專利名稱：帶電粒子束裝置以及試樣加工方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用聚焦離子束對試樣進行加工的帶電粒子束裝置。
背景技術：
隨著半導體器件的微細化，利用透射式電子顯微鏡(TEM transmission Electron Microscope)針對器件的微小區(qū)域進行觀察和分析的技術的重要性不斷提高。為了用TEM 來進行觀察，需要將微小區(qū)域加工成電子束能夠透過的厚度的薄片試樣。在薄片試樣的制作中，廣泛使用聚焦離子束裝置。但是，在基于聚焦離子束裝置的薄片試樣的制作中，存在會在薄片試樣上形成因照射聚焦離子束而產生的損傷層的問題。作為解決該問題的一個方法，公知有使用在聚焦離子束裝置中具有氬離子束照射部的裝置的技術(參照專利文獻1)。由此，在因照射聚焦離子束而形成的損傷層上，能夠從恰當的角度照射氬離子束來執(zhí)行去除加工。另外，作為其他方法，公知有利用以低加速電壓加速后的聚焦離子束來制作薄片試樣的技術。由此，能夠減小形成在薄片試樣上的損傷層的厚度。但是，當加速電壓低時， 聚焦離子束的離子束光學系統的色差變大。由此，存在無法使聚焦離子束的束直徑縮小的問題。作為解決該問題的方法，公知有使用具有中間加速管的聚焦離子束鏡筒的技術 (參照專利文獻2)。由此，能夠減小光學系統的色差，且能夠使能量小的聚焦離子束到達試樣。另外，作為其他方法，公知有在試樣上施加電壓的減速法。由此，能夠在即將到達試樣之前減小聚焦離子束的能量，因此能夠減小像差。專利文獻1日本特開2007-66710號公報專利文獻2日本特開2007-103108號公報 但是，在以往的裝置中，存在如下所述的問題。即、具有氬離子束照射部的裝置的結構復雜。另外，對于具備擁有中間加速管的聚焦離子束鏡筒的裝置而言，其鏡筒的構造復雜。另外，在使用減速法的情況下，不得不在聚焦離子束鏡筒與試樣之間形成關于聚焦離子束對稱的電場。但是，當在裝置中具備試樣觀察用的電子束鏡筒時，試樣附近的電場變得不對稱。因此，無法起到減速效果。

發(fā)明內容
本發(fā)明正是鑒于上述問題而完成的，其目的在于，提供一種在不使用復雜裝置結構的情況下，即使減小加速電壓也能夠照射線束直徑小的聚焦離子束的帶電粒子束裝置。為了實現上述目的，本發(fā)明提供以下的手段。本發(fā)明提供一種帶電粒子束裝置，該帶電粒子束裝置具有收納試樣的試樣室； 以及離子束鏡筒，其通過加速電壓對離子束進行加速，并使離子束聚焦地照射到該試樣上，其中，離子束鏡筒具有離子源，其被收納在離子束鏡筒的基端側，產生離子束；以及離子光學系統，其向試樣照射離子束，離子光學系統具有第1物鏡電極，其使離子束聚焦至試樣上；以及第2物鏡電極，其使以第2加速電壓加速后的離子束聚焦至試樣上，其中，第2加速電壓比對離子束進行加速的第1加速電壓低。因此，與離子束的加速電壓相應地形成最佳的物鏡，能夠使線束直徑小的離子束聚焦至試樣上。另外，在上述帶電粒子束裝置中，優(yōu)選的是，第2物鏡電極被配置為比第1物鏡電極更靠離子束鏡筒的末端側。通過使用被配置在比第1物鏡更靠近試樣的位置處的第2物鏡，由此，縮短了透鏡與焦點之間的距離。由此，即使是以低加速電壓加速后的離子束，也能夠減小色差。另外，在上述帶電粒子束裝置中，優(yōu)選的是，第1物鏡電極由多個電極構成，多個電極至少具有與第2物鏡電極相鄰且接地的電極，由接地的電極、第2物鏡電極、接地的離子束鏡筒的末端部形成了使以第2加速電壓加速后的離子束聚焦的透鏡電場。即、帶電粒子束裝置形成有以第2物鏡電極為中心的單透鏡。由此，能夠由一個電極來構成第2物鏡電極。由此，透鏡電極容易組裝，透鏡軸的偏差變小，能夠組裝成精度良好的離子束鏡筒。而且，由此能夠減小線束的直徑。特別是，透鏡電極的軸偏及傾斜是導致觀察像的視野偏移的因素。因此，精確地組裝透鏡電極十分重要。將透鏡電極的軸偏調整為15 μ m以下。另外，在上述帶電粒子束裝置中，優(yōu)選的是，離子光學系統在比第1物鏡電極更靠離子束鏡筒的基端側的位置處，具有使離子束偏轉的偏轉電極，偏轉電極將以第1加速電壓加速后的離子束偏轉成使其通過第1物鏡電極的透鏡中心，并且，將以第2加速電壓加速后的離子束偏轉成使其通過第2物鏡電極的透鏡中心。即、即使切換了透鏡，也能夠使離子束的回正位置成為透鏡的中心。由此，能夠使離子束入射到各個透鏡的中心，因此能夠減小像差。另外，即使切換了透鏡，也能使照射位置一致。并且，即使使用偏轉電極來調整離子束的照射位置，離子束也通過透鏡的中心，因此，觀察像不會變得模糊。這里，偏轉電極由2 級的靜電電極構成，通過調整上下級的電壓比，能夠使離子束入射到透鏡的中心。另外，在上述帶電粒子束裝置中，優(yōu)選的是，離子光學系統在比第1物鏡電極更靠離子束鏡筒的基端側的位置處，具有進行離子束的掃描的掃描電極，掃描電極使以第1加速電壓加速后的離子束以通過第1物鏡電極的透鏡中心的方式進行掃描，并且，使以第2加速電壓加速后的離子束以通過第2物鏡電極的透鏡中心的方式進行掃描。即、使所掃描的離子束入射到透鏡的中心，使離子束的回正位置成為透鏡的中心。由此，即使切換了透鏡， 離子束的回正位置也位于透鏡的中心，因此，能夠減輕觀察像的畸變。這里，掃描電極由2 級的靜電電極構成，通過調整上下級的電壓比來調整離子束的照射位置。本發(fā)明的帶電粒子束裝置的離子光學系統還具有聚焦透鏡電極，其使由離子源產生的離子束聚焦；以及像散校正電極，其對離子束的像散進行校正。另外，在上述帶電粒子束裝置中，優(yōu)選的是，該帶電粒子束裝置具有輸入部，其輸入加速電壓；存儲部，其存儲與加速電壓對應的離子光學系統的設定值；以及控制部，其針對離子光學系統設定設定值，存儲部存儲與第1加速電壓對應的第1設定值和與第2加速電壓對應的第2設定值，在通過輸入部輸入了第1加速電壓時，控制部針對離子光學系統設定第1設定值，在通過輸入部輸入了第2加速電壓時，控制部針對離子光學系統設定第2設定值。由此，能夠根據加速電壓的切換，也切換離子光學系統的設定，因此，不需要進行線束的重復調整，能夠順暢地進行作業(yè)。另外，即使對所使用的物鏡進行切換，也能夠將離子光學系統的設定切換為恰當的設定值，因此，觀察區(qū)域不會發(fā)生大幅的變化，能夠觀察試樣上的相同位置。這里，優(yōu)選的是，存儲部除了存儲有針對離子光學系統設定的設定值以外，還存儲有從輸入部輸入設定值時的輸入靈敏度。所謂輸入靈敏度，是指操作員輸入針對物鏡電極、像散校正電極和偏轉電極的施加電壓值時的輸入部的操作靈敏度。另外，在上述帶電粒子束裝置中，優(yōu)選的是，關于第1設定值，第1物鏡電極的設定值為固定的電壓值，第2物鏡電極的設定值為0，關于第2設定值，第1物鏡電極的設定值為 0，第2物鏡電極的設定值為固定的電壓值。通過從對物鏡電極供給電壓的狀態(tài)成為接地狀態(tài)，能夠短時間地進行切換。特別是，通過由開關機構實現的切換部來進行切換，由此，能夠減輕在所使用的物鏡的切換之后產生的離子束的照射位置的漂移。在本發(fā)明的帶電粒子束裝置中，第2物鏡電極具有能夠使離子束通過的孔部，且該第2物鏡電極由具有相對于離子束大致垂直的平面的平板部、以及能夠使離子束通過的筒部構成。通過使用平板部，能夠防止離子束照射到被配置為比平板部更靠近試樣側的絕緣部件。另外，在形成第1物鏡時，接地的筒部作為防電屏蔽件發(fā)揮作用，因此，能夠減輕外部電場對離子束的影響。本發(fā)明的帶電粒子束裝置還具有電子束鏡筒，該電子束鏡筒能夠向試樣的離子束的照射區(qū)域照射電子束，電子束鏡筒具有使電子束聚焦至試樣上的電子束用物鏡線圈，電子束用物鏡線圈的中心與試樣之間的距離比離子束鏡筒的第2物鏡電極的中心與試樣之間的距離大。由此，能夠向基于離子束的試樣加工中的試樣加工區(qū)域照射電子束，進行SEM 觀察。另外，通過第2物鏡電極，能夠防止電子束鏡筒的電子束用物鏡的電場對離子束的影響。另外，減輕了試樣附近的電場的不對稱性，因此，還能夠防止電子束用物鏡的電場對由電子束或試樣產生的二次電子的影響。本發(fā)明的試樣加工方法包括第1加工步驟，以第1加速電壓對離子束進行加速， 通過第1物鏡對該離子束進行聚焦，對試樣進行加工；以及第2加工步驟，以比第1加速電壓低的第2加速電壓對離子束進行加速，通過比第1物鏡更靠近試樣的第2物鏡對該離子束進行聚焦，對試樣進行加工。由此，在第2加工步驟中，能夠通過以第2加速電壓加速后的離子束，進行損傷層的厚度小的試樣加工。另外，通過與試樣接近的第2物鏡來進行聚焦， 因此，能夠利用像差小且線束直徑小的離子束來進行加工。根據本發(fā)明的帶電粒子束裝置，通過使用第2物鏡電極，即使減小加速電壓，也能夠照射線束直徑小的帶電粒子束，實現損傷層小的試樣加工。


圖1是本發(fā)明的實施方式的帶電粒子束裝置的結構圖。圖2是本發(fā)明的實施方式的帶電粒子束裝置的物鏡電極的配線圖。圖3是本發(fā)明的實施方式的帶電粒子束裝置的物鏡電極的結構圖。圖4是本發(fā)明的實施方式的帶電粒子束裝置的結構圖。圖5是本發(fā)明的實施方式的試樣加工方法的試樣加工的概略圖。(a)表示粗加工， (b)表示精加工。圖6是本發(fā)明的實施方式的試樣加工方法的流程圖。
圖7是本發(fā)明的實施方式的離子光學系統的概略圖。
圖8是本發(fā)明的實施方式的離子光學系統的概略圖。
圖9是本發(fā)明的實施方式的離子光學系統的概略圖。
圖10是本發(fā)明的實施方式的離子光學系統的概略圖。
符號說明
1 離子束鏡筒外壁Ia 末端部
2 離子源3:聚焦透鏡電極
4 偏轉電極5 像散校正電極
6 第1物鏡電極7:第1物鏡電極
8 第1物鏡電極9:第2物鏡電極
9a孔部9b 平板部
9c筒部10 離子束鏡筒
11離子束12 試樣臺
13試樣14: 二次電子檢測器
15氣槍16 氣源容器
17第1切換部18 第1物鏡電源
19第2切換部20 第2物鏡電源
21控制部22 顯示部
23輸入部24 物鏡電壓控制部
25試樣室26 掃描電極
27存儲部34:電子束用二次電子檢測器
41電子束鏡筒42 電子源
43電子束用物鏡線圈44 電子束
45電子束用物鏡中心位置與電子束照射位置之間的距離
46電子束用物鏡中心位置
47電子束照射位置
48第2物鏡中心位置與離子束照射位置之間的距離
49第2物鏡中心位置50 離子束照射位置
51加工槽52 加工槽
53薄片試樣部54 損傷層
55損傷層70 中心軸
71第1物鏡電場71a 透鏡中心
71b 離子束72 第2物鏡電場
72a 透鏡中心72b 離子束
80掃描寬度81b 離子束
82b 離子束
具體實施例方式
以下，對本發(fā)明的帶電粒子束裝置的實施方式進行說明。
如圖1所示，本實施方式的帶電粒子束裝置具有離子束鏡筒10，該離子束鏡筒10 由以下部分構成產生離子束11的離子源2 ；形成聚焦透鏡的聚焦透鏡電極3 ；偏轉電極4 ； 像散校正電極5 ；掃面電極沈；形成第1物鏡的第1物鏡電極6、7、8 ；以及形成第2物鏡的第2物鏡電極9。離子束鏡筒10具有被接地的離子束鏡筒外壁1，離子束11的光軸成為真空狀態(tài)。試樣室25具有載置試樣13的試樣臺12 ；檢測從試樣13產生的二次電子的二次電子檢測器14 ；以及向試樣供給原料氣體或蝕刻氣體的氣槍15?？刂撇?1根據從鍵盤、鼠標等輸入部23輸入的離子束照射條件，分別向離子源2、 聚焦透鏡電極3、偏轉電極4、像散校正電極5、第1物鏡電源18發(fā)送設定值，離子源、各個電極和電源根據設定值，分別施加設定值的電壓。另外，所輸入的離子束照射條件被存儲到存儲部27中。當通過輸入部23輸入了照射條件切換時，控制部21從存儲部27中讀出與切換對應的設定值，將離子束鏡筒10的各個電極設定為設定值的電壓。另外，控制部21通過控制離子束鏡筒10內的可動光圈，來調整照射到試樣13上的離子束電流量。另外，控制部 21向試樣臺12發(fā)送移動信號，使試樣臺12移動，使得能夠將離子束11照射到試樣13的期望位置處。然后，向試樣13的期望位置處照射離子束11，通過二次電子檢測器14檢測從試樣13產生的二次電子。檢測出的二次電子的信號被發(fā)送到控制部21?？刂撇?1根據檢測信號和離子束11的掃描信號而形成二次電子像。將二次電子像顯示到顯示部22上。另外，在照射離子束11時，從氣槍15向試樣13供給收納在氣源容器16內的原料氣體或蝕刻氣體，由此，能夠對離子束11的照射區(qū)域進行原料氣體材料的沉積、或由蝕刻氣體實現的增速蝕刻。圖2是本發(fā)明的帶電粒子束裝置的物鏡電極的配線圖。第1物鏡電極7和第2物鏡電極9分別與第1切換部17和第2切換部19相連。第1切換部17能夠對連接第1物鏡電極7和第1物鏡電源18的配線與將第1物鏡電極7接地的配線進行切換。另外，第2 切換部19能夠對連接第2物鏡電極9和第2物鏡電源20的配線與將第2物鏡電極9接地的配線進行切換。另外，第1物鏡電源18和第2物鏡電源20分別與控制部21連接，將從控制部21發(fā)送的設定電壓值的電壓施加給透鏡電極。物鏡電壓控制部M對第1切換部17和第2切換部19進行控制。在形成第1物鏡時，物鏡電壓控制部M向第1切換部17和第2切換部19發(fā)送表示以如下方式進行配線的信號。即、使第1切換部17成為連接第1物鏡電極7與第1物鏡電源18的配線，且使第 2切換部19成為將第2物鏡電極9接地的配線。另外，在形成第2物鏡時，物鏡電壓控制部M向第1切換部17和第2切換部19發(fā)送表示以如下方式進行配線的信號。即、使第1 切換部17成為將第1物鏡電極7接地的配線，且使第2切換部19成為連接第2物鏡電極 9與第2物鏡電源20的配線。在形成第1物鏡時，將第1物鏡電極6、8接地并向第1物鏡電極7施加IOkV以下的電壓，由此形成第1物鏡。此時，第2物鏡電極9接地，因此不作為透鏡發(fā)揮作用。這里， 針對第1物鏡電極7的施加電壓的極性可以是正或負。但是，在向第1物鏡電極7施加負電壓來使離子束11加速的情況下，色差更小，能夠照射線束直徑更小的離子束。在形成第2物鏡時，將第1物鏡電極6、7、8接地并向第2物鏡電極9施加5kV以下的電壓，由此形成第2物鏡。通過將與第2物鏡電極9相鄰的第1物鏡電極8和離子束鏡筒外壁1的末端部Ia接地、并向第2物鏡電極9施加電壓，由此形成單透鏡。此時，第1 物鏡電極7接地，因此不作為透鏡發(fā)揮作用。這里，針對第2物鏡電極9的施加電壓的極性可以是正或負。但是，在向第2物鏡電極9施加負電壓來使離子束11加速的情況下，色差更小，能夠照射線束直徑更小的離子束。圖3是本發(fā)明的帶電粒子束裝置的物鏡電極的結構圖。第1物鏡電極6、7、8是平板狀的電極，它們具有與離子束11大致垂直的平面，并具有使離子束11通過的孔部。另外，第2物鏡電極9具有使離子束11通過的孔部9a，并且該第2物鏡電極9由具有與離子束11大致垂直的平面的平板部9b和筒部9c構成。即使在相對于平板部9b在試樣13側配置了絕緣性物質作為透鏡的耐壓材料的情況下，也能夠使用平板部％，來防止離子束11 的脫離于光軸的成分照射到絕緣性物質上。由此，能夠防止因照射離子束而產生的絕緣性物質的損傷和充電。另外，由于筒部9c被配置成覆蓋離子束11，因此，能夠減輕外部電場對通過筒部9c內側的離子束11的影響。圖7至圖10是本發(fā)明的實施方式的離子光學系統的概略圖。如圖7所示，通過由上下兩級的靜電電極構成的偏轉電極4，使離子束71b偏轉成通過第1物鏡電場71的透鏡中心71a。由此，使得離子束71b始終通過透鏡中心71a而照射到試樣13上。圖8是使用第2物鏡電極9向試樣13照射以比離子束71b低的加速電壓加速后的離子束72b時的離子光學系統的概略圖。當切換透鏡時，在離子束71b的線束軌跡中，照射到偏離于第2物鏡電場72的透鏡中心72a的位置處。未通過透鏡中心的線束會受到像差的影響。因而無法使線束聚焦至試樣13上，因此觀察像變得模糊。因此，伴隨透鏡的切換， 變更偏轉電極4的設定值，使得離子束72b通過第2物鏡電場72的透鏡中心72a。由此，即使切換了透鏡，也能夠使離子束72b通過物鏡的中心，因此，能夠使線束聚焦至試樣13上。在切換離子束的加速電壓和所使用的物鏡時，試樣13上的線束照射位置有可能發(fā)生偏移。通過使用偏轉電極4變更離子束來對該偏移進行校正。如上所述，偏轉電極4 將離子束偏轉成使得離子束通過物鏡的中心，因此，即使對照射位置進行校正，觀察像也不會變得模糊。另外，如圖9所示，掃描電極沈使離子束81b在試樣13上進行掃描。掃描電極沈由上下兩級的靜電電極構成。掃描電極26使離子束81b以通過第1物鏡電場71的透鏡中心71a的方式進行掃描。由此，使得離子束81b始終通過透鏡中心71a而照射到試樣13上。 并且，離子束81b是以掃描寬度80在試樣13上進行掃描。圖10是使用第2物鏡電極9向試樣13照射以比離子束81b低的加速電壓加速后的離子束82b時的離子光學系統的概略圖。當切換了透鏡時，在離子束81b的線束軌跡中， 照射到偏離于第2物鏡電場72的透鏡中心72a的位置處。使用了未通過透鏡中心的線束的試樣的觀察像成為畸變的像。因此，伴隨透鏡的切換，變更掃描電極26的設定值，使得離子束82b通過第2物鏡電場72的透鏡中心72a。由此，即使切換了透鏡，也能夠使離子束 82b通過物鏡的中心，因此，能夠使線束聚焦至試樣13上。在切換離子束的加速電壓和所使用的物鏡時，試樣13上的線束的掃描寬度有可能產生偏差。使用掃描電極沈對該偏差進行校正。如上所述，掃描電極吏離子束以離子束通過物鏡中心的方式進行掃描，因此，即使對掃描寬度進行校正，觀察像也不會產生畸變。
<實施例1>對通過本實施方式的帶電粒子束裝置提高了分辨率的實施例進行說明。關于在用于將試樣13加工成精密形狀的精加工中所使用的線束電流量，通過第1物鏡將以加速電壓 30kV加速后的離子束11聚焦至試樣13上時的線束直徑為幾十nm左右。此時，離子束11 在試樣13上形成的損傷層的厚度為20nm左右。另外，通過第1物鏡將以加速電壓2kV加速后的離子束11聚焦至試樣13上時的線束直徑為200nm左右。此時，離子束11在試樣13 上形成的損傷層的厚度為20nm左右。對于加速電壓低的一方，離子束11在試樣13中的侵入深度較小，因此，對于加速電壓低的一方，因照射離子束而在試樣上產生的損傷層的厚度較小。但是，在通過第1物鏡在試樣13上進行聚焦的情況下，線束直徑成為200nm左右。因此，觀察分辨率變低，很難準確地確定離子束的照射位置。另一方面，通過第2物鏡將以加速電壓2kV加速后的離子束11聚焦至試樣13上時的線束直徑為IOOnm左右。通過使用第2物鏡，由此，即使是以低加速電壓加速后的離子束，也能夠減小線束直徑。由此，能夠準確地確定離子束的照射位置。這里，雖然將加速電壓設為2kV，不過，可以在不由第2物鏡電極9產生放電的范圍內設定加速電壓的值。另外，在從第1物鏡向第2物鏡的切換中，控制部21將預先存儲的針對離子源2、 聚焦透鏡電極3、偏轉電極4、像散校正電極5以及第2物鏡電源20的設定值分別發(fā)送到離子源、各個電源和電源。由此，不需要針對每次的透鏡切換，調整各個結構要素的設定值。<實施例2>使用圖4，對具備電子束鏡筒的帶電粒子束裝置的實施例進行說明。該帶電粒子束裝置具有電子束鏡筒41，該電子束鏡筒41具有電子源42和電子束用物鏡43。電子束44 能夠照射到試樣13上的離子束11的照射區(qū)域上。通過使電子束44掃描離子束11的照射區(qū)域而進行照射，由此，能夠通過SEM觀察到離子束11對試樣13的期望位置進行加工的狀態(tài)。這里，離子束鏡筒10的第2物鏡電極9被配置在比電子束鏡筒41的電子束用物鏡線圈(coil)43更靠近試樣13的位置處。即、電子束用物鏡中心位置46與電子束照射位置47之間的距離45比第2物鏡中心位置49與離子束照射位置50之間的距離48大。由此，能夠減輕外部電場對離子束11的影響。在電子束鏡筒41的物鏡為電磁場疊加型的情況下，在形成電子束用物鏡時，在試樣13附近形成關于離子束11不對稱的電場。離子束11受到不對稱的電場的影響而可能導致照射到試樣13上的線束形狀發(fā)生變化。但是，通過將第2物鏡電極9配置在試樣13的附近，由此，在試樣13的附近，第2 物鏡電極9的筒部9c覆蓋住離子束11，因此，能夠減輕不對稱電場的影響。另外，在電子束鏡筒41的物鏡為電磁場疊加型的情況下，在形成電子束用物鏡時，在試樣13附近形成關于電子束44不對稱的電場。受到該電場的影響，照射到試樣13 上的電子束44的線束形狀會發(fā)生變形。但是，通過使用第2物鏡電極9，能夠減輕試樣13附近的關于電子束44不對稱的電場。即、第2物鏡電極9的筒部9c與試樣臺12位于相對于電子束44大致彼此相對的位置處，因此，能夠緩解電場的不對稱性。由此，能夠在電子束44的線束形狀不產生大幅變形的情況下，以高分辨率來觀察試樣13。另外，電子束鏡筒41具有電子束用二次電子檢測器34。在電子束鏡筒41的物鏡為電磁場疊加型的情況下，當形成電子束用物鏡時，會在試樣13附近產生電場。將電子束 44照射到試樣13上，所產生的二次電子在由電子束用物鏡形成的電場的作用下被引入到電子束用二次電子檢測器34中，進行檢測。但是，在電子束鏡筒41相對于試樣13傾斜地配置的情況下，在試樣13附近形成關于電子束44不對稱的電場。因此，二次電子的軌跡受到不對稱電場的影響而轉向，很難到達電子束用二次電子檢測器34。但是，通過使用第2物鏡電極9，能夠減輕試樣13附近的關于電子束44不對稱的電場。由此，減輕了不對稱電場對二次電子的影響。因此，電子束用二次電子檢測器34的二次電子檢測效率提高，能夠得到高質量的二次電子像。<實施例3>使用圖5和圖6來說明本實施方式的試樣加工方法。圖5是本發(fā)明的試樣加工方法的試樣加工的概略圖。另外，圖6是本發(fā)明的試樣加工方法的流程圖?；谠嚇?3來制作損傷層少的TEM試樣。如圖5 (a)所示，使用以加速電壓30kV進行了加壓、且被第1物鏡聚焦后的離子束 1，執(zhí)行粗加工(Si)使作為觀察對象的薄片試樣部53殘留而形成相對的加工槽51、52。由于離子束11的照射而在與薄片試樣部53相鄰的區(qū)域中形成損傷層M、55。接著，將加速電壓切換為2kV，也將物鏡切換為第2物鏡(S2)。接著，如圖5(b)所示，將離子束11照射到損傷層M、55上，進行去除加工(S3)。 由此，能夠切取出損傷區(qū)域少的薄片試樣部53。
權利要求
1.一種帶電粒子束裝置，該帶電粒子束裝置具有收納試樣的試樣室；以及離子束鏡筒，其通過加速電壓對離子束進行加速，并使離子束聚焦地照射到該試樣上，其中，所述離子束鏡筒具有離子源，其被收納在所述離子束鏡筒的基端側，產生離子束；以及離子光學系統，其向所述試樣照射所述離子束，所述離子光學系統具有第1物鏡電極，其使所述離子束聚焦至所述試樣上；以及第2 物鏡電極，其使以第2加速電壓加速后的離子束聚焦至所述試樣上，其中，所述第2加速電壓比對所述離子束進行加速的第1加速電壓低。
2.根據權利要求1所述的帶電粒子束裝置，其中，所述第2物鏡電極被配置為比所述第1物鏡電極更靠所述離子束鏡筒的末端側。
3.根據權利要求1所述的帶電粒子束裝置，其中， 所述第1物鏡電極由多個電極構成，所述多個電極至少具有與所述第2物鏡電極相鄰且接地的電極， 由所述接地的電極、所述第2物鏡電極、以及接地的所述離子束鏡筒的末端部形成了使以所述第2加速電壓加速后的離子束聚焦的透鏡電場。
4.根據權利要求1所述的帶電粒子束裝置，其中，所述離子光學系統在比所述第1物鏡電極更靠所述離子束鏡筒的基端側的位置處，具有使所述離子束偏轉的偏轉電極，所述偏轉電極將以所述第1加速電壓加速后的離子束偏轉成使其通過所述第1物鏡電極的透鏡中心，并且，將以所述第2加速電壓加速后的離子束偏轉成使其通過所述第2物鏡電極的透鏡中心。
5.根據權利要求1所述的帶電粒子束裝置，其中，所述離子光學系統在比所述第1物鏡電極更靠所述離子束鏡筒的基端側的位置處，具有進行所述離子束的掃描的掃描電極，所述掃描電極使以所述第1加速電壓加速后的離子束以通過所述第1物鏡電極的透鏡中心的方式進行掃描，并且，使以所述第2加速電壓加速后的離子束以通過所述第2物鏡電極的透鏡中心的方式進行掃描。
6.根據權利要求1所述的帶電粒子束裝置，其中， 所述離子光學系統具有聚焦透鏡電極，其使由所述離子源產生的所述離子束聚焦；以及像散校正電極，其對所述離子束的像散進行校正。
7.根據權利要求1所述的帶電粒子束裝置，其中， 該帶電粒子束裝置具有輸入部，其輸入所述第1加速電壓和所述第2加速電壓；存儲部，其存儲與所述第1加速電壓和所述第2加速電壓對應的所述離子光學系統的設定值；以及控制部，其針對所述離子光學系統設定所述設定值，所述存儲部存儲與所述第1加速電壓對應的第1設定值和與所述第2加速電壓對應的第2設定值，在通過所述輸入部輸入了所述第1加速電壓時，所述控制部針對所述離子光學系統設定所述第1設定值，在通過所述輸入部輸入了所述第2加速電壓時，所述控制部針對所述離子光學系統設定所述第2設定值。
8.根據權利要求7所述的帶電粒子束裝置，其中，關于所述第1設定值，所述第1物鏡電極的設定值為固定的電壓值，所述第2物鏡電極的設定值為0，關于所述第2設定值，所述第1物鏡電極的設定值為0，所述第2物鏡電極的設定值為固定的電壓值。
9.根據權利要求7所述的帶電粒子束裝置，其中，所述第1設定值和第2設定值被設定為，使得以所述第1加速電壓加速后的離子束與以所述第2加速電壓加速后的離子束照射相同的區(qū)域。
10.根據權利要求1所述的帶電粒子束裝置，其中，所述第2物鏡電極具有能夠使所述離子束通過的孔部，且該第2物鏡電極由具有與所述離子束大致垂直的平面的平板部、以及能夠使所述離子束通過的筒部構成。
11.根據權利要求1所述的帶電粒子束裝置，其中，該帶電粒子束裝置具有電子束鏡筒，該電子束鏡筒能夠向所述試樣的所述離子束的照射區(qū)域照射電子束，所述電子束鏡筒具有使所述電子束聚焦至所述試樣上的電子束用物鏡線圈， 所述電子束用物鏡線圈的中心與所述試樣之間的距離比所述離子束鏡筒的所述第2 物鏡電極的中心與所述試樣之間的距離大。
12.—種試樣加工方法，該方法包括第1加工步驟，以第1加速電壓對離子束進行加速，通過第1物鏡對該離子束進行聚焦，對試樣進行加工；以及第2加工步驟，以比所述第1加速電壓低的第2加速電壓對離子束進行加速，通過比所述第1物鏡更靠近所述試樣的第2物鏡對該離子束進行聚焦，對所述試樣進行加工。
13.根據權利要求12所述的試樣加工方法，其中，所述第2加工步驟是去除在所述第1加工步驟中形成在所述試樣上的損傷層的加工步馬聚ο
全文摘要
本發(fā)明提供帶電粒子束裝置以及試樣加工方法，該帶電粒子束裝置具有離子源，其產生離子束；第1物鏡電極，其形成使離子束聚焦至試樣上的第1物鏡；第2物鏡電極，其被配置在比第1物鏡電極更靠近試樣的位置處，形成第2物鏡，該第2物鏡使以低加速電壓加速后的離子束聚焦至試樣上。
文檔編號H01J37/04GK102315066SQ201110187310
公開日2012年1月11日 申請日期2011年7月5日 優(yōu)先權日2010年7月5日
發(fā)明者小川貴志 申請人:精工電子納米科技有限公司