特許 7469803 集束エネルギービーム装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-09

(45)【発行日】2024-04-17

(54)【発明の名称】集束エネルギービーム装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/18 20060101AFI20240410BHJP

   H01J 37/317 20060101ALI20240410BHJP

【ＦＩ】

H01J37/18

H01J37/317 D

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020176267

(22)【出願日】2020-10-20

(65)【公開番号】P2022067525

(43)【公開日】2022-05-06

【審査請求日】2023-07-21

(73)【特許権者】

【識別番号】500171707

【氏名又は名称】株式会社ブイ・テクノロジー

(74)【代理人】

【識別番号】110001520

【氏名又は名称】弁理士法人日誠国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】新井 敏成

(72)【発明者】

【氏名】松本 隆徳

(72)【発明者】

【氏名】竹下 琢郎

【審査官】後藤 大思

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－２４９１８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１４２０２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６４－１９６６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｊ ３７／１８

Ｈ０１Ｊ ３７／３１７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に内部空間を有し、被処理基板に対向するように配置されるヘッド部と、
前記ヘッド部における前記被処理基板と対向する対向面と反対側の位置に、前記内部空間と連通するように設けられた、エネルギービームを前記内部空間へ向けて出射する集束エネルギービームカラムと、
を備え、
前記対向面に、前記内部空間に連通して前記エネルギービームを通過させる中央排気口と、前記中央排気口の外側を取り囲み、前記内部空間に連通しない、少なくとも１つ以上の外側排気溝と、が形成され、
前記集束エネルギービームカラムと、前記外側排気溝と、が異なる真空ポンプに連結されて差動排気を行う集束エネルギービーム装置であって、
前記ヘッド部における前記中央排気口の周辺に前記内部空間と連通する副排気口が貫通して形成されている、
ことを特徴とする集束エネルギービーム装置。

【請求項2】

前記副排気口は、前記対向面において前記中央排気口を取り囲む略環形状である、
請求項１に記載の集束エネルギービーム装置。

【請求項3】

前記副排気口は、前記対向面において前記中央排気口の外側を取り囲むように周回方向に沿って間欠的に配置されている、
請求項１に記載の集束エネルギービーム装置。

【請求項4】

前記副排気口の前記対向面側に形成された第1開口部と前記中央排気口との距離よりも、当該副排気口の前記内部空間側の第２開口部と前記中央排気口との距離のほうが、長く設定されている、
請求項１に記載の集束エネルギービーム装置。

【請求項5】

前記ヘッド部は、前記内部空間に露呈して前記中央排気口に対峙する検出器、中和銃、成膜用ガス供給部のうち、少なくとも１つからなる処理用手段を備え、
前記副排気口は、前記処理用手段の先端部に対して、前記エネルギービームの出射方向から見て重なり合わない位置に配置されている、
請求項１に記載の集束エネルギービーム装置。

【請求項6】

前記副排気口は、前記中央排気口と、前記処理用手段と、の間の領域を避けた位置に配置されている、
請求項５に記載の集束エネルギービーム装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、差動排気装置を備える集束エネルギービーム装置に関する。

【背景技術】

【0002】

荷電粒子ビームを試料表面で走査することにより、試料から放出される２次粒子（２次電子、２次イオンなど）を検出して試料に関する情報を取得することを可能にする荷電粒子装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この荷電粒子装置では、試料の表面に、差動排気系により局所的に真空領域を形成し、この真空領域に荷電粒子ビームを照射して、試料の検査、計測などを行う。

【0003】

差動排気系は、ビーム光学系を収納する筒状カラム内の先端部の中央に形成したビーム射出口からエアの吸い込みを行う中央排気経路と、ビーム射出口を取り囲む外側の溝部からエアの吸い込み行う外側排気経路と、を備える。中央排気経路と外側排気経路は、それぞれ独立して真空ポンプに接続されている。中央排気経路に接続される真空ポンプは、外側排気経路に接続される真空ポンプよりも、高い真空度を維持するように設定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－１７９７４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上述の荷電粒子装置では、外側排気経路で吸引しきれなかった大気（リークエア）がビーム射出口（中央排気口）に向かって集まるため、荷電粒子ビームを照射すべき領域（ビーム射出口近傍の領域）でのエアの圧力が高くなる。換言すると、上述の荷電粒子装置では、ビーム射出口近傍の気体分子密度が局所的に高くなる。したがって、上述の荷電粒子装置では、荷電粒子ビームが試料に到達する前に、荷電粒子ビームを構成する荷電粒子がエアの分子と衝突して荷電粒子の散乱が促進されてしまう虞がある。また、上述の荷電粒子装置では、試料への荷電粒子ビームの入射により試料から放出される２次粒子も、荷電粒子と同様にエアの分子と衝突する虞がある。このため、上述の荷電粒子装置では、試料から放出される２次粒子から得られる情報が不安定となる。したがって、上述の荷電粒子装置では、検査、計測などの結果に悪影響を与えるという課題がある。

【0006】

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、エネルギービームが通過する処理空間の真空度を高めて検査精度もしくは処理精度の高い集束エネルギービーム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】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の態様は、内部に内部空間を有し、被処理基板に対向するように配置されるヘッド部と、前記ヘッド部における前記被処理基板と対向する対向面と反対側の位置に、前記内部空間と連通するように設けられた、エネルギービームを前記内部空間へ向けて出射する集束エネルギービームカラムと、を備え、前記対向面に、前記内部空間に連通して前記エネルギービームを通過させる中央排気口と、前記中央排気口の外側を取り囲み、前記内部空間に連通しない、少なくとも１つ以上の外側排気溝と、が形成され、前記集束エネルギービームカラムと、前記外側排気溝と、が異なる真空ポンプに連結されて差動排気を行う集束エネルギービーム装置であって、前記ヘッド部における前記中央排気口の周辺に前記内部空間と連通する副排気口が貫通して形成されていることを特徴とする。

【0008】

上記態様としては、前記副排気口は、前記対向面において前記中央排気口を取り囲む略環形状であることが好ましい。

【0009】

上記態様としては、前記副排気口は、前記対向面において前記中央排気口の外側を取り囲むように周回方向に沿って間欠的に配置されていることが好ましい。

【0010】

上記態様としては、前記副排気口の前記対向面側に形成された第1開口部と前記中央排気口との距離よりも、当該副排気口の前記内部空間側に形成された第２開口部と前記中央排気口との距離のほうが、長く設定されていることが好ましい。

【0011】

上記態様としては、前記ヘッド部は、前記内部空間に露呈して前記中央排気口に対峙する検出器、中和銃、成膜用ガス供給部のうち、少なくとも１つからなる処理用手段を備え、前記副排気口は、前記処理用手段の先端部に対して、前記エネルギービームの出射方向から見て重なり合わない位置に配置されていることが好ましい。

【0012】

上記態様としては、前記副排気口は、前記中央排気口と、前記処理用手段と、の間の領域を避けた位置に配置されていることが好ましい。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、エネルギービームが通過する処理空間の真空度を高めて検査精度もしくは処理精度の高い集束エネルギービーム装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、本発明の実施の形態に係る集束イオンビーム装置の断面説明図である。

【図2】図２は、本発明の実施の形態に係る集束イオンビーム装置の底面図である。

【図3】図３は、本発明の実施の形態に係る集束イオンビーム装置の要部断面図である。

【図4】図４は、本発明の実施の形態に係る集束イオンビーム装置の変形例１の底面図である。

【図5】図５は、本発明の実施の形態に係る集束イオンビーム装置の変形例２の底面図である。

【図6】図６は、本発明の実施の形態に係る集束イオンビーム装置の変形例３を示す底面図である。

【図7】図７は、本発明の実施の形態に係る集束イオンビーム装置の変形例４を示す底面図である。

【図8】図８は、本発明の実施の形態に係る集束イオンビーム装置の変形例５の底面図である。

【図9】図９は、本発明の実施の形態に係る集束イオンビーム装置の変形例６の要部断面図である。

【図10】図１０は、集束イオンビーム装置の比較例を示す要部断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明に係る集束エネルギービーム装置は、出射するエネルギービームの種類や被処理基板への処理用途に応じて、リペア装置としての集束イオンビーム装置、被処理基板への直接描画機能を有する電子線描画装置、被処理基板の表面状態の観察を可能にする走査電子顕微鏡などの差動排気系を備える装置に適用できる。

【0016】

以下の実施の形態においては、エネルギービームとしてイオンビームを適用した集束イオンビーム装置について説明する。なお、図面は模式的なものであり、各部材の寸法や寸法の比率や数、形状などは現実のものと異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率や形状が異なる部分が含まれている。

【0017】

[実施の形態]
（集束イオンビーム装置の概略構成）
図１は、実施の形態に係る集束イオンビーム装置１の概略構成を示している。集束イオンビーム装置１は、差動排気装置２と、集束エネルギービームカラムとしての円筒形状の集束イオンビームカラム（以下、ＦＩＢカラムともいう）３と、被処理基板Ｓを載せた状態で支持する基板支持台４と、を備える。

【0018】

（差動排気装置の構成）
図１から図３を用いて差動排気装置２の構成を説明する。差動排気装置２は、ヘッド部５を備える。ヘッド部５は、被処理基板Ｓの面積に比較して小さな占有面積の円盤形状に形成されている。差動排気装置２およびＦＩＢカラム３は、基板支持台４に対してＸ－Ｙ方向に移動することにより、被処理基板Ｓの任意領域に対向し得るようになっている。

【0019】

ヘッド部５は、円錐の上部を切断したような円盤形状の上本体６と、円盤形状の下本体７と、下本体７の下面に配置される溝形成板８と、で構成されている。

【0020】

上本体６の中央には、回転軸方向に貫通する筒穴状のカラム結合口６Ａが形成されている。下本体７は、中央に下本体開口部７Ａが形成されている。溝形成板８の中央には、被処理基板Ｓの上面（被処理面）に対する処理(イオンビーム照射)を可能にする中央排気口１０が形成されている。これらカラム結合口６Ａ、下本体開口部７Ａおよび中央排気口１０は、同軸的に配置されている。

【0021】

ヘッド部５の内部には、上本体６と下本体７と溝形成板８とによって、内部空間９が形成されている。カラム結合口６Ａ、下本体開口部７Ａとおよび中央排気口１０は、内部空間９を介して連通している。

【0022】

中央排気口１０は、後述するＦＩＢカラム３から出射される被処理基板Ｓの上面（被処理面）へのイオンビームＩｂの照射を可能にする。この中央排気口１０は、後述するＦＩＢカラム３と同軸的に配置され、内部空間９およびＦＩＢカラム３の内側の空間に連通する。

【0023】

図２に示すように、溝形成板８の対向面(底面)８Ａには、上記中央排気口１０を取り囲むように、半径方向に所定の距離を隔てて同心円状に配置された３つの外側排気溝１１，１２，１３が形成されている。図２に示すように、外側排気溝１１，１２，１３は、中央排気口１０を取り囲むように環状に形成されているが、円形のループ状の溝、方形のループ状の溝、またはループの一部が欠損した例えばＣ文字形状の溝、間欠的にループ状に並ぶ複数の溝なども含むものと定義する。

【0024】

外側排気溝１１，１２，１３は、吸気部として機能する。外側排気溝１１は、連結パイプ１１Ａ，１１Ｂを介して図示しない第１の真空ポンプに接続されている。外側排気溝１２は、連結パイプ１２Ａ，１２Ｂを介して図示しない第２の真空ポンプに接続されている。外側排気溝１３は、連結パイプ１３Ａ，１３Ｂを介して図示しない第３の真空ポンプに接続されている。これらの第１、第２、第３の真空ポンプとしては、例えば、ロータリーポンプなどを用いる。

【0025】

本実施の形態においては、外側排気溝１１，１２，１３における吸引排気性能は、差動排気を行うように、外側排気溝１３から外側排気溝１１へ向けて漸次高くなるように設定されている。具体的には、外側排気溝１１，１２，１３においては、最も外側の外側排気溝１３では、例えば、数千Ｐａ程度の圧力まで減圧できるような性能に設定されている。そして、最も内側に位置する外側排気溝１１では、例えば０．５Ｐａ程度の圧力まで減圧できるような性能に設定されている。すなわち、外側排気溝１１，１２，１３においては、最も外側の外側排気溝１３から最も内側の外側排気溝１１に向けて漸次低圧になるように設定されている。

【0026】

(副排気口)
特に、本実施の形態では、図１から図３に示すように、中央排気口１０の外側近傍に、この中央排気口１０を取り囲むように略環状の副排気口１０Ａが形成されている。この副排気口１０Ａは、溝形成板８の下面(対向面８Ａ)から上面(内部空間９側)に貫通するように形成されている。なお、図示しないが、溝形成板８における、副排気口１０Ａよりも半径方向内側に位置する領域と、副排気口１０Ａよりも半径方向外側に位置する領域と、は互いに分離しないように副排気口１０Ａの周回方向に沿って間欠的に連結されている。

【0027】

中央排気口１０および副排気口１０Ａにおける吸引排気性能は、外側排気溝１１，１２，１３よりもさらに高くなるように設定されている。すなわち、中央排気口１０および副排気口１０Ａは、後述するＦＩＢカラム３に接続された図示しない真空ポンプ(例えば、イオンポンプなど)により、外側排気溝１１，１２，１３よりも高真空(例えば、１０^－３Ｐａ～１０^－４Ｐａ程度)になるように設定されている。

【0028】

ヘッド部５は、対向面８Ａを被処理基板Ｓの上面（被処理面）に対向させた状態で、中央排気口１０、副排気口１０Ａ、外側排気溝１１，１２，１３からの吸引排気作用により、局所的に真空領域を形成する。

【0029】

なお、本実施の形態に係る集束イオンビーム装置１では、副排気口１０Ａは、後述する処理用手段もしくは検出器としてのシンチレータ１４の先端部に対して、イオンビームＩｂの出射方向(本実施の形態では、上下方向)から見て重なり合わない位置に配置されている。これは、副排気口１０Ａを通過して内部空間９へ向かうエアＡが後述するシンチレータ１４の検出性能に悪影響を及ぼさないようにするためである。

【0030】

(集束イオンビームカラム：ＦＩＢカラム)
ＦＩＢカラム３は、ヘッド部５における被処理基板Ｓと対向する対向面８Ａと反対側の面側(上面側)に配置され、上本体６のカラム結合口６Ａに先端部が埋没するように嵌め込まれた状態で連結されている。

【0031】

ＦＩＢカラム３は、上本体６のカラム結合口６Ａに連通する鏡筒１５と、鏡筒１５内に内蔵された集束イオンビーム光学系１６と、を備える。鏡筒１５の上部には、連結パイプ１７を介して図示しない真空ポンプ(例えば、イオンポンプなど)が連結されている。ＦＩＢカラム３の先端部からは、中央排気口１０内を通るようにイオンビームＩｂを被処理基板Ｓに向けて出射するように設定されている。

【0032】

集束イオンビーム光学系１６は、イオンビームＩｂを発生させるイオン源、発生したイオンビームＩｂを集束させるコンデンサレンズ、イオンビームＩｂを走査する偏向器、イオンビームＩｂを集束させる対物静電レンズなどを備える。

【0033】

本実施の形態では、ＦＩＢカラム３の上端部には、図示しない昇降手段が設けられている。なお、この昇降手段は、図示しないＸ－Ｙガントリステージに連結されている。このため、ＦＩＢカラム３および差動排気装置２は、昇降手段による昇降動作や、Ｘ－ＹガントリステージによるＸ－Ｙ方向への移動が可能である。

【0034】

したがって、本実施の形態では、基板支持台４に支持された被処理基板Ｓに対して、差動排気装置２およびＦＩＢカラム３が、移動するようになっている。なお、本実施の形態では、差動排気装置２およびＦＩＢカラム３が移動する構成としたが、差動排気装置２およびＦＩＢカラム３が位置固定され、被処理基板Ｓが移動する構成としてもよい。

【0035】

（シンチレータ：検出器、処理用手段）
図１から図３に示すように、ヘッド部５は、検出器(処理用手段)としてのシンチレータ１４を備える。シンチレータ１４は、ヘッド部５の内部空間９に先端部が露呈し、先端部が中央排気口１０に対峙するように、上本体６に挿入された状態で支持されている。このシンチレータ１４は、イオンビームＩｂが照射された被処理基板Ｓの表面から放出される２次粒子を捕捉して被処理基板Ｓの表面情報を取得する。

【0036】

（実施の形態の集束イオンビーム装置の作用・動作）
以下、本実施の形態に係る集束イオンビーム装置１における作用・動作について説明する。

【0037】

図１に示すように、差動排気装置２およびＦＩＢカラム３を被処理基板Ｓの任意の領域の上方に所望のギャップとなるように対向配置させる。ＦＩＢカラム３の連結パイプ１７に接続された図示しない真空ポンプ、上記した図示しない第１真空ポンプ、第２真空ポンプ、および第３真空ポンプを稼働させて差動排気を行う。ＦＩＢカラム３の集束イオンビーム光学系１６を稼働して、被処理基板Ｓの表面に向けて、イオンビームＩｂを出射させる。

【0038】

図３に示すように、ヘッド部５の対向面８Ａでは、最も外側の外側排気溝１３から順次、外側排気溝１２，１１へと内側へ向けて吸引されるエアＡ(矢印で示す)が存在する。そして、最も内側の外側排気溝１１で吸引されなかったエアは、リークエアとして副排気口１０Ａ、中央排気口１０で吸引されて内部空間９側へ移動する。このとき、エアＡは、中央排気口１０よりも、副排気口１０Ａから先に吸引されるため、中央排気口１０へ到達するエアＡの分子数は少なくなる。このため、中央排気口１０の直下の空間や中央排気口１０の直上の空間でのエアＡの分子密度は低く、より高真空な状態となる。

【0039】

上述のように、中央排気口１０の上下の空間のエアＡの分子数が少なくなると、イオンビームＩｂがエアＡの分子に衝突することを抑制してイオンビームＩｂの散乱を抑えることができ、したがって、イオンビームＩｂを確実に被処理基板Ｓの表面に照射させることができる。このため、イオンビームＩｂの照射に起因して被処理基板Ｓから放出される２次粒子をシンチレータ１４の先端部（検出器）で確実に検出することができる。

【0040】

（比較例）
図１０は、本実施の形態に係る集束イオンビーム装置１に対する比較例を示す。この比較例における構成は、溝形成板８における中央排気口１０の近傍に副排気口１０Ａが形成されていない点以外は、本実施の形態に係る集束イオンビーム装置１と同様の構成である。

【0041】

図１０に示すように、この比較例では、ヘッド部５の対向面８Ａでは、本実施の形態と同様に、最も外側の外側排気溝１３から順次、外側排気溝１２，１１へと内側へ向けて移動するエアＡ(矢印で示す)が存在する。そして、最も内側の外側排気溝１１で吸引されなかったエアＡは、中央排気口１０に集中した状態で吸引されて内部空間９側へ移動する。この比較例では、副排気口１０Ａが存在しないため、中央排気口１０へ到達するエアＡの分子数は多くなる。したがって、イオンビームＩｂにより各種の処理を行う中央排気口１０の直下の空間や中央排気口１０の直上の空間でのエアＡの分子密度が高くなり、真空度が低下するため、イオンビームＩｂが悪影響を受ける可能性がある。

【0042】

［変形例１］
図４は、本実施の形態に係る集束イオンビーム装置１の変形例１を示す。この変形例１においては、差動排気装置２Ａにおける副排気口１０Ｂ，１０Ｃの構成のみが本実施の形態に係る集束イオンビーム装置１と相違する。

【0043】

図４に示すように、この変形例１においては、中央排気口１０を取り囲むように、一対の副排気口１０Ｂと、一対の副排気口１０Ｃと、を備える。一対の副排気口１０Ｂは、中央排気口１０を挟んで、シンチレータ１４の長手方向と直交する方向に配置されている。これら副排気口１０Ｂは、中央排気口１０を取り囲む同じ円に沿って円弧状に形成されている。

【0044】

これに対して、一対の副排気口１０Ｃは、中央排気口１０を挟んで、シンチレータ１４の長手方向に沿って、シンチレータ１４の先端部に近い副排気口１０Ｃと、シンチレータ１４の先端部から遠い副排気口１０Ｃと、で構成されている。これら副排気口１０Ｃ同士も、中央排気口１０を取り囲む同じ円に沿って円弧状に形成されている。また、副排気口１０Ｃの長さは、副排気口１０Ｂの長さよりも短く設定されている。このため、副排気口１０Ｃから内部空間９内へ向けて取り込むエアＡの量は、副排気口１０Ｂから取り込むエアＡの量に比べて少ない。

【0045】

そして、これら副排気口１０Ｃの中央排気口１０からの距離は、副排気口１０Ｂの中央排気口１０からの距離よりも短く設定されている。このため、シンチレータ１４の先端部側に配置された副排気口１０Ｃは、シンチレータ１４の先端部から離れた位置にあり、しかも取り込むエアＡの量も少ないため、シンチレータ１４による２次粒子の検出に悪影響を及ぼすことを防止できる。この変形例１においても、中央排気口１０の直下の空間や中央排気口１０の直上の空間での真空度を向上させる効果は、上記本実施の形態に係る集束イオンビーム装置１と同様である。なお、この変形例１において、一対の副排気口１０Ｃを形成せずに、一対の副排気口１０Ｂだけを形成する構成としてもよい。

【0046】

［変形例２］
図５は、本実施の形態に係る集束イオンビーム装置１の変形例２を示す。この変形例２においては、差動排気装置２Ｂにおける副排気口１０Ｄの構成のみが本実施の形態に係る集束イオンビーム装置１と相違する。

【0047】

図５に示すように、この変形例２においては、中央排気口１０を挟んで、一対の副排気口１０Ｄを備える。一対の副排気口１０Ｄは、中央排気口１０を挟んで、シンチレータ１４の長手方向と直交する方向に配置されている。これら副排気口１０Ｄは、矩形状に形成されている。また、一対の副排気口１０Ｄは、中央排気口１０と、シンチレータ１４との間の領域を避けた位置に配置されている。

【0048】

この変形例２では、副排気口１０Ｄが、シンチレータ１４の先端部と中央排気口１０との間の領域を避けて、シンチレータ１４の先端部の近傍に配置されていないため、副排気口１０Ｄから取り込むエアＡがシンチレータ１４側へ悪影響を及ぼすことを抑制できる。このため、変形例２の構成によれば、被処理基板Ｓの表面の情報を精度よく取得することができる。

【0049】

［変形例３］
図６は、本実施の形態に係る集束イオンビーム装置１の変形例３を示す。この変形例３においては、差動排気装置２Ｃにおける一対の副排気口１０Ｅの構成のみが本実施の形態に係る集束イオンビーム装置１と相違する。

【0050】

図６に示すように、この変形例３においては、中央排気口１０を挟んで、一対の副排気口１０Ｅを備える。一対の副排気口１０Ｅは、中央排気口１０を挟んで、シンチレータ１４の長手方向と所定の角度（変形例３では略４５度）をなすように設定されている。それぞれの副排気口１０Ｅは、円形状に形成されている。この変形例３においても、一対の副排気口１０Ｅは、中央排気口１０と、シンチレータ１４の先端部との間の領域を避けた位置に配置されている。

【0051】

この変形例３においても、副排気口１０Ｅが、シンチレータ１４の先端部の近傍に配置されていないため、副排気口１０Ｅから取り込むエアＡがシンチレータ１４側へ悪影響を及ぼすことを抑制できる。このため、変形例３の構成によれば、被処理基板Ｓの表面の情報を精度よく取得することができる。

【0052】

［変形例４］
図７は、本実施の形態に係る集束イオンビーム装置１の変形例４を示す。この変形例４においては、差動排気装置２Ｄにおける５つの副排気口１０Ｆの構成のみが本実施の形態に係る集束イオンビーム装置１と相違する。

【0053】

図７に示すように、この変形例４においては、中央排気口１０を取り囲むように、３つ以上（変形例４では５つ）の副排気口１０Ｆを備える。これらの副排気口１０Ｆは、シンチレータ１４の先端部に対して、イオンビームＩｂの出射方向(上下方向)から見て重なり合わない位置に配置されている。このため、副排気口１０Ｆを通過して内部空間９へ向かうエアＡがシンチレータ１４の検出性能に悪影響を及ぼすことを抑制できる。

【0054】

［変形例５］
図８は、本実施の形態に係る集束イオンビーム装置１の変形例５を示す。この変形例５においては、一対の副排気口１０Ｇは上記変形例３と同様の形状である。この変形例５が変形例３と相違する構成は、差動排気装置２Ｅが、シンチレータ１４に隣接して円周方向に沿って、順次、一対の成膜用ガス供給部１８，１９および中和銃２０を備える点である。

【0055】

成膜用ガス供給部１８，１９から供給されるＣＶＤ成膜のデポジション用ガスとしては、Ｗ（ＣＯ）_６などを用いることができる。被処理基板Ｓ近傍のＷ（ＣＯ）_６にイオンビームＩｂが照射されると、ＷとＣＯに分解され、Ｗが被処理基板Ｓ上にデポジションされる。中和銃２０は、被処理基板Ｓのチャージアップを防止する機能を有する。

【0056】

図８に示すように、この変形例５においては、中央排気口１０を挟んで、一対の副排気口１０Ｇを備える。一対の副排気口１０Ｇは、中央排気口１０を挟んで、シンチレータ１４の長手方向と略４５度の角度をなすように設定されている。これら副排気口１０Ｇは、円形状に形成されている。この変形例５においては、一対の副排気口１０Ｅは、中央排気口１０と、シンチレータ１４、一対の成膜用ガス供給部１８，１９および中和銃２０の群と、の間の領域を避けた位置に配置されている。

【0057】

この変形例５においても、副排気口１０Ｇが、中央排気口１０と、シンチレータ１４などの処理用手段の群と、の間の領域を避けて、しかもこれら処理用手段の近傍に配置されていないため、副排気口１０Ｇから取り込むエアＡがシンチレータ１４などの処理用手段へ悪影響を及ぼすことを抑制できる。このため、変形例５の構成によれば、被処理基板Ｓの表面の情報を精度よく取得したり、被処理基板Ｓの表面へのＣＶＤ成膜を良好に行ったり、被処理基板Ｓのチャージアップを防止したりできる。

【0058】

［変形例６］
図９は、本発明の実施の形態に係る集束イオンビーム装置１の変形例６を示す。この変形例６では、中央排気口１０を取り囲むように環形状に形成された副排気口１０Ｈにおいて、対向面８Ａ側に形成された第1開口部１０Ｈinと中央排気口１０の中心軸との距離ｄ１よりも、副排気口１０Ｈの内部空間側（上側）の第２開口部１０Ｈoutと中央排気口１０の中心軸との距離ｄ２のほうが、長く設定されている。

【0059】

仮に、副排気口１０Ｈが、外側排気溝１１に近すぎる位置に配置された場合、外側排気溝１１で吸引すべきエアＡを副排気口１０Ｈで吸引してしまうため、ＦＩＢカラム３側に連結された高性能な真空ポンプの適正な動作を妨げる虞がある。そこで、この変形例６の構造のように、第1開口部１０Ｈinを中央排気口１０に近づけることで、副排気口１０Ｈが外側排気溝１１近傍のエアＡを吸い込むことを抑制できる。また、第２開口部１０Ｈoutを中央排気口１０から遠ざけることにより、副排気口１０Ｈから吸引したエアＡが、集束イオンビーム装置１の処理プロセスに悪影響を及ぼすことを防止できる。このような副排気口１０Ｈの構造、すなわち対向面８Ａ側の第１開口部１０Ｈinが内部空間９側の第２開口部１０Ｈoutよりも中央排気口１０に近接して配置される構造は、上記した変形例１から変形例５に適用可能である。

【0060】

［その他の実施の形態］
以上、本発明の実施の形態および変形例１から変形例６について説明したが、これら開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。

【0061】

例えば、上記の実施の形態に係る集束イオンビーム装置１は、エネルギービームとしてイオンビームＩｂを適用したが、本発明は、エネルギービームとしてレーザ光を用いるレーザＣＶＤやレーザエッチングを行うリペア装置などに適用することも勿論可能である。

【0062】

上記の実施の形態に係る集束イオンビーム装置１では、ヘッド部５として、円盤形状のプレート用いたが、差動排気機能を実現する構造であれば、これに限定されるものではない。また、外側排気溝の数は、３つに限定されるものではない。また、外側排気溝は、環状溝ではなく多数の開口部を均一に配置する構造としてもよい。

【符号の説明】

【0063】

Ｓ 被処理基板
１ 集束イオンビーム装置（集束エネルギービーム装置）
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ 差動排気装置
３ 集束イオンビームカラム（ＦＩＢカラム）
４ 基板支持台
５ ヘッド部
６ 上本体
６Ａ カラム結合口
７ 下本体
７Ａ 下本体開口部
８ 溝形成板
８Ａ 対向面
９ 内部空間
１０ 中央排気口
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ，１０Ｈ 副排気口
１０Ｈin 第１開口部
１０Ｈout 第２開口部
１１，１２，１３ 外側排気溝
１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ 連結パイプ
１４ シンチレータ（処理用手段：検出器）
１５ 鏡筒
１６ 集束イオンビーム光学系
１７ 連結パイプ
１８，１９ 成膜用ガス供給部（処理用手段）
２０ 中和銃（処理用手段）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】