JP4889105B2 - 荷電粒子ビーム装置 - Google Patents
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Description
本発明の荷電粒子ビーム装置は、荷電粒子ビームを放出する荷電粒子源と、該荷電粒子ビームを必要に応じて補正、偏向する補正・偏向手段、及び、二つの外側電極と、該外側電極に挟み込まれた少なくとも一つの中間電極とが、前記荷電粒子ビームの照射方向に配列して構成され、前記荷電粒子ビームを集束させて試料に照射させる対物レンズを有する荷電粒子ビーム光学系と、該荷電粒子ビーム光学系の前記対物レンズの前記中間電極に、前記外側電極に対して正負いずれかの電位差が生じるように電圧を切り替えて印加することが可能な対物レンズ制御電源と、前記荷電粒子ビームを前記試料に照射する照射位置にガスを導入するガス導入機構と、該ガス導入機構の駆動、非駆動に基づいて、前記対物レンズ制御電源によって前記対物レンズの前記中間電極に印加する電圧の極性を切り替える制御部と、を備え、前記制御部は、前記ガス導入機構を駆動しガスを導入する場合には、前記対物レンズが減速レンズとして機能するように前記中間電極に印加する電圧の極性を選択するとともに、前記制御部は、前記ガス導入機構を駆動しガスを導入する場合において前記中間電極に印加する電圧の絶対値を、前記ガス導入機構を駆動せずガスを導入しない場合において前記中間電極に印加する電圧の絶対値よりも小さくすることを特徴としている。
また、ガス導入機構を非駆動とする場合には、対物レンズの中間電極に荷電粒子ビームの極性と異なる電圧を印加して加速レンズとする一方、ガス導入機構を駆動する際には、制御部によって対物レンズの中間電極に印加する電圧を自動的に切り替えて減速レンズとすることで、放電のおそれ無く、荷電粒子ビームを照射することができる。
図1は、この発明に係る第1の実施形態を示している。図1に示すように、荷電粒子ビーム装置である集束イオンビーム装置(FIB)1は、試料Mに荷電粒子ビームであるイオンビームIを照射することによって、試料Mの表面の加工等を行うものである。例えばウエハを試料Mとして配置し、TEM(透過型電子顕微鏡)観察用の試料を作製することが可能であり、あるいは、フォトリソグラフィ技術におけるフォトマスクを試料Mとして、フォトマスクの修正などが可能である。以下、本実施形態における集束イオンビーム装置1の詳細について説明する。
図3は、この発明に係る第2の実施形態を示している。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
図4は、この発明に係る第3の実施形態を示している。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
9 イオン源(荷電粒子源)
11 イオンビーム光学系(荷電粒子ビーム光学系)
16、51、61 対物レンズ
16a、16b、51a、51b 外側電極
16c、51c 中間電極
19 補正・偏向手段
20 ガス導入機構
21 制御部
30 制御電源部
36、52、64 対物レンズ制御電源
36a、52a、64a 第1の電源
36b、52b、64b 第2の電源
36c 切替手段
41 両極性高圧電源(対物レンズ制御電源)
51d 第1の電極
51e 第2の電極
62 第1の対物レンズ
62a、62b 外側電極
62c 中間電極
63 第2の対物レンズ
63a、63b 外側電極
63c 中間電極
M 試料
I イオンビーム(荷電粒子ビーム)
Claims (6)
- 荷電粒子ビームを放出する荷電粒子源と、
該荷電粒子ビームを必要に応じて補正、偏向する補正・偏向手段、及び、二つの外側電極と、該外側電極に挟み込まれた少なくとも一つの中間電極とが、前記荷電粒子ビームの照射方向に配列して構成され、前記荷電粒子ビームを集束させて試料に照射させる対物レンズを有する荷電粒子ビーム光学系と、
該荷電粒子ビーム光学系の前記対物レンズの前記中間電極に、前記外側電極に対して正負いずれかの電位差が生じるように電圧を切り替えて印加することが可能な対物レンズ制御電源と、
前記荷電粒子ビームを前記試料に照射する照射位置にガスを導入するガス導入機構と、
該ガス導入機構の駆動、非駆動に基づいて、前記対物レンズ制御電源によって前記対物レンズの前記中間電極に印加する電圧の極性を切り替える制御部と、を備え、
前記制御部は、前記ガス導入機構を駆動しガスを導入する場合には、前記対物レンズが減速レンズとして機能するように前記中間電極に印加する電圧の極性を選択するとともに、
前記制御部は、前記ガス導入機構を駆動しガスを導入する場合において前記中間電極に印加する電圧の絶対値を、前記ガス導入機構を駆動せずガスを導入しない場合において前記中間電極に印加する電圧の絶対値よりも小さくすることを特徴とする荷電粒子ビーム装置。 - 請求項1に記載の荷電粒子ビーム装置において、
前記対物レンズ制御電源は、前記外側電極に対して負の電位差が生じるように負電圧を印加可能な第1の電源と、
前記外側電極に対して正の電位差が生じるように正電圧を印加可能な第2の電源と、
前記対物レンズの前記中間電極に、前記第1の電源と前記第2の電源とのいずれか一方を接続させるように切り替え可能な切替手段とを有することを特徴とする荷電粒子ビーム装置。 - 請求項1に記載の荷電粒子ビーム装置において、
前記対物レンズ制御電源は、前記外側電極に対して正負いずれかの電位差が生じるように、負電圧と正電圧とを切り替えて印加可能な両極性高圧電源であることを特徴とする荷電粒子ビーム装置。 - 請求項1に記載の荷電粒子ビーム装置において、
前記対物レンズの前記中間電極は、第1の電極と、該第1の電極よりも前記試料側に配置された第2の電極とを有し、
前記対物レンズ制御電源は、前記第1の電極に接続され、前記外側電極に対して前記荷電粒子ビームの極性と異なる極性の電位差が生じるように、前記荷電粒子ビームの極性と異なる極性の電圧を印加可能な第1の電源と、前記第2の電極に接続され、前記外側電極に対して前記荷電粒子ビームの極性と同じ極性の電位差が生じるように、前記荷電粒子ビームの極性と同じ極性の電圧を印加可能な第2の電源とを有することを特徴とする荷電粒子ビーム装置。 - 請求項1に記載の荷電粒子ビーム装置において、
前記荷電粒子ビーム光学系は、前記対物レンズとして、第1の対物レンズと、該第1の対物レンズよりも前記試料側に配置された第2の対物レンズとの二つの前記対物レンズを有し、
前記対物レンズ制御電源は、前記第1の対物レンズの前記中間電極に接続され、前記第1の対物レンズの前記外側電極に対して前記荷電粒子ビームの極性と異なる極性の電位差が生じるように、前記荷電粒子ビームの極性と異なる極性の電圧を印加可能な第1の電源と、
前記第2の対物レンズの前記中間電極に接続され、前記第2の対物レンズの前記外側電極に対して前記荷電粒子ビームの極性と同じ極性の電位差が生じるように、前記荷電粒子ビームの極性と同じ極性の電圧を印加可能な第2の電源とを有することを特徴とする荷電粒子ビーム装置。 - 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の荷電粒子ビーム装置において、
前記荷電粒子ビーム光学系の前記補正・偏向手段を駆動させる制御電源部と、
前記対物レンズ制御電源によって前記対物レンズの前記中間電極に電圧を印加して、前記外側電極との間に正負いずれかの電位差が生じるようにしたそれぞれの場合で、前記荷電粒子ビームを最適条件で前記試料に照射する前記荷電粒子ビーム光学系の前記補正・偏向手段の調整値が予め設定された制御部とを備え、
該制御部は、前記対物レンズ制御電源によって前記中間電極と前記外側電極との間に生じた電位差が正負いずれであるかに基づいて、前記調整値を選択し、前記制御電源部によって前記荷電粒子ビーム光学系の前記補正・偏向手段を駆動させることを特徴とする荷電粒子ビーム装置。
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