DE102013102774A1

DE102013102774A1 - Ionenstrahl-einrichtung

Info

Publication number: DE102013102774A1
Application number: DE102013102774A
Authority: DE
Inventors: Tatsuya Asahata; Yasuhiko Sugiyama; Hiroshi Oba
Original assignee: Hitachi High Tech Science Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Science Corp
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2013-09-26
Also published as: US20130248732A1; JP2013200986A; US9111717B2; JP5952048B2

Abstract

Eine Ionenstrahl-Einrichtung enthält: eine Ionenquelle, welche ausgelegt ist, einen Ionenstrahl zu emittieren; eine Kondensorlinse-Elektrode, welche ausgelegt ist, den Ionenstrahl zu komprimieren; eine Kondensorlinse-Leistungsquelle, welche ausgelegt ist, eine Spannung an die Kondensorlinse-Elektrode anzulegen; einen Speicherabschnitt, welcher ausgelegt ist, einen ersten Spannungswert, einen zweiten Spannungswert, einen dritten Spannungswert und einen vierten Spannungswert zu speichern; und einen Steuerabschnitt, welcher ausgelegt ist, den dritten Spannungswert vom Speicherabschnitt zu erlangen und den erlangten dritten Spannungswert bei der Kondensorlinse-Leistungsquelle einzustellen, wenn ein Beobachtungs-Modus auf einen Weitbereich-Beobachtungs-Modus umgeschaltet wird, und den vierten Spannungswert vom Speicherabschnitt zu erlangen und den erlangten vierten Spannungswert bei der Kondensorlinse-Leistungsquelle einzustellen, wenn ein Verarbeitungs-Modus auf den Weitbereich-Beobachtungs-Modus umgeschaltet wird.

Description

KREUZBEZUG AUF ZUGEHÖRIGE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität aus der japanischen Patentanmeldung No. 2012-068016 , eingereicht am 23. März 2012, wobei der gesamte Inhalt derer hier durch Inbezugnahme einbezogen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Aspekte der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf eine Ionenstrahl-Vorrichtung zum Verarbeiten und Beobachten einer Probe durch einen Ionenstrahl.
STAND DER TECHNIK
Eine Vorrichtung bzw. Einrichtung eines fokussierten Ionenstrahls (FIB) (engl.: focused ion beam (FIB) apparatus) zur Durchführung einer Ätz-Verarbeitung und Mikroskop-Beobachtung ist bekannt.
Bei der Vorrichtung eines fokussierten Ionenstrahls wird im Allgemeinen, wenn eine Probe verarbeitet wird, die Probe mit einem Ionenstrahl bestrahlt, welcher eine hohe Stromgröße hat, um hierdurch die Probe einer Ätz-Verarbeitung zu unterwerfen. Andererseits wird, wenn die Probe beobachtet wird, die Probe mit einem Ionenstrahl bestrahlt, welcher eine geringe Stromgröße hat, um die Ätzgröße der Probe zu reduzieren und den Strahl-Durchmesser zu reduzieren, und werden dann Sekundär-Ladungspartikel, welche von der Probe erzeugt werden, erfasst, um eine Mikroskop-Beobachtung von der Probe durchzuführen.
Ferner wird bei der Einrichtung eines fokussierten Ionenstrahls im Allgemeinen die Stromgröße des abzustrahlenden Ionenstrahls in Abhängigkeit von der Verarbeitungsrate und Genauigkeit geändert. Um die Stromgröße zu ändern, ist es notwendig, die Einstellungen einer Ionenstrahl-Optik zu ändern. Beispielweise ist eine Ionenstrahl-Einrichtung bekannt, in welcher Bedingungen einer Ionenstrahl-Optik für unterschiedliche Stromgrößen gespeichert sind, und zum Zeitpunkt einer Strahl-Umschaltung entsprechende Optik-Bedingungen ausgelesen werden und hinsichtlich der Optik eingestellt werden (siehe JP-A-H10-106474 ).
Gemäß dieser Einrichtung können, im Falle einer Umschaltung zwischen Ionenstrahlen, welche unterschiedliche Stromgrößen haben, die Optik-Bedingungen sanft umgeschaltet werden.
Bei der FIB-Einrichtung wird, um eine Bestrahlungs-Position einzustellen, wenn eine Feinverarbeitung durchgeführt wird, die Probe bei einer hohen Verstärkung beobachtet. Andererseits ist es, um die Position eines Verarbeitungsziels zu überprüfen, ebenso notwendig, die Probe in einem weiten Bereich zu beobachten, und wird die Probe daher manchmal bei einer niedrigen Verstärkung beobachtet. In diesem Fall wird eine Strahl-Umschaltung auf eine derartige Art und Weise durchgeführt, dass die Einrichtung zuvor die Optik-Bedingungen für einen Weitbereich-Beobachtungs-Modus, bei welchem die Probe durch den Ionenstrahl in einem weiten Bereich abgetastet und bestrahlt wird, speichert. Zur Strahl-Umschaltung ist es notwendig, die an eine Linsen-Elektrode von der Optik anzulegende Spannung umzuschalten.
Es gibt jedoch ein Problem dahin gehend, dass in dem Fall, bei welchem die an die Linsen-Elektrode von der Optik anzulegende Spannung umgeschaltet wird, eine Entladung erzeugt wird, wenn eine Hochspannung abrupt an die Linsen-Elektrode angelegt wird. Demgemäß muss die Strahl-Umschaltung zum Anlegen einer Hochspannung derart durchgeführt werden, dass die Spannung stufenförmig erhöht wird, um somit keine Entladung zu erzeugen. Somit besteht ein Problem dahin gehend, dass es für die durchzuführende Strahl-Umschaltung einer Zeit bedarf.
UMRISS
Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen eine Ionenstrahl-Einrichtung bzw. -Vorrichtung bereit, welche dazu in der Lage ist, eine Zeitperiode, welche zur Strahl-Umschaltung notwendig ist, zu verkürzen, ohne dass in der Ionenstrahl-Optik eine Entladung erzeugt wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Ionenstrahl-Einrichtung bereitgestellt, welche enthält: eine Ionenquelle, welche ausgelegt ist, einen Ionenstrahl zu emittieren; eine Kondensorlinse-Elektrode, welche ausgelegt ist, eine Kondensorlinse zum Komprimieren des Ionenstrahls auszubilden; eine Kondensorlinse-Leistungsquelle, welche ausgelegt ist, eine Spannung an die Kondensorlinse-Elektrode anzulegen; einen Speicherabschnitt, welcher ausgelegt ist zum Speichern von: einem ersten Spannungswert, welcher an die Kondensorlinse-Elektrode anzulegen ist und einem Beobachtungs-Modus zum Bestrahlen von einer Probe mit dem Ionenstrahl, um die Probe zu beobachten, entspricht, einem zweiten Spannungswert, welcher an die Kondensorlinse-Elektrode anzulegen ist und einem Verarbeitungs-Modus zum Bestrahlen der Probe mit dem Ionenstrahl, welcher eine höhere Stromgröße als eine Stromgröße im Beobachtungs-Modus hat, entspricht, einem dritten Spannungswert, welcher an die Kondensorlinse-Elektrode anzulegen ist und einem Weitbereich-Beobachtungs-Modus zum Bestrahlen der Probe mit dem Ionenstrahl in einem weiteren Bereich als ein Bereich im Beobachtungs-Modus entspricht, und einem vierten Spannungswert, welcher dem Weitbereich-Beobachtungs-Modus entspricht und mit Bezug auf den dritten Spannungswert näher am zweiten Spannungswert ist; und einen Steuerabschnitt, welcher ausgelegt ist, den dritten Spannungswert vom Speicherabschnitt zu erlangen und den erlangten dritten Spannungswert bei der Kondensorlinse-Leistungsquelle einzustellen, wenn der Beobachtungs-Modus auf den Weitbereich-Beobachtungs-Modus umgeschaltet wird, und den vierten Spannungswert vom Speicherabschnitt zu erlangen und den erlangten vierten Spannungswert bei der Kondensorlinse-Leistungsquelle einzustellen, wenn der Verarbeitungs-Modus auf den Weitbereich-Beobachtungs-Modus umgeschaltet wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Ionenstrahl-Einrichtung bereitgestellt, welche enthält: eine Ionenquelle, welche ausgelegt ist, einen Ionenstrahl zu emittieren; eine Kondensorlinse-Elektrode, welche ausgelegt ist, eine Kondensorlinse zum Komprimieren des Ionenstrahls auszubilden; eine Kondensorlinse-Leistungsquelle, welche ausgelegt ist, eine Spannung an die Kondensorlinse-Elektrode anzulegen; einen Speicherabschnitt, welcher ausgelegt ist zum Speichern von: einem ersten Spannungswert, welcher an die Kondensorlinse-Elektrode anzulegen ist und einem Beobachtungs-Modus zum Bestrahlen von einer Probe mit dem Ionenstrahl, um die Probe zu beobachten, entspricht, einem zweiten Spannungswert, welcher an die Kondensorlinse-Elektrode anzulegen ist und einem Verarbeitungs-Modus zum Bestrahlen der Probe mit dem Ionenstrahl, welcher eine höhere Stromgröße als eine Stromgröße im Beobachtungs-Modus hat, entspricht, einem dritten Spannungswert, welcher an die Kondensorlinse-Elektrode anzulegen ist und einem Weitbereich-Beobachtungs-Modus zum Bestrahlen der Probe mit dem Ionenstrahl in einem weiteren Bereich als ein Bereich im Beobachtungs-Modus entspricht, und einem vierten Spannungswert, welcher dem Weitbereich-Beobachtungs-Modus entspricht, und durch welchen eine Linse ausgebildet wird, welche einen stärkeren Linseneffekt als ein Linseneffekt von der Kondensorlinse, welche im Verarbeitungs-Modus ausgebildet ist, hat; und einen Steuerabschnitt, welcher ausgelegt ist, den dritten Spannungswert vom Speicherabschnitt zu erlangen und den erlangten dritten Spannungswert bei der Kondensorlinse-Leistungsquelle einzustellen, wenn der Beobachtungs-Modus auf den Weitbereich-Beobachtungs-Modus umgeschaltet wird, und den vierten Spannungswert vom Speicherabschnitt zu erlangen und den erlangten vierten Spannungswert bei der Kondensorlinse-Leistungsquelle einzustellen, wenn der Verarbeitungs-Modus auf den Weitbereich-Beobachtungs-Modus umgeschaltet wird.
Demgemäß kann eine Differenz bei Spannungswerten, welche zur Strahl-Umschaltung zu ändern sind, reduziert werden. Somit kann die zur Strahl-Umschaltung notwendige Zeitperiode ohne Erzeugung von einer Entladung verkürzt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
In der begleitenden Zeichnung sind wie folgt angezeigt:
1 ist ein Aufbau-Schaubild von einer Ionenstrahl-Einrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2A und 2B sind Erläuterungs-Schaubilder von Bestrahlungs-Modi der Ionenstrahl-Einrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3A und 3B sind Erläuterungs-Schaubilder von Bestrahlungs-Modi der Ionenstrahl-Einrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
4 ist ein Erläuterungs-Schaubild eines Anzeigeschirms der Ionenstrahl-Einrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
GENAUE BESCHREIBUNG
Im Folgenden wird eine Ionenstrahl-Einrichtung bzw. -Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Wie in 1 dargestellt, enthält die Ionenstrahl-Einrichtung in der beispielhaften Ausführungsform eine FIB-Säule 2 und eine Probenkammer 3. Die FIB-Säule 2 bestrahlt eine Probe 7, welche in der Probenkammer 3 untergebracht ist, mit einem Ionenstrahl 9.
Die Ionenstrahl-Einrichtung enthält einen Sekundär-Elektronen-Erfasser 4 als einen Ladungspartikel-Erfasser. Der Sekundär-Elektronen-Erfasser 4 ist dazu in der Lage, Sekundär-Elektronen zu erfassen, welche von der Probe 7 durch Bestrahlung durch den Ionenstrahl 9 erzeugt werden.
Die Ionenstrahl-Einrichtung enthält einen Bilderzeugungsabschnitt 14 und einen Anzeigeabschnitt 17. Der Bilderzeugungsabschnitt 14 bildet Daten eines SIM-Bildes basierend auf einem Signal zum Abtasten des Ionenstrahls 9 und einem Signal der Sekundär-Elektronen, welche durch den Sekundär-Elektronen-Erfasser 4 erfasst sind, aus. Der Anzeigeabschnitt 17 ist dazu in der Lage, das SIM-Bild anzuzeigen.
Die Ionenstrahl-Einrichtung enthält eine Probenstufe 6 zum Platzieren der Probe 7 darauf. Die Probenstufe 6 kann die Probe 7 bewegen. Ferner kann die Probenstufe 6 geneigt werden, um einen Einfallwinkel des Ionenstrahls 9 auf die Probe 7 zu ändern.
Die FIB-Säule 2 enthält eine Ionenstrahl-Optik 100. Die Ionenstrahl-Optik 100 enthält eine Ionenquelle 101, eine Kondensorlinse-Elektrode 102, eine Astigmatismus-Korrektur-Elektrode 103, eine Abtastelektrode 104 und eine Objektivlinsen-Elektrode 105. Die Ionenquelle 101 emittiert den Ionenstrahl 9. Die Kondensorlinse-Elektrode 102 bildet eine Kondensorlinse zum Komprimieren des Ionenstrahls 9, welcher von der Ionenquelle 101 emittiert ist, aus. Die Astigmatismus-Korrektur-Elektrode 103 korrigiert einen Astigmatismus des Ionenstrahls 9. Die Abtastelektrode 104 tastet den Ionenstrahl 9 ab. Die Objektivlinse-Elektrode 105 bildet eine Objektivlinse zum Fokussieren des Ionenstrahls 9 auf die Oberfläche von der Probe 7 aus. Es ist zu erwähnen, dass die Kondensorlinse-Elektrode 102 und die Objektivlinse-Elektrode 105 jeweils aus einem Scheibenelement ausgebildet sind, welches ein Loch hat, um ein Hindurchlaufen des Ionenstrahls 9 zu ermöglichen.
Die Ionenstrahl-Einrichtung enthält ferner einen Eingabeabschnitt 11 und einen Steuerabschnitt 16. Ein Bediener gibt eine Information über Bestrahlungs-Bedingungen des Ionenstrahls 9 an den Eingabeabschnitt 11 ein. Der Eingabeabschnitt 11 überträgt die Eingabeinformation an den Steuerabschnitt 16. Der Steuerabschnitt 16 erlangt Daten über entsprechende Bestrahlungs-Bedingungen von einem Speicherabschnitt 13, welcher Daten über Bestrahlungs-Bedingungen speichert. Basierend auf den erlangten Daten stellt der Steuerabschnitt 16 bei einer Kondensorlinse-Leistungsquelle 12 und einer Objektivlinse-Leistungsquelle 15 jeweilige Spannungswerte ein, welche an die Kondensorlinse-Elektrode 102 und die Objektivlinse-Elektrode 105 anzulegen sind. Die Kondensorlinse-Leistungsquelle 12 und die Objektivlinse-Leistungsquelle 15 legen die Einstellspannungen an die Kondensorlinse-Elektrode 102 und die Objektivlinse-Elektrode 105 an, um hierdurch jeweils eine Kondensorlinse und eine Objektivlinse auszubilden. Auf diese Art und Weise wird die Probe 7 durch den Ionenstrahl 9 unter den Bestrahlungs-Bedingungen basierend auf der über dem Eingabeabschnitt 11 eingegebenen Information bestrahlt.
Als Nächstes wird eine Beschreibung hinsichtlich von Bestrahlungs-Modi des Ionenstrahls 9 gegeben. 2A stellt einen Kurvenzug (engl.: locus) 9a des Ionenstrahls 9 in dem Fall dar, bei welchem die Probe 7 in einem Beobachtungs-Modus durch den Ionenstrahl 9 bestrahlt wird. Der Beobachtungs-Modus ist ein Bestrahlungs-Modus, welcher zum Beobachten von der Probe 7 verwendet wird, und hat Bestrahlungs-Bedingungen, bei welchen die Probe 7 mit einem Ionenstrahl 9 bestrahlt wird, welcher eine geringe Strahl-Stromgröße hat, um eine Beschädigung der Probe 7 zu reduzieren, das heißt mit anderen Worten, um die Größe einer Sputter-Ätzung der Probe 7 zu reduzieren. Im Beobachtungs-Modus wird der Ionenstrahl 9 derart komprimiert, dass der Strahl-Durchmesser auf der Oberfläche von der Probe 7 kleiner wird, um die Probe 7 mit einer hohen Auflösung zu beobachten.
Im Beobachtungs-Modus wird ein Kondensorlinsen-Elektrofeld 112a zum starken Beugen des Ionenstrahls 9 ausgebildet. Der Kurvenzug 9a des Ionenstrahls 9, welcher durch das Kondensorlinsen-Elektrofeld 112a stark gebeugt ist, wird durch ein Objektivlinsen-Elektrofeld 115a auf die Oberfläche von der Probe 7 fokussiert.
Im Beobachtungs-Modus wird, um den Ionenstrahl 9 stark zu beugen, eine hohe Spannung an die Kondensorlinse-Elektrode 102 angelegt. In diesem Fall wird eine erste Elektrode 102a der Kondensorlinse-Elektrode 102 seitens der Ionenquelle 101 auf 23 kV eingestellt, wird eine zweite Elektrode 102b auf 27 kV eingestellt, und wird eine dritte Elektrode 102c auf 0 kV eingestellt. Auf diese Art und Weise wird der Kurvenzug 9a des Ionenstrahls 9 durch das Kondensorlinsen-Elektrofeld 112a stark gebeugt, woraus Kurvenzüge resultieren, welche innerhalb der FIB-Säule 2 überwechseln.
2B stellt einen Kurvenzug 9b des Ionenstrahls 9 in dem Fall dar, bei welchem die Probe 7 in einem Verarbeitungs-Modus durch den Ionenstrahl 9 bestrahlt wird. Der Verarbeitungs-Modus ist ein Bestrahlungs-Modus, welcher zu verwenden ist, um die Probe 7 einer Ätz-Verarbeitung zu unterwerfen, und hat Bestrahlungs-Bedingungen, bei welchen die Probe 7 durch einen Ionenstrahl 9 bestrahlt wird, welcher eine hohe Strahl-Stromgröße hat, um die Probe 7 einer Ätz-Verarbeitung bei hoher Geschwindigkeit zu unterwerfen.
Im Verarbeitungs-Modus wird ein Kondensorlinsen-Elektrofeld 112b zum Komprimieren des Ionenstrahls 9 im hohen Ausmaß ausgebildet. Der Kurvenzug 9b des Ionenstrahls 9 ist annähernd parallel, bis er ein Objektivlinsen-Elektrofeld 115b erreicht. Auf diese Art und Weise kann die Probe 7 durch den Ionenstrahl 9 bestrahlt werden, welcher eine hohe Strahl-Stromgröße hat.
Im Verarbeitungs-Modus wird eine Spannung, welche kleiner ist als jene im Beobachtungs-Modus, in der Kondensorlinse-Elektrode 102 eingestellt. In diesem Fall sind die Spannungen, welche bei der ersten Elektrode 102a und der dritten Elektrode 102c der Kondensorlinse-Elektrode 102 einzustellen sind, gleich jenen wie im Beobachtungs-Modus, und wird die Spannung der zweiten Elektrode 102b auf 0 kV eingestellt. Auf diese Art und Weise wird der Kurvenzug 9b des Ionenstrahls 9 innerhalb der FIB-Säule 2 durch das Kondensorlinsen-Elektrofeld 112b ein paralleler Kurvenzug, und kann der Ionenstrahl 9 daher im hohen Ausmaß komprimiert werden.
Wie zuvor beschrieben, werden die Bestrahlungs-Bedingungen für den Beobachtungs-Modus im Falle eines Beobachtens der Probe 7 in der Ionenstrahl-Optik 100 eingestellt, und werden die Bestrahlungs-Bedingungen für den Verarbeitungs-Modus im Falle einer Verarbeitung der Probe 7 in der Ionenstrahl-Optik 100 eingestellt. Somit kann die Probe 7 mit einem gewünschten Ionenstrahl 9 bestrahlt werden.
Als Nächstes wird eine Beschreibung hinsichtlich eines Weitbereich-Beobachtungs-Modus zum Beobachten eines Weitbereichs gegeben. 3A stellt einen Kurvenzug 9c des Ionenstrahls 9 in jenem Fall dar, bei welchem die Probe 7 im Weitbereich-Beobachtungs-Modus durch den Ionenstrahl 9 bestrahlt wird. Im Weitbereich-Beobachtungs-Modus wird keine Objektivlinse ausgebildet sondern wird ein Kondensorlinsen-Elektrofeld 112c derart ausgebildet, dass der Ionenstrahl 9 auf der Oberfläche von der Probe 7 fokussiert wird. Auf diese Art und Weise kann der Ionenstrahl 9 durch die Abtast-Elektrode 104 ohne Verwendung einer jeglichen Objektivlinse abgetastet werden, und kann der Ionenstrahl 9 somit in einem Weitbereich abgetastet und abgestrahlt werden. Der Weitbereich bezieht sich, wie hier verwendet, auf einen weiten Abtastbereich 8c und einen weiten Abtastbereich 8d von ungefähr 5 mm, verglichen mit einem Abtastbereich 8a im Beobachtungs-Modus und einem Abtastbereich 8b im Verarbeitungs-Modus von ungefähr 1 mm.
Im Weitbereich-Beobachtungs-Modus wird, um den Ionenstrahl 9 auf der Oberfläche von der Probe 7 alleine durch die Kondensorlinse zu fokussieren, eine Spannung von 20 kV an die zweite Elektrode 102b von der Kondensorlinse-Elektrode 102 angelegt. Es ist zu erwähnen, dass die Spannungen, welche an die erste Elektrode 102a und die dritte Elektrode 102c von der Kondensorlinse-Elektrode 102 anzulegen sind, gleich jenen wie im Beobachtungs-Modus sind. Das heißt, dass die Spannungen derart angelegt werden, dass eine Potenzialdifferenz zwischen der ersten Elektrode 102a und der zweiten Elektrode 102b gleich 3 kV beträgt und eine Potenzialdifferenz zwischen der zweiten Elektrode 102b und der dritten Elektrode 102c gleich 20 kV beträgt. Auf diese Art und Weise wird ein starkes Linsen-Elektrofeld durch die zweite Elektrode 102b und die dritte Elektrode 102c ausgebildet, um hierdurch den Ionenstrahl 9 auf die Oberfläche von der Probe 7 zu fokussieren. In diesem Fall wird die Spannung der Objektivlinse-Elektrode 105 auf 0 kV eingestellt.
Ferner gibt es in der beispielhaften Ausführungsform einen weiteren Weitbereich-Beobachtungs-Modus. 3B stellt einen Kurvenzug 9d des Ionenstrahls 9 in jenem Fall dar, bei welchem die Probe 7 in dem weiteren Weitbereich-Beobachtungs-Modus durch den Ionenstrahl 9 bestrahlt wird. In dem weiteren Weitbereich-Beobachtungs-Modus wird eine Spannung von –5 kV an die zweite Elektrode 102b der Kondensorlinse-Elektrode 102 angelegt. Es ist zu erwähnen, dass die Spannungen, welche an die erste Elektrode 102a und die dritte Elektrode 102c der Kondensorlinse-Elektrode 102 anzulegen sind, gleich jenen sind wie im Verarbeitungs-Modus. Das heißt, dass die Spannungen derart angelegt werden, dass eine Potenzialdifferenz zwischen der ersten Elektrode 102a und der zweiten Elektrode 102b gleich 28 kV beträgt, und eine Potenzialdifferenz zwischen der zweiten Elektrode 102b und der dritten Elektrode 102c gleich –5 kV beträgt. Auf diese Art und Weise wird ein starkes Linsen-Elektrofeld durch die erste Elektrode 102a und die zweite Elektrode 102b ausgebildet, um hierdurch den Ionenstrahl 9 auf der Oberfläche von der Probe 7 zu fokussieren. In diesem Fall wird die Spannung der Objektivlinse-Elektrode 105 auf 0 kV eingestellt.
Wie zuvor beschrieben, hat der Weitbereich-Beobachtungs-Modus in der beispielhaften Ausführungsform zwei Modi, nämlich den Modus zum Anlegen einer Spannung von 20 kV an die Kondensorlinse-Elektrode 102 und den Modus zum Anlegen einer Spannung von –5 kV an die Kondensorlinse-Elektrode 102. Dann wird ein optimaler Weitbereich-Beobachtungs-Modus in Abhängigkeit davon verwendet, ob der Bestrahlungs-Modus vor der Verwendung des Weitbereich-Beobachtungs-Modus der Beobachtungs-Modus oder der Verarbeitungs-Modus war.
Mit anderen Worten wird, wenn der Bestrahlungs-Modus vom Verarbeitungs-Modus auf den Weitbereich-Beobachtungs-Modus umgeschaltet wird, der Bestrahlungs-Modus auf den Weitbereich-Beobachtungs-Modus zum Anlegen von einer Spannung von –5 kV umgeschaltet. Der Grund hierfür liegt darin, da eine Spannung von 0 kV im Verarbeitungs-Modus bei der Kondensorlinse-Elektrode 102 eingestellt ist, und somit, wenn der Bestrahlungs-Modus auf den Weitbereich-Beobachtungs-Modus zum Anlegen von einer Spannung von 20 kV umgeschaltet wird, eine hohe Spannung angelegt werden wird und eine Entladung erzeugt werden kann. Auf diese Art und Weise kann eine Zeitperiode, welche zum Umschalten vom Verarbeitungs-Modus auf den Weitbereich-Beobachtungs-Modus notwendig ist, verkürzt werden. Mit anderen Worten kann, da die Anlegespannung von 0 kV auf –5 kV umgeschaltet wird, die Umschaltung, verglichen mit dem Fall, bei welchem die Spannung von 0 kV auf 20 kV umgeschaltet wird, innerhalb einer 1/4-fachen Zeitperiode durchgeführt werden.
Wenn andererseits der Bestrahlungs-Modus vom Beobachtungs-Modus auf den Weitbereich-Beobachtungs-Modus umgeschaltet wird, wird der Bestrahlungs-Modus auf den Weitbereich-Beobachtungs-Modus zum Anlegen von einer Spannung von 20 kV umgeschaltet, da im Beobachtungs-Modus eine Spannung von 23 kV bei der Kondensorlinse-Elektrode 102 eingestellt wird. Auf diese Art und Weise kann der Bestrahlungs-Modus abermals vom Weitbereich-Beobachtungs-Modus auf den Beobachtungs-Modus umgeschaltet werden, ohne dass eine hohe Spannung angelegt wird. Somit kann die Umschalt-Zeitperiode ohne Erzeugung von einer Entladung verkürzt werden.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 4 eine Beschreibung darüber gegeben, wie der Bestrahlungs-Modus umgeschaltet wird. 4 ist ein Anzeigeschirm 40, welcher auf dem Anzeigeabschnitt 17 angezeigt wird. Der Anzeigeschirm 40 enthält eine Beobachtungs-Modus-Taste 43 zum Umschalten auf den Beobachtungs-Modus, eine Verarbeitungs-Modus-Taste (geringer Strom) 44 zum Umschalten auf einen Verarbeitungs-Modus zum Abstrahlen des Ionenstrahls 9 mit einem geringen Strom, eine Verarbeitungs-Modus-Taste (mittlerer Strom) 45 zum Umschalten auf einen Verarbeitungs-Modus zum Abstrahlen des Ionenstrahls 9 mit einem mittleren Strom, und eine Verarbeitungs-Modus-Taste (hoher Strom) 46 zum Umschalten auf einen Verarbeitungs-Modus zum Abstrahlen des Ionenstrahls 9 mit einem hohen Strom.
Der Bediener schaltet den Bestrahlungs-Modus des Ionenstrahls 9 durch die zuvor erwähnte Taste über den Eingabeabschnitt 11, wie beispielsweise eine Maus und eine Tastatur, um, während ein SIM-Bild 41, welches auf dem Anzeigeschirm angezeigt wird, betrachtet wird. Auf diese Art und Weise wird ein Bestrahlungs-Modus-Umschaltsignal an den Steuerabschnitt 16 eingegeben.
Der Steuerabschnitt 16 erlangt die Einstellspannungswerte von der Kondensorlinse-Elektrode 102 und der Objektivlinse-Elektrode 105 für jeden Bestrahlungs-Modus, welche zuvor im Speicherabschnitt 13 gespeichert sind. In diesem Fall ist der zu erlangende Einstellspannungswert ein Einstellspannungswert für einen optimalen Bestrahlungs-Modus, basierend auf dem zuvor verwendeten Bestrahlungs-Modus. Mit anderen Worten, in dem Fall, bei welchem der zuvor verwendete Bestrahlungs-Modus der Verarbeitungs-Modus ist und auf den Weitbereich-Beobachtungs-Modus umgeschaltet wird, erlangt der Steuerabschnitt 16 den Einstellspannungswert für den Weitbereich-Beobachtungs-Modus zum Anlegen von einer Spannung von –5 kV, welcher gegenüber dem Verarbeitungs-Modus eine kleine Spannungsdifferenz hat. In dem Fall, bei welchem der zuvor verwendete Bestrahlungs-Modus der Beobachtungs-Modus ist und auf den Weitbereich-Beobachtungs-Modus umgeschaltet wird, erlangt der Steuerabschnitt 16 den Einstellspannungswert für den Weitbereich-Beobachtungs-Modus zum Anlegen von einer Spannung von 20 kV, welcher gegenüber dem Beobachtungs-Modus eine kleine Spannungsdifferenz hat.
Dann stellt der Steuerabschnitt 16 die erlangten Einstellspannungswerte bei der Kondensorlinse-Leistungsquelle 12 und der Objektivlinse-Leistungsquelle 15 ein, und legen die Kondensorlinse-Leistungsquelle 12 und die Objektivlinse-Leistungsquelle 15 die Spannungen jeweils an die Kondensorlinse-Elektrode 102 und die Objektivlinse-Elektrode 105 an. In diesem Fall wird, wenn der Einstellspannungswert gleich 0 kV beträgt, keine Spannung angelegt.
Wie zuvor beschrieben, kann, sogar wenn der Weitbereich-Beobachtungs-Modus verwendet wird, der Bestrahlungs-Modus sanft umgeschaltet werden, ohne dass eine Entladung erzeugt wird.
Die vorliegende Erfindung stellt darstellhafte, nicht beschränkende Aspekte wie folgt bereit:

(1) Gemäß einem ersten Aspekt ist eine Ionenstrahl-Einrichtung bereitgestellt, welche enthält: eine Ionenquelle, welche ausgelegt ist, einen Ionenstrahl zu emittieren; eine Kondensorlinse-Elektrode, welche ausgelegt ist, eine Kondensorlinse zum Komprimieren des Ionenstrahls auszubilden; eine Kondensorlinse-Leistungsquelle, welche ausgelegt ist, eine Spannung an die Kondensorlinse-Elektrode anzulegen; einen Speicherabschnitt, welcher ausgelegt ist zum Speichern von: einem ersten Spannungswert, welcher an die Kondensorlinse-Elektrode anzulegen ist und einem Beobachtungs-Modus zum Bestrahlen von einer Probe mit dem Ionenstrahl, um die Probe zu beobachten, entspricht, einem zweiten Spannungswert, welcher an die Kondensorlinse-Elektrode anzulegen ist und einem Verarbeitungs-Modus zum Bestrahlen der Probe mit dem Ionenstrahl, welcher eine höhere Stromgröße als eine Stromgröße im Beobachtungs-Modus hat, entspricht, einem dritten Spannungswert, welcher an die Kondensorlinse-Elektrode anzulegen ist und einem Weitbereich-Beobachtungs-Modus zum Bestrahlen der Probe mit dem Ionenstrahl in einem weiteren Bereich als ein Bereich im Beobachtungs-Modus entspricht, und einem vierten Spannungswert, welcher dem Weitbereich-Beobachtungs-Modus entspricht und mit Bezug auf den dritten Spannungswert näher am zweiten Spannungswert ist; und einen Steuerabschnitt, welcher ausgelegt ist, den dritten Spannungswert vom Speicherabschnitt zu erlangen und den erlangten dritten Spannungswert bei der Kondensorlinse-Leistungsquelle einzustellen, wenn der Beobachtungs-Modus auf den Weitbereich-Beobachtungs-Modus umgeschaltet wird, und den vierten Spannungswert vom Speicherabschnitt zu erlangen und den erlangten vierten Spannungswert bei der Kondensorlinse-Leistungsquelle einzustellen, wenn der Verarbeitungs-Modus auf den Weitbereich-Beobachtungs-Modus umgeschaltet wird.
(2) Gemäß einem zweiten Aspekt ist eine Ionenstrahl-Einrichtung bereitgestellt, welche enthält: eine Ionenquelle, welche ausgelegt ist, einen Ionenstrahl zu emittieren; eine Kondensorlinse-Elektrode, welche ausgelegt ist, eine Kondensorlinse zum Komprimieren des Ionenstrahls auszubilden; eine Kondensorlinse-Leistungsquelle, welche ausgelegt ist, eine Spannung an die Kondensorlinse-Elektrode anzulegen; einen Speicherabschnitt, welcher ausgelegt ist zum Speichern von: einem ersten Spannungswert, welcher an die Kondensorlinse-Elektrode anzulegen ist und einem Beobachtungs-Modus zum Bestrahlen von einer Probe mit dem Ionenstrahl, um die Probe zu beobachten, entspricht, einem zweiten Spannungswert, welcher an die Kondensorlinse-Elektrode anzulegen ist und einem Verarbeitungs-Modus zum Bestrahlen der Probe mit dem Ionenstrahl, welcher eine höhere Stromgröße als eine Stromgröße im Beobachtungs-Modus hat, entspricht, einem dritten Spannungswert, welcher an die Kondensorlinse-Elektrode anzulegen ist und einem Weitbereich-Beobachtungs-Modus zum Bestrahlen der Probe mit dem Ionenstrahl in einem weiteren Bereich als ein Bereich im Beobachtungs-Modus entspricht, und einem vierten Spannungswert, welcher dem Weitbereich-Beobachtungs-Modus entspricht, und durch welchen eine Linse ausgebildet wird, welche einen stärkeren Linseneffekt als ein Linseneffekt von der Kondensorlinse, welche im Verarbeitungs-Modus ausgebildet ist, hat; und einen Steuerabschnitt, welcher ausgelegt ist, den dritten Spannungswert vom Speicherabschnitt zu erlangen und den erlangten dritten Spannungswert bei der Kondensorlinse-Leistungsquelle einzustellen, wenn der Beobachtungs-Modus auf den Weitbereich-Beobachtungs-Modus umgeschaltet wird, und den vierten Spannungswert vom Speicherabschnitt zu erlangen und den erlangten vierten Spannungswert bei der Kondensorlinse-Leistungsquelle einzustellen, wenn der Verarbeitungs-Modus auf den Weitbereich-Beobachtungs-Modus umgeschaltet wird.
(3) Gemäß einem dritten Aspekt ist die Ionenstrahl-Einrichtung gemäß dem zweiten Aspekt bereitgestellt, wobei der dritte Spannungswert einen Spannungswert umfasst, durch welchen eine Linse ausgebildet wird, welche einen schwächeren Linseneffekt als ein Linseneffekt von der Kondensorlinse, welche im Beobachtungs-Modus ausgebildet ist, hat.
(4) Gemäß einem vierten Aspekt ist die Ionenstrahl-Einrichtung gemäß dem ersten Aspekt oder dem dritten Aspekt bereitgestellt, welche ferner enthält: eine Objektivlinse-Elektrode, welche ausgelegt ist, eine Objektivlinse zum Fokussieren des Ionenstrahls auf die Probe auszubilden; und eine Objektivlinse-Leistungsquelle, welche ausgelegt ist, eine Spannung an die Objektivlinse-Elektrode anzulegen, wobei der Speicherabschnitt ferner einen ersten Objektivlinse-Spannungswert, welcher an die Objektivlinse-Elektrode anzulegen ist und dem Beobachtungs-Modus entspricht, einen zweiten Objektivlinse-Spannungswert, welcher an die Objektivlinse-Elektrode anzulegen ist und dem Verarbeitungs-Modus entspricht, und einen dritten Objektivlinse-Spannungswert, welcher an die Objektivlinse-Elektrode anzulegen ist und dem Weitbereich-Beobachtungs-Modus entspricht, speichert, und wobei der Steuerabschnitt ausgelegt ist, den dritten Objektivlinse-Spannungswert vom Speicherabschnitt zu erlangen und den erlangten dritten Objektivlinse-Spannungswert bei der Objektivlinse-Leistungsquelle einzustellen, wenn der Beobachtungs-Modus auf den Weitbereich-Beobachtungs-Modus umgeschaltet wird oder wenn der Verarbeitungs-Modus auf den Weitbereich-Beobachtungs-Modus umgeschaltet wird.
(5) Gemäß einem fünften Aspekt ist die Ionenstrahl-Einrichtung gemäß dem vierten Aspekt bereitgestellt, wobei der dritte Objektivlinse-Spannungswert 0 kV beträgt.
(6) Gemäß einem sechsten Aspekt ist die Ionenstrahl-Einrichtung gemäß einem aus dem ersten bis fünften Aspekt bereitgestellt, welche ferner enthält: einen Eingabeabschnitt, welcher ausgelegt ist zur Eingabe eines Signals zum Umschalten zwischen dem Beobachtungs-Modus, dem Verarbeitungs-Modus und dem Weitbereich-Beobachtungs-Modus.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2012-068016 [0001]
JP 10-106474 A [0005]

Claims

Ionenstrahl-Vorrichtung, welche enthält: eine Ionenquelle, welche ausgelegt ist, einen Ionenstrahl zu emittieren; eine Kondensorlinse-Elektrode, welche ausgelegt ist, eine Kondensorlinse zum Komprimieren des Ionenstrahls auszubilden; eine Kondensorlinse-Leistungsquelle, welche ausgelegt ist, eine Spannung an die Kondensorlinse-Elektrode anzulegen; einen Speicherabschnitt, welcher ausgelegt ist zum Speichern von: einem ersten Spannungswert, welcher an die Kondensorlinse-Elektrode anzulegen ist und einem Beobachtungs-Modus zum Bestrahlen von einer Probe mit dem Ionenstrahl, um die Probe zu beobachten, entspricht, einem zweiten Spannungswert, welcher an die Kondensorlinse-Elektrode anzulegen ist und einem Verarbeitungs-Modus zum Bestrahlen der Probe mit dem Ionenstrahl, welcher eine höhere Stromgröße als eine Stromgröße im Beobachtungs-Modus hat, entspricht, einem dritten Spannungswert, welcher an die Kondensorlinse-Elektrode anzulegen ist und einem Weitbereich-Beobachtungs-Modus zum Bestrahlen der Probe mit dem Ionenstrahl in einem weiteren Bereich als einem Bereich im Beobachtungs-Modus entspricht, und einem vierten Spannungswert, welcher dem Weitbereich-Beobachtungs-Modus entspricht und mit Bezug auf den dritten Spannungswert näher am zweiten Spannungswert ist; und einen Steuerabschnitt, welcher ausgelegt ist, den dritten Spannungswert vom Speicherabschnitt zu erlangen und den erlangten dritten Spannungswert bei der Kondensorlinse-Leistungsquelle einzustellen, wenn der Beobachtungs-Modus auf den Weitbereich-Beobachtungs-Modus umgeschaltet wird, und den vierten Spannungswert vom Speicherabschnitt zu erlangen und den erlangten vierten Spannungswert bei der Kondensorlinse-Leistungsquelle einzustellen, wenn der Verarbeitungs-Modus auf den Weitbereich-Beobachtungs-Modus umgeschaltet wird.
Ionenstrahl-Vorrichtung, welche enthält: eine Ionenquelle, welche ausgelegt ist, einen Ionenstrahl zu emittieren; eine Kondensorlinse-Elektrode, welche ausgelegt ist, eine Kondensorlinse zum Komprimieren des Ionenstrahls auszubilden; eine Kondensorlinse-Leistungsquelle, welche ausgelegt ist, eine Spannung an die Kondensorlinse-Elektrode anzulegen; einen Speicherabschnitt, welcher ausgelegt ist zum Speichern von: einem ersten Spannungswert, welcher an die Kondensorlinse-Elektrode anzulegen ist und einem Beobachtungs-Modus zum Bestrahlen von einer Probe mit dem Ionenstrahl, um die Probe zu beobachten, entspricht, einem zweiten Spannungswert, welcher an die Kondensorlinse-Elektrode anzulegen ist und einem Verarbeitungs-Modus zum Bestrahlen der Probe mit dem Ionenstrahl, welcher eine höhere Stromgröße als eine Stromgröße im Beobachtungs-Modus hat, entspricht, einem dritten Spannungswert, welcher an die Kondensorlinse-Elektrode anzulegen ist und einem Weitbereich-Beobachtungs-Modus zum Bestrahlen der Probe mit dem Ionenstrahl in einem weiteren Bereich als einem Bereich im Beobachtungs-Modus entspricht, und einem vierten Spannungswert, welcher dem Weitbereich-Beobachtungs-Modus entspricht, und durch welchen eine Linse ausgebildet wird, welche einen stärkeren Linseneffekt als ein Linseneffekt von der Kondensorlinse, welche im Verarbeitungs-Modus ausgebildet ist, hat; und einen Steuerabschnitt, welcher ausgelegt ist, den dritten Spannungswert vom Speicherabschnitt zu erlangen und den erlangten dritten Spannungswert bei der Kondensorlinse-Leistungsquelle einzustellen, wenn der Beobachtungs-Modus auf den Weitbereich-Beobachtungs-Modus umgeschaltet wird, und den vierten Spannungswert vom Speicherabschnitt zu erlangen und den erlangten vierten Spannungswert bei der Kondensorlinse-Leistungsquelle einzustellen, wenn der Verarbeitungs-Modus auf den Weitbereich-Beobachtungs-Modus umgeschaltet wird.
Ionenstrahl-Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der dritte Spannungswert einen Spannungswert umfasst, durch welchen eine Linse ausgebildet wird, welche einen schwächeren Linseneffekt hat als ein Linseneffekt von der Kondensorlinse, welche im Beobachtungs-Modus ausgebildet ist.
Ionenstrahl-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, welche ferner enthält: eine Objektivlinse-Elektrode, welche ausgelegt ist, eine Objektivlinse zum Fokussieren des Ionenstrahls auf die Probe auszubilden; und eine Objektivlinse-Leistungsquelle, welche ausgelegt ist, eine Spannung an die Objektivlinse-Elektrode anzulegen, wobei der Speicherabschnitt ferner speichert: einen ersten Objektivlinse-Spannungswert, welcher an die Objektivlinse-Elektrode anzulegen ist und dem Beobachtungs-Modus entspricht, einen zweiten Objektivlinse-Spannungswert, welcher an die Objektivlinse-Elektrode anzulegen ist und dem Verarbeitungs-Modus entspricht, und einen dritten Objektivlinse-Spannungswert, welcher an die Objektivlinse-Elektrode anzulegen ist und dem Weitbereich-Beobachtungs-Modus entspricht, und wobei der Steuerabschnitt ausgelegt ist, den dritten Objektivlinse-Spannungswert vom Speicherabschnitt zu erlangen und den erlangten dritten Objektivlinse-Spannungswert bei der Objektivlinse-Leistungsquelle einzustellen, wenn der Beobachtungs-Modus auf den Weitbereich-Beobachtungs-Modus umgeschaltet wird oder wenn der Verarbeitungs-Modus auf den Weltbereich-Beobachtungs-Modus umgeschaltet wird.
Ionenstrahl-Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der dritte Objektivlinse-Spannungswert 0 kV beträgt.
Ionenstrahl-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, welche ferner enthält: einen Eingabeabschnitt, welcher ausgelegt ist zur Eingabe eines Signals zum Umschalten zwischen dem Beobachtungs-Modus, dem Verarbeitungs-Modus und dem Weitbereich-Beobachtungs-Modus.