより、鏡筒２１は、鉛直方向下方向Ｚに進み試料１２の表面１２ａに照射されるＦＩＢ１１を生成する。

【0027】

１．３ ノズル
図４は、第１実施形態のＦＩＢ支援堆積装置に備えられるノズルを模式的に図示する斜視図である。図５は、第１実施形態のＦＩＢ支援堆積装置に備えられるノズルを模式的に図示する上面図である。

【0028】

図１及び図３から図５までに図示されるように、ノズル２３は、管状部５１及び先端５２を備える。

【0029】

管状部５１は、直管である。このため、管状部５１には、直線的に伸びる流路５１ａが形成される。管状部５１が、湾曲管であってもよい。

【0030】

管状部５１の一端は、ガス源２２に接続され、流路５１ａの一端は、ガス源２２の供給口に接続される。これにより、管状部５１は、ガス源２２により供給された堆積ガス１３を流路５１ａの一端から流路５１ａの他端まで導く。

【0031】

先端５２は、環状管である。このため、先端５２には、ＦＩＢ１１を通過させる開口５２ｂが形成される。また、先端５２には、環状の形状を有する連続流路５２ａが形成される。連続流路５２ａは、開口５２ｂの外縁に沿って形成される。開口５２ｂの径すなわち先端５２の内径は、先端５２がＦＩＢ１１と干渉しないように大きくされる。先端５２は、例えば、５００μｍ以下の径を有する。ノズル２３は、先端５２から試料１２の表面１２ａまでの距離が、例えば、５００μｍ以下となるように設置される。

【0032】

先端５２は、管状部５１の他端に接続され、連続流路５２ａは、流路５１ａの他端に接続される接続箇所６１を有する。連続流路５２ａは、途切れることなく連続する。これにより、連続流路５２ａは、流路５１ａにより導かれてきた堆積ガス１３を連続流路５２ａ内の各位置まで導く。

【0033】

先端５２には、複数の噴き出し孔５２ｃが形成される。第１実施形態においては、複数の噴き出し孔５２ｃは、６個の噴き出し孔である。複数の噴き出し孔５２ｃが、２個以上５個以下の噴き出し孔又は７個以上の噴き出し孔であってもよい。

【0034】

複数の噴き出し孔５２ｃの一端は、連続流路５２ａに接続される。複数の噴き出し孔５２ｃの他端は、先端５２の下面に露出する。これにより、複数の噴き出し孔５２ｃは、連続流路５２ａにより導かれてきた堆積ガス１３を先端５２の下面まで導き、導いた堆積ガス１３を噴き出す。

【0035】

複数の噴き出し孔５２ｃは、連続流路５２ａから特定の方向に延びる。特定の方向は、鉛直方向下方向Ｚである。これにより、複数の噴き出し孔５２ｃは、鉛直方向下方向Ｚに堆積ガス１３を噴き出す。

【0036】

複数の噴き出し孔５２ｃは、ＦＩＢ１１の周りの複数の周方向位置から堆積ガス１３をそれぞれ噴き出す。これにより、ノズル２３は、試料１２の表面１２ａに向かって堆積ガス１３を等方的に噴き出し、試料１２の表面１２ａに堆積ガス１３を均一に行き渡らせる。また、ノズル２３は、試料１２の表面１２ａが大きな凹凸を有する場合であっても、大きな凸部の影にまで堆積ガス１３を回り込ませる。これにより、ＦＩＢ支援堆積装置１は、試料１２の表面１２ａが大きな凹凸を有する場合であっても、試料１２の表面１２ａに均一な厚さを有する堆積膜１４を形成することができる。

【0037】

先端５２及び連続流路５２ａは、円環状の形状を有する。このため、先端５２の開口５２ｂは、円形状の平面形状を有する。ノズル２３は、ＦＩＢ１１のビーム路が開口５２ｂの中心を通り開口５２ｂと垂直をなすように配置される。これにより、ＦＩＢ１１から複数の噴き出し孔５２ｃまで距離が均一になる。これにより、試料１２の表面１２ａに向かって堆積ガス１３をより等方的に噴き出すことができ、試料１２の表面１２ａに堆積ガス１３をより均一に行き渡らせることができる。

【0038】

複数の噴き出し孔５２ｃは、接続箇所６１を含み先端５２の開口５２ｂと垂直をなす面７１について対称である複数の位置にそれぞれ形成される。また、複数の噴き出し孔５２ｃは、ＦＩＢ１１のビーム路上の点について点対称である複数の位置にそれぞれ形成される。複数の噴き出し孔５２ｃは、先端５２の周方向に均等に配列される。これにより、試料１２の表面１２ａに向かって堆積ガス１３をより等方的に噴き出すことができ、試料１２の表面１２ａに堆積ガス１３をより均一に行き渡らせることができる。

【0039】

複数の噴き出し孔５２ｃは、同じ径を有する。

【0040】

先端５２は、角を有しない。このため、連続流路５２ａは、角を有しない。これにより、堆積ガス１３が流れにくくなることを抑制することができる。

【0041】

１．４ 噴き出し孔の径の調整
図６は、第１実施形態の第１変形例のＦＩＢ支援堆積装置に備えられるノズルを模式的に図示する上面図である。図７は、第１実施形態の第２変形例のＦＩＢ支援堆積装置に備えられるノズルを模式的に図示する上面図である。図８は、第１実施形態の第３変形例のＦＩＢ支援堆積装置に備えられるノズルを模式的に図示する上面図である。図９は、第１実施形態の第４変形例のＦＩＢ支援堆積装置に備えられるノズルを模式的に図示する上面図である。

【0042】

図６に図示されるように、第１実施形態の第１変形例においては、複数の噴き出し孔５２ｃが、３個の噴き出し孔である。図７に図示されるように、第１実施形態の第２変形例においては、複数の噴き出し孔５２ｃが、４個の噴き出し孔である。図８に図示されるように、第１実施形態の第３変形例においては、複数の噴き出し孔５２ｃが、５個の噴き出し孔である。図９に図示されるように、第１実施形態の第４変形例においては、複数の噴き出し孔５２ｃが、６個の噴き出し孔である。

【0043】

第１実施形態の第１変形例から第４変形例までにおいても、複数の噴き出し孔５２ｃは、面７１について対称である複数の位置にそれぞれ形成される。

【0044】

また、第１実施形態の第１変形例から第４変形例までにおいては、複数の噴き出し孔５２ｃに含まれる噴き出し孔５２ｃの径が、接続箇所６１から連続流路５２ａに沿って噴き出し孔５２ｃに至る経路の長さが長くなるほど大きくなる。これにより、ガス源２２から遠く、導かれてくる堆積ガス１３の圧力が低い噴き出し孔５２ｃから噴き出される堆積ガス１３の量が、ガス源２２に近く、導かれてくる堆積ガス１３の圧力が高い噴き出し孔５２ｃから噴き出される堆積ガス１３の量より少なくなることを抑制することができる。

【0045】

１．５ ＦＩＢによる断面加工のための保護膜としての堆積膜の利用
デバイスの微細領域の断面電子顕微鏡観察には、高い精度を有する断面加工が必要である。このため、当該断面電子顕微鏡観察には、高い精度を有するＦＩＢによる断面加工が多用される。しかし、デバイスに保護膜を形成することなくＦＩＢによる断面加工が行われた場合は、デバイスの元々の構造とは無関係なデバイスの表面の凹凸に由来する縦筋状の人工構造が形成される。このため、ＦＩＢによる断面加工が行われる場合には、デバイスの表面に保護膜が形成される。上述した堆積膜１４は、当該保護膜として利用することができる。

【0046】

近年においては、デバイスの３次元化及び複雑化が進んでいる。このため、断面電子顕微鏡観察が行われるデバイスの表面が大きな凹凸を有する場合がある。しかし、上述した堆積膜１４が保護膜として利用された場合は、デバイスの表面が大きな凹凸を有するときであっても、保護膜を均一に形成することができる。

【0047】

１．６ 堆積膜の形成以外の加工、及び観察におけるＦＩＢの利用
ＦＩＢ１１は、堆積膜１４の形成以外の加工、及び観察にも用いることができる。ＦＩＢ１１が加工及び観察に用いられる場合は、ＦＩＢ１１で試料１２が走査されるのと同期して試料１２から放出される２次電子が検出されて、走査顕微鏡像が取得される。また、取得された走査顕微鏡像に基づいて加工領域が設定され、設定された加工領域にＦＩＢ１１が照射されて加工領域が加工される。

【0048】

１．７ ＦＩＢ支援堆積装置以外の粒子ビーム支援加工装置におけるノズルの使用
ノズル２３が、ＦＩＢ支援堆積装置１以外の粒子ビーム支援加工装置に備えられてもよい。例えば、ノズル２３が、ＦＩＢ１１を用いてＦＩＢ支援エッチングを行うＦＩＢ支援エッチング装置、電子ビームを用いて電子ビーム支援堆積を行う電子ビーム支援堆積装置、電子ビームを用いて電子ビーム支援エッチングを行う電子ビーム支援エッチング装置等に備えられてもよい。ノズル２３が、ＦＩＢ支援堆積装置１、ＦＩＢ支援エッチング装置等のＦＩＢ支援加工装置に備えられる場合は、鏡筒２１は、先端５２の開口５２ｂを経由して試料１２にＦＩＢを照射する。ノズル２３が、電子ビーム支援堆積装置、電子ビーム支援エッチング装置等の電子ビーム支援加工装置に備えられる場合は、鏡筒２１が、開口５２ｂを経由して試料１２に電子ビームを照射する。ノズル２３が、ＦＩＢ支援堆積装置１、電子ビーム支援堆積装置等の粒子ビーム支援堆積装置に備えられる場合は、ノズル２３により行うことができる試料１２の加工は、試料１２の表面１２ａへの堆積膜１４の形成である。ノズル２３が、ＦＩＢ支援エッチング装置、電子ビーム支援エッチング装置等の粒子ビーム支援エッチング装置に備えられる場合は、ノズル２３により行うことができる試料１２の加工は、試料１２の表面１２ａのエッチングである。

【0049】

ノズル２３が、ＦＩＢ支援堆積装置１及びそれ以外の装置の複合装置に備えられてもよい。例えば、ノズル２３が、ＦＩＢ支援堆積装置１及び走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の複合装置に備えられてもよい。

【0050】

ＦＩＢ１１を用いてＦＩＢ支援エッチングが行われる場合は、鏡筒２１が、先端５２の開口５２ｂを経由して試料１２にＦＩＢ１１を照射する。それと並行して、ガス源２２が、エッチングガスをノズル２３に供給し、ノズル２３が、エッチングガスを試料１２に向かって噴き出す。照射されたＦＩＢ１１は、噴き出されたエッチングガスに作用する。これにより、試料１２とエッチングガスとの化学反応を伴うエッチングが行われる。エッチングガスは、ハロゲン系のガス等である。当該エッチングにおいては、化学反応により生成された物質が気化する。このため、当該エッチングのエッチング速度は速い。また、当該エッチングが行われた場合は、スパッタエッチングが行われた場合と比較して、残渣を減らすことができる。当該エッチングのエッチング速度を遅くし、混合材料からなる試料におけるエッチング速度の差を小さくすることもできる。

【0051】

１．８ 参考例と第１実施形態との対比
図１０は、参考例のＦＩＢ支援堆積装置を模式的に図示する図である。図１１は、参考例のＦＩＢ支援堆積装置により形成された堆積膜、及び試料を模式的に図示する断面図である。

【0052】

図１０に図示されるように、参考例においては、ノズル８１は、直管である。このため、ノズル８１は、ひとつの位置から堆積ガス１３を噴き出す。このため、ノズル８１は、試料１２の表面１２ａに向かって堆積ガス１３を等方的に噴き出すことができず、試料１２の表面１２ａに堆積ガス１３を均一に行き渡らせることができない。また、試料１２の表面１２ａが大きな凹凸を有する場合は、堆積ガス１３が噴き出される位置から見て、大きな凸部の影となる部分ができる。このため、ノズル８１は、試料１２の表面１２ａが大きな凹凸を有する場合は、大きな凸部の影にまで堆積ガス１３を回り込ませることができない。これにより、参考例においては、試料１２の表面１２ａが大きな凹凸を有する場合は、試料１２の表面１２ａに均一な厚さを有する堆積膜を形成することができない。このため、形成された堆積膜８２を保護膜としてＦＩＢ１１による断面加工が行われた場合は、堆積膜８２が形成されなかった領域が削られることがある。また、堆積膜８２が形成された領域と堆積膜８２が形成されなかった領域との境界に縦筋状の人工構造が形成されることがある。

【0053】

これに対して、第１実施形態においては、上述したように、ノズル２３は、ＦＩＢ１１の周りの複数の周方向位置から堆積ガス１３を噴き出す。このため、ノズル２３は、試料１２の表面１２ａに向かって堆積ガス１３を等方的に噴き出すことができ、試料１２の表面１２ａに堆積ガス１３を均一に行き渡らせることができる。また、試料１２の表面１２ａが大きな凹凸を有する場合であっても、堆積ガス１３が噴き出される複数の位置から見て、大きな凸部の影となる部分ができない。このため、ノズル２３は、試料１２の表面１２ａが大きな凹凸を有する場合であっても、大きな凸部の影にまで堆積ガス１３を回り込ませることができる。これにより、第１実施形態においては、試料１２の表面１２ａが大きな凹凸を有する場合であっても、試料１２の表面１２ａに均一な厚さを有する堆積膜１４を形成することができる。このため、形成された堆積膜１４を保護膜としてＦＩＢ１１による断面加工が行われた場合は、堆積膜１４が形成されなかった領域が削られることを抑制することができる。また、堆積膜１４が形成された領域と堆積膜１４が形成されなかった領域との境界に縦筋状の人工構造が形成されることを抑制することができる。

【0054】

均一な厚さを有する堆積膜１４が形成されたか否かは、ＦＩＢ像により試料１２の表面１２ａを観察することにより、ある程度確認することができ、ＦＩＢ１１による断面加工を行って試料１２の断面を観察することにより、詳細に確認することができる。

【0055】

１．９ ひとつのノズルによる堆積ガスの噴き出しの利点
複数のノズルが互いに異なる複数の方向から堆積ガス１３をそれぞれ噴き出す場合は、複数の方向からの堆積ガス１３の噴き出し条件に差が生じやすい。このため、均一な厚さを有する堆積膜１４を形成することが困難になる。また、堆積ガス１３の流量、ノズルの高さ等の噴き出し条件を調整することも困難になる。

【0056】

これに対して、ひとつのノズル２３が複数の方向から堆積ガス１３を噴き出す場合は、複数の方向からの堆積ガス１３の噴き出し条件の差が生じにくい。このため、均一な厚さを有する堆積膜１４を形成することが容易になる。また、堆積ガスの流量、ノズルの高さ等の噴き出し条件を調整することも容易になる。

【0057】

２ 第２実施形態
以下では、第２実施形態が第１実施形態と相違する点が説明される。説明されない点については、第１実施形態において採用される構成と同様の構成が第２実施形態においても採用される。

【0058】

図１２は、第２実施形態のＦＩＢ支援堆積装置に備えられるノズルを模式的に図示する斜視図である。

【0059】

図１２に図示されるように、第２実施形態においては、ノズル２３は、複数の筒状構造９１を備える。

【0060】

複数の筒状構造９１は、先端５２の下面に取り付けられる。複数の筒状構造９１には、複数の孔９１ａがそれぞれ形成される。複数の孔９１ａは、複数の噴き出し孔５２ｃにそれぞれ接続される。これにより、複数の噴き出し孔５２ｃにより噴き出された堆積ガス１３が、複数の孔９１ａをそれぞれ経由して、試料１２に向かって噴き出される。複数の筒状構造９１により、堆積ガス１３が最終的に噴き出される位置を試料１２の表面１２ａに近づけることができる。これにより、試料１２の表面１２ａの付近の反応領域における堆積ガス１３の濃度を高くすることができる。複数の筒状構造９１は、例えば、数１０μｍの長さを有する。これにより、複数の筒状構造９１が試料１２と衝突するリスクを著しく高くすることなく、堆積ガス１３が最終的に噴き出される位置を試料１２の表面１２ａに近づけることができる。

【0061】

図１３は、第２実施形態のＦＩＢ支援堆積装置に備えられる筒状構造を模式的に図示する断面図である。

【0062】

図１３に図示されるように、複数の筒状構造９１は、円柱状の外形形状を有する。このため、複数の孔９１ａの径は、一定である。

【0063】

図１４は、第２実施形態の第１変形例のＦＩＢ支援堆積装置に備えられる筒状構造を模式的に図示する断面図である。

【0064】

図１４に図示されるように、第２実施形態の第１変形例においては、複数の筒状構造９１が、円錐台状の外形形状を有する。このため、複数の孔９１ａの径は、それぞれ、複数の噴き出し孔５２ｃから離れるについて大きくなる。これにより、堆積ガス１３をより均一に噴き出すことができる。

【0065】

３ 第３実施形態
以下では、第３実施形態が第１実施形態と相違する点が説明される。説明されない点については、第１実施形態において採用される構成と同様の構成が第３実施形態においても採用される。

【0066】

図１５は、第３実施形態のＦＩＢ支援堆積装置に備えられるノズルを模式的に図示する斜視図である。

【0067】

図１５に図示されるように、第３実施形態においては、先端５２は、第１の円弧状部１０１及び第２の円弧状部１０２を備える。

【0068】

第１の円弧状部１０１及び第２の円弧状部１０２の各々は、滑らかな円弧状の形状を有する。連続流路５２ａは、第１の連続流路１０１ａ及び第２の連続流路１０２ａを含む。第１の連続流路１０１ａ及び第２の連続流路１０２ａは、第１の円弧状部１０１及び第２の円弧状部１０２にそれぞれ形成される。複数の噴き出し孔５２ｃは、第１の噴き出し孔１０１ｃ及び第２の噴き出し孔１０２ｃを含む。第１の噴き出し孔１０１ｃ及び第２の噴き出し孔１０２ｃは、第１の円弧状部１０１及び第２の円弧状部１０２にそれぞれ形成される。

【0069】

第１の円弧状部１０１及び第２の円弧状部１０２は、第１の先端１１１及び第２の先端１１２をそれぞれ有する。第１の円弧状部１０１及び第２の円弧状部１０２は、接続箇所６１において分かれて第１の先端１１１及び第２の先端１１２にそれぞれ至る二又を構成する。第１の先端１１１及び第２の先端１１２との間には、ギャップ１２１が形成される。これにより、試料１２の表面１２ａに、ノズル２３に向かって突出する凸部が存在する場合であっても、ステージ２４が傾斜した際に当該凸部が先端５２に接触するリスクを減らすことができる。

【0070】

本開示は、上記実施の形態に限定されるものではなく、上記実施の形態で示した構成と実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えてもよい。

【符号の説明】

【0071】

１ ＦＩＢ支援堆積装置、１１ ＦＩＢ、１２ 試料、１２ａ 表面、１３ 堆積ガス、１４ 堆積膜、２１ 鏡筒、２２ ガス源、２３ ノズル、２４ ステージ、２５ 真空チャンバー、２５ａ 内部空間、３１ イオン源、３２ コンデンサーレンズ、３３ 絞り、３４ 偏光器、３５ 対物レンズ、４１ イオンビーム、５１ 管状部、５１ａ 流路、５２ 先端、５２ａ 連続流路、５２ｂ 開口、５２ｃ 噴き出し孔、６１ 接続箇所、７１ 面、８１ ノズル、８２ 堆積膜、９１ 筒状構造、９１ａ 孔、１０１ 第１の円弧状部、１０１ａ 第１の連続流路、１０１ｃ 第１の噴き出し孔、１０２ 第２の円弧状部、１０２ａ 第２の連続流路、１０２ｃ 第２の噴き出し孔、１１１ 第１の先端、１１２ 第２の先端、１２１ ギャップ、Ｘ 水平方向、Ｙ 水平方向、Ｚ 鉛直方向下方向。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】