KR20210046541A

KR20210046541A - 집속 이온 빔 장치, 및 집속 이온 빔 장치의 제어 방법

Info

Publication number: KR20210046541A
Application number: KR1020200117639A
Authority: KR
Inventors: 야스히코 스기야마; 나오코 히로세
Original assignee: 가부시키가이샤 히다치 하이테크 사이언스
Priority date: 2019-10-18
Filing date: 2020-09-14
Publication date: 2021-04-28
Also published as: TW202117786A; US20210118642A1; CN112687507A; JP7308582B2; US11257655B2; DE102020127344A1; JP2021068530A

Abstract

빔을 원하는 궤도로 제어할 수 있는 집속 이온 빔 장치, 복합 집속 이온 빔 장치, 및 집속 이온 빔 장치의 제어 방법을 제공하는 것이다.
집속 이온 빔 장치는, 이온을 발생시키는 이온원과, 이온을 가속시키고 집속시켜 이온 빔을 형성하는 제1 정전 렌즈와, 이온 빔을 더욱 가속시키는 빔 부스터 전극과, 빔 부스터 전극 내에 설치되며, 이온 빔을 정전 편향시키는 하나 또는 복수의 전극과, 하나 또는 복수의 전극과 시료대의 사이에 배치되며, 전압이 인가된 이온 빔을 집속하는 제2 정전 렌즈와, 측정 조건을 취득하고, 취득한 측정 조건에 의거하여, 하나 또는 복수의 전극에 인가하는 전압의 각각, 및 정전 렌즈에 인가하는 전압 중 적어도 하나를 설정하는 처리부를 구비한다.

Description

집속 이온 빔 장치, 및 집속 이온 빔 장치의 제어 방법{FOCUSED ION BEAM APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}

본 발명은, 집속 이온 빔 장치, 및 집속 이온 빔 장치의 제어 방법에 관한 것이다.

집속 이온 빔(FIB: Focused Ion Beam) 장치를 사용한 투과형 전자 현미경(TEM: Transmission Electron Microscope)의 시료 제작으로 대표되는 시료 형상의 가공에 있어서는, 이온 빔의 조사에 의한 시료에 대한 대미지를 최소한으로 억제하고 싶다고 하는 요구가 있다. 그 때문에, 이온 빔의 가속 에너지를 수 kV 이하로 내려 시료를 가공하고 있다.

구체적으로는, 시료 형상의 가공에 관한 것으로, 조가공(粗加工)을 30kV에서 행하고, 마무리 가공을 10kV에서 행하는 기술이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 또한, 마무리 가공에 사용하는 이온 빔의 에너지를 낮게 함과 더불어, 시료에 대한 입사 각도를 시료 형상에 맞추어 최적화함으로써 효과적으로 대미지층을 제거하는 기술이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조). 또한, 대미지층을 줄이기 위하여, 가속 전압을 낮게 하는 기술이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 3 참조).

그러나, 집속 이온 빔의 가속 전압을 낮게 하면 색 수차에 의한 빔 블러(beam blur)량의 증대나 쿨롬 상호 작용에 의한 빔 프로파일의 확산이 현저해진다. 즉, 가속 전압을 내려 이용하면 색 수차가 증가하여 이온 빔을 충분히 좁힐 수 없게 된다. 이 때문에, 미세한 이온 프로브를 얻을 수 없다. 이 과제를 해결하기 위하여, 가속 전압에 따라 가속 렌즈 동작과 감속 렌즈 동작을 선택적으로 작용시켜, 색 수차가 거의 변화하지 않도록 하는 기술이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 4 참조).

또한, 광학계의 중간부의 퍼텐셜 에너지를 올리고, 대물렌즈에 의하여 저하시키는 빔 부스터 기술이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 5, 비특허문헌 1 참조).

일본국 특허 제3333731호 공보 일본국 특허 제5142240호 공보 일본국 특허 제5537050호 공보 일본국 특허공개 평5-35540호 공보 일본국 특허공개 2007-103108호 공보 일본국 특허공개 소59-66043호 공보 일본국 특허공개 소63-231852호 공보 일본국 특허 제3544438호 공보 일본국 특허 제5969229호 공보

Michael Rauscher and Erich Plies, 「Low Energy focused ion beam system design」, Journal of Vacuum Science & Technology A, American Vacuum Society, 2006, 24(4), p. 1055-1066

집속 이온 빔은, 가공, 에칭 시에는 높은 가속 전압(예를 들면, 30kV)이고, 마무리 가공 시에는, 이 가공에 의한 대미지층을 제거하기 위하여, 가속 전압을 내리고(예를 들면 1kV~5kV), 사용되는 경우가 있다.

가속 전압을 변화시킨 경우에, 변화시킨 가속 전압에 연동시켜, 광학계의 전압을 제어하는 기술이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 6, 특허문헌 7 참조).

가속 전압을 내림과 동시에 빔 부스터 전위를 인가하는 경우, 빔 부스터 관 내를 이온 빔이 가속 전압 이상의 에너지로 주행한다.

빔 부스터 관 내에는 이하의 전극을 배치한다. 전극은, 기본적으로는 정전식 편향기이며, 역할에 따라 부르는 법이 상이하다. 예를 들면 빔을 정전 편향시켜 광축으로부터 다른 데로 돌려, 시료 상에 조사되지 않도록 하는 전극은 블랭킹 전극이라고 불린다. 빔을 정전 편향시켜 렌즈의 광축에 맞도록 조정하는 전극은 얼라인먼트 전극이라고 불린다. 빔을 정전 편향시켜 빔의 단면 형상이 원이 되도록, 이온 빔의 단면 형상의 진원도를 조정하는 전극은 비점(非點) 보정 전극이라고 불린다. 빔을 정전 편향시켜 시료 표면을 주사(走査)시키는 전극은 주사 전극이라고 불린다.

이들 전극이 빔 부스터 관 내에 설치되어 있는 구성에 있어서, 가속 전압 또는 빔 부스터 전압을 변화시킨 경우, 이하의 과제가 발생한다. 또한, 빔 부스터 관이 원통으로 되어 있지 않은 경우여도, 블랭킹 전극, 비점 보정 전극, 얼라인먼트 전극의 각 전원이 빔 부스터 전위에 플로팅하고 있는 경우는 동일한 과제가 발생한다.

도 1은, 가속 전압을 변경했을 때의 블랭킹 전압 제어에 대하여 설명하기 위한 도면이다.

도 1(a)는, 블랭킹 전극(BE)에 블랭킹 전압(Vblk1)을 인가한 경우를 나타내고 있다. 이 경우, 가속 전압(Vacc1)의 빔이, 정전 편향되어 블랭킹 애퍼처(BA) 상의 원하는 장소에 조사된다.

도 1(b)는, 가속 전압을, Vacc1로부터 Vacc2(단 Vacc2<Vacc1)로 변경한 경우를 나타내고 있다. 블랭킹 전압은 변경하지 않고 Vblk1 그대로이다. 이 경우, 편향량이 너무 커서, 가속 전압(Vacc2)의 빔이, 블랭킹 애퍼처(BA)의 원하는 부분에 조사되지 않는다. 빔이 블랭킹 애퍼처(BA)의 원하는 부분 혹은 장소에 조사되지 않는 경우에, 빔이 조사된 부분이 이온 빔에 에칭되어, 장치의 고장을 일으킬 우려가 있다.

도 1(c)는, 가속 전압을, Vacc1로부터 Vacc3(단 Vacc3=k×Vacc1, k는 비례 상수)으로 변경한 경우를 나타내고 있다. 블랭킹 전압을 k×Vblk1로 변경한 경우에, 도 1(a)와 동일하게, 빔이 블랭킹 애퍼처(BA)의 원하는 위치에 조사된다. 동일한 내용이, 특허문헌 6에 나타내어져 있다.

도 2는, 빔 부스터 전압을 인가한 경우에 대하여 설명하기 위한 도면이다.

도 2(a)는, 블랭킹 전극(BE)에 블랭킹 전압(Vblk1)을 인가한 경우를 나타내고 있다. 단, 빔 부스터 관(BT)의 인가 전압(Vb1)은 영이다. 블랭킹 전극(BE)에 블랭킹 전압(Vblk1)을 인가함으로써, 가속 전압(Vacc1)의 빔이, 정전 편향되어 블랭킹 애퍼처(BA) 상의 원하는 장소에 조사된다.

도 2(b)는, 빔 부스터 전원의 전압을 Vb2(단, 이온 빔을 가속하기 위하여 부전압)로 한 경우를 나타내고 있다. 가속 전압은 변경하지 않고 Vacc1 그대로이고, 블랭킹 전압도 변경하지 않고 Vblk1을 인가한다. 이 경우에, 빔 부스터 관 내에서는 이온 빔의 에너지는 (Vacc1+Vb2)eV가 되기 때문에, 빔을 블랭킹 애퍼처의 원하는 부분에 조사시키기 위해서는 블랭킹 전압이 부족하다. 이 때문에, 편향량이 너무 작아서 블랭킹 애퍼처(BA)의 원하는 부분에 조사되지 않는다. 즉, 원하는 곳 이외의 장소가 이온 빔 에칭되어 장치의 고장을 일으킬 우려가 있다. 또한, 빔 부스터 전압을 인가한 상태로, 도 1(c)와 같이 가속 전압(Vacc3)(단 Vacc3=k×Vacc1, k는 비례 상수), 블랭킹 전압을 k×Vblk1로 변경한 경우여도 빔은 블랭킹 애퍼처의 원하는 부분에 조사되지 않는다. 빔 부스터 관 내에서는 이온 빔의 에너지는 (Vacc3+Vb2)eV가 되기 때문에, 빔을 블랭킹 애퍼처의 원하는 부분에 조사시키기 위해서는 블랭킹 전압이 부족하다. 따라서 특허문헌 6에 기재된 방법을 이용해도, 본 과제는 해결되지 않는다.

비점 수차의 크기는 광학 부품의 가공 진원도나 기계 조립 정밀도에 따라 변화한다. 이 비점 수차를 보정하기 위하여 비점 보정 전극에 인가하는 전압 범위에 대해서는 블랭킹 전압과 동일한 과제가 발생한다. 예를 들면 빔 부스터 전압이 영에서는 가속 전압이 30kV일 때의 비점 보정 전극에 인가하는 전압의 범위가 ±10V인 경우, 가속 전압 10kV에서는 비점 보정 전극에 인가하는 전압의 범위를 ±3.3V로 하면 된다. 그러나 빔 부스터 전압을 인가한 상태에서는 가속 전압이 10kV일 때의 비점 보정 전극에 인가하는 전압의 범위를 ±3.3V로 해도 전압이 부족하여, 비점 수차를 보정할 수 없을 우려가 있다.

콘덴서 렌즈와 대물렌즈의 광축의 어긋남은, 렌즈 전극 및 그 사이에 있는 광학 부품의 기계 조립 정밀도에 기인한다. 이 광축의 어긋남을 보정하기 위하여 얼라인먼트 전극에 인가하는 전압 범위에 대해서는 블랭킹 전압과 동일한 과제가 발생한다. 예를 들면 빔 부스터 전압이 영에서는 가속 전압이 30kV일 때의 얼라인먼트 전극에 인가하는 전압의 범위가 ±10V인 경우, 가속 전압 10kV에서는 얼라인먼트 전극에 인가하는 전압의 범위를 ±3.3V로 하면 된다. 그러나 빔 부스터 전압을 인가한 상태에서는 가속 전압이 10kV일 때의 얼라인먼트 전극에 인가하는 전압의 범위를 ±3.3V로 해도 전압이 부족하여, 광축을 보정할 수 없을 우려가 있다.

콘덴서 렌즈와, 대물렌즈에 대해서는, 렌즈의 형식에 의존하는 면도 있지만, 정전식의 경우는 블랭킹 전극과 동일하게, 가속 전압에만 의거하여 결정해도 원하는 렌즈 강도를 얻을 수 없을 우려가 있다.

본 과제에 특허문헌 8에 기재된 방법을 적용해도 해결책이 되지 않는다. 특허문헌 8에는 대물렌즈에 대한 인가 전압을 컴퓨터에 기억해 두고, 복수 개의 가공을 행하는 것이 기재되어 있다. 그러나 빔 부스터의 기재가 없다. 그 때문에 어떻게 과제가 발생하고, 어떻게 복수의 주사 전압을 설정하면 되는지를 유추할 수 없다. 빔 부스터 전극에 대한 인가 전압에 관련시키지 않고, 블랭킹 전극, 얼라인먼트 전극, 비점 보정 전극 및 콘덴서 렌즈, 대물렌즈의 전압 제어를 행해도 해결책은 되지 않는다.

본 과제에 특허문헌 9에 기재된 방법을 적용해도 해결책이 되지 않는다. 특허문헌 9에 있어서의 제어 대상은 집속 렌즈의 집속 전압이며, 특허문헌 9에서는 집속 전압을 설정함으로써 빔 전류를 조정하는 것을 목적으로 하고 있다. 특허문헌 9에는 빔 부스터, 복수의 주사 전극의 기재가 없다. 그 때문에 어떻게 과제가 발생하고, 어떻게 복수의 주사 전압을 설정하면 되는지를 유추할 수 없다.

본 발명은 상기의 점을 감안하여 이루어진 것으로, 하나 또는 복수의 전극이 빔 부스터 관 내에 설치 또는 빔 부스터 전위에 플로팅하고 있는 집속 이온 빔 장치에 있어서, 가속 전압 및 빔 부스터 전압을 변경한 경우에, 빔을 원하는 궤도로 제어할 수 있는 집속 이온 빔 장치, 및 집속 이온 빔 장치의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하여 이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 이하의 양태를 채용했다.

(1) 본 발명의 일 양태에 따른 집속 이온 빔 장치는, 이온을 발생시키는 이온원과, 상기 이온을 가속시키고 집속시켜 이온 빔을 형성하는 제1 정전 렌즈와, 상기 이온 빔을 더욱 가속시키는 빔 부스터 전극과, 상기 빔 부스터 전극 내에 설치되며, 상기 이온 빔을 정전 편향시키는 하나 또는 복수의 전극과, 하나 또는 복수의 상기 전극과 시료대의 사이에 배치되며, 전압이 인가된 상기 이온 빔을 집속하는 제2 정전 렌즈와, 측정 조건을 취득하고, 취득한 측정 조건에 의거하여, 하나 또는 복수의 상기 전극에 인가하는 전압의 각각, 및 상기 정전 렌즈에 인가하는 전압 중 적어도 하나를 설정하는 처리부를 구비한다.

(2) 상기 (1)에 기재된 집속 이온 빔 장치에 있어서, 상기 처리부는, 측정 조건과, 하나 또는 복수의 상기 전극에 인가하는 전압을 특정하는 정보의 각각, 및 상기 정전 렌즈에 인가하는 전압을 특정하는 정보 중 적어도 하나의 전압을 특정하는 정보를 관련지은 인가 전압 정보로부터, 취득한 상기 측정 조건에 해당하는 하나 또는 복수의 상기 전압을 특정하는 정보의 각각, 및 상기 정전 렌즈에 인가하는 전압을 특정하는 정보 중 적어도 하나의 전압을 특정하는 정보를 취득하고, 취득한 적어도 하나의 전압을 특정하는 상기 정보에 의거하여, 하나 또는 복수의 상기 전극에 인가하는 전압, 및 상기 정전 렌즈에 인가하는 전압 중 적어도 하나의 전압을 설정한다.

(3) 상기 (1) 또는 상기 (2)에 기재된 집속 이온 빔 장치에 있어서, 하나 또는 복수의 상기 전극은, 상기 빔 부스터 전극 내에 설치되며, 상기 이온 빔의 광축의 어긋남을 수정하는 얼라인먼트 전극과, 상기 빔 부스터 전극 내에 설치되며, 상기 이온 빔의 단면 형상의 진원도를 보정하는 비점 보정 전극과, 상기 빔 부스터 전극 내에 설치되며, 상기 이온 빔을 편향시키는 블랭킹 전극과, 상기 빔 부스터 전극 내에 설치되며, 상기 이온 빔을 시료 상에 주사하는 제1 주사 전극, 및 제2 주사 전극을 포함한다.

(4) 상기 (1) 내지 상기 (3) 중 어느 한 항에 기재된 집속 이온 빔 장치에 있어서, 상기 측정 조건은, 가속 전압을 특정하는 정보와, 빔 부스터 전압을 특정하는 정보가 포함된다.

(5) 상기 (1) 내지 상기 (4) 중 어느 한 항에 기재된 집속 이온 빔 장치에 있어서, 가속 전압을 특정하는 정보와, 빔 부스터 전압을 특정하는 정보로부터, 상기 처리부는 가속 전압과, 빔 부스터 전압의 합을 구하고, 구한 합에 의거하여, 하나 또는 복수의 상기 전극에 인가하는 전압의 각각 중 적어도 하나의 전압을 설정한다.

(6) 본 발명의 일 양태에 따른 제어 방법은, 이온을 발생시키는 이온원과, 상기 이온을 가속시키고 집속시켜 이온 빔을 형성하는 제1 정전 렌즈와, 상기 이온 빔을 더욱 가속시키는 빔 부스터 전극과, 상기 빔 부스터 전극 내에 설치되며, 상기 이온 빔을 정전 편향시키는 하나 또는 복수의 전극과, 하나 또는 복수의 상기 전극과 시료대의 사이에 배치되며, 전압이 인가된 상기 이온 빔을 집속하는 제2 정전 렌즈를 구비하는 집속 이온 빔 장치의 제어 방법이고, 측정 조건을 취득하는 단계와, 취득한 측정 조건에 의거하여, 하나 또는 복수의 상기 전극에 인가하는 전압의 각각, 및 상기 정전 렌즈에 인가하는 전압 중 적어도 하나를 설정하는 단계를 갖는다.

본 발명에 의하면, 빔을 원하는 궤도로 제어할 수 있다.

도 1은, 가속 전압을 변경했을 때의 블랭킹 전압 제어에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 2는, 빔 부스터 전압을 인가한 경우에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 3은, 제1 실시 형태에 따른 하전 입자 빔 장치의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는, 본 실시 형태에 따른 하전 입자 빔 장치에 있어서의 제어부의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는, 주사 전압 정보의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은, 본 실시 형태에 따른 하전 입자 빔 장치에 있어서의 제1 전극과 제2 전극과 입사측 전극과 중간 전극과 출사측 전극의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은, 이온 빔의 궤도의 일례를 나타낸다.
도 8은, 본 실시 형태에 따른 하전 입자 빔 장치의 동작의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 9는, 본 실시 형태의 변형예 1에 따른 하전 입자 빔 장치에 있어서의 제어부의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 10은, 주사 전압 정보의 일례를 나타내는 도면이다.
도 11은, 제1 실시 형태의 변형예 1에 따른 하전 입자 빔 장치에 있어서의 가속 전압값(Eacc)과, 빔 부스터 전압값(Eb)의 범위의 관계의 일례를 나타내는 도면이다.
도 12는, 이온 빔의 궤도의 일례를 나타낸다.
도 13은, 이온 빔의 궤도의 일례를 나타내는 도면이다.
도 14는, 제1 실시 형태의 변형예 1에 따른 하전 입자 빔 장치의 동작의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 15는, 본 실시 형태의 변형예 2에 따른 하전 입자 빔 장치에 있어서의 제어부의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 16은, 제1 실시 형태의 변형예 2에 따른 하전 입자 빔 장치의 동작의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 17은, 제2 실시 형태에 따른 복합 하전 입자 빔 장치에 있어서의 제어부의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 18은, 제3 실시 형태에 따른 하전 입자 빔 장치의 부분도이다.
도 19는, 제3 실시 형태에 따른 하전 입자 빔 장치에 있어서의 제어부의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 20은, 제3 실시 형태에 따른 하전 입자 빔 장치의 동작의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 21은, 제3 실시 형태의 변형예 1에 따른 하전 입자 빔 장치의 부분도이다.
도 22는, 제3 실시 형태의 변형예 1에 따른 하전 입자 빔 장치에 있어서의 제어부의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 23은, 제3 실시 형태의 변형예에 따른 하전 입자 빔 장치의 동작의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 24는, 제3 실시 형태의 변형예 2에 따른 하전 입자 빔 장치의 부분도이다.
도 25는, 제3 실시 형태의 변형예 2에 따른 하전 입자 빔 장치에 있어서의 제어부의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 26은, 제3 실시 형태의 변형예 2에 따른 하전 입자 빔 장치의 동작의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 27은, 제3 실시 형태의 변형예 3에 따른 하전 입자 빔 장치의 부분도이다.
도 28은, 제3 실시 형태의 변형예 3에 따른 하전 입자 빔 장치에 있어서의 제어부의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 29는, 제3 실시 형태의 변형예 2에 따른 하전 입자 빔 장치의 동작의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 30은, 제3 실시 형태의 변형예 4에 따른 하전 입자 빔 장치에 있어서의 제어부의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 31은, 제3 실시 형태의 변형예 4에 따른 하전 입자 빔 장치의 동작의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 32는, 콘덴서 렌즈 전압 정보의 일례를 나타내는 도면이다.
도 33은, 제3 실시 형태의 변형예 5에 따른 하전 입자 빔 장치에 있어서의 제어부의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 34는, 제3 실시 형태의 변형예 5에 따른 하전 입자 빔 장치의 동작의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 35는, 대물렌즈 전압 정보의 일례를 나타내는 도면이다.

다음으로, 본 실시 형태의 하전 입자 빔 장치, 및 하전 입자 빔 장치의 제어 방법을, 도면을 참조하면서 설명한다. 이하에서 설명하는 실시 형태는 일례에 지나지 않고, 본 발명이 적용되는 실시 형태는, 이하의 실시 형태에 한정되지 않는다. 집속 이온 빔 장치는, 하전 입자 빔 장치의 일례이다.

또한, 실시 형태를 설명하기 위한 전체 도면에 있어서, 동일한 기능을 갖는 것은 동일 부호를 이용하여, 반복의 설명은 생략한다.

또한, 본원에서 말하는 「XX에 의거하여」란, 「적어도 XX에 의거하는」 것을 의미하고, XX에 더하여 다른 요소에 의거하는 경우도 포함한다. 또한, 「XX에 의거하여」란, XX를 직접적으로 이용하는 경우에 한정되지 않고, XX에 대하여 연산이나 가공을 행한 것에 의거하는 경우도 포함한다. 「XX」는, 임의의 요소(예를 들면, 임의의 정보)이다.

(제1 실시 형태)

도 3은, 제1 실시 형태에 따른 하전 입자 빔 장치의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.

하전 입자 빔 장치(D1)는, 하전 입자 빔 장치 본체(Da)와, 빔 부스터 제어부(6)와, 빔 부스터 전원부(7)와, 렌즈 전원부(8)와, 제어부(9)와, 탱크 제어 모듈(12)과, 호스트 PB부(13)와, 진공 제어부(14)와, 스테이지 제어부(15)와, 스캔 보드(16)와, 퍼스널 컴퓨터(PC: Personal Computer)(17)를 구비한다.

집속 이온 빔 장치 본체(Da)는, 이온원 제어부(1)와, 이온 이미터(E)와, 인출 전극(2)과, 콘덴서 렌즈 중앙 전극(3)과, 빔 부스터 관(4a)과, 대물렌즈 중앙 전극(5)을 구비한다. 집속 이온 빔 장치 본체(Da)는, 이온 빔(B)을, 가속 전압(Vacc)으로 가속시킨 후, 콘덴서 렌즈 중앙 전극(3)과 인출 전극(2)과 빔 부스터 관(4a)의 사이에 발생하는 전계로부터 구성되는 콘덴서 렌즈, 및 대물렌즈 중앙 전극(5)과 빔 부스터 관과 접지 전극의 사이에 발생하는 전계로부터 구성되는 대물렌즈에 의하여 집속시키고, 시료대 상의 시료(SP1)에 조사한다. 시료(SP1)는, 접지된 상태로 배치된다.

이온원 제어부(1)는, 하전 입자 빔의 방출을 제어한다. 하전 입자 빔의 일례는, 이온 빔(B)이다. 이하, 하전 입자 빔으로서, 이온 빔(B)을 적용한 경우에 대하여 설명을 계속한다. 이온원 제어부(1)는, 인출 전원(11)과, 가속 전원(10)을 구비한다.

이온 이미터(E)는, 하전 입자를 발생시키는 하전 입자원이다. 이온 이미터(E)는, 예리한 선단을 갖는 금속을 갖고, 이 금속의 선단을, 예를 들면 액체 금속 갈륨으로 적신 액체 금속 이온원으로 한다. 또한, 이온 이미터(E)는, 액체 금속 대신에 헬륨, 네온, 산소, 질소, 수소 등의 가스를 공급하여 가스 전계 전리형 이온원으로 해도 된다. 또한, 이온 이미터(E)는, 하전 입자 공급부로서 유도 결합 플라즈마 이온원이나 전자 사이클로트론 공명 플라즈마 이온원 혹은 페닝 이온 게이지(PIG) 플라즈마 이온원을 이용할 수도 있다.

인출 전원(11)은, 이온 이미터(E)의 선단과, 인출 전극(2)의 사이에 인출 전압(Vext)를 인가함으로써, 이온 이미터(E)의 선단으로부터 하전 입자로서 갈륨 이온을 인출한다.

가속 전원(10)은, 이온 이미터(E)가 발생하는 하전 입자에 가속 전압(Vacc)을 인가함으로써, 이온 빔(B)을 형성하고, 형성한 이온 빔(B)을 가속시킨다. 가속 전압(Vacc)의 일례는, 최대 30kV이다. 그러나, 이온 빔 조사에 의한 시료에 대한 대미지를 최소한으로 억제하기 위하여, 집속 이온 빔의 가공 단계마다 가속 전압을 설정하여 사용해도 된다. 예를 들면, 조가공에서는 가속 전압을 30kV로 설정하고, 마무리 가공에서는 가속 전압을 1kV, 0.5kV로 조가공보다 낮은 값으로 설정해도 된다.

콘덴서 렌즈 중앙 전극(3)을 포함하는 콘덴서 렌즈는, 가속 전원(10)이 가속 전압(Vacc)을 인가함으로써 가속시킨 이온 빔(B)을 집속시킨다. 여기에서 콘덴서 렌즈 중앙 전극(3)은, 렌즈 전원부(8)의 콘덴서 렌즈 전원(80)이, 콘덴서 렌즈 중앙 전극(3)에 콘덴서 렌즈 전압(Vcl)을 인가함으로써 형성되는 전기장에 의하여, 통과하는 이온 빔(B)을 집속시킨다.

빔 부스터 관(4a)은, 콘덴서 렌즈가 집속시킨 이온 빔(B)에 빔 부스터 전압(Vb)을 인가한다. 빔 부스터 관(4a)은, 콘덴서 렌즈 중앙 전극(3)과, 대물렌즈 중앙 전극(5)의 사이에 구비된다. 빔 부스터 관(4a)은, 콘덴서 렌즈를 통과한 이온 빔(B)의 퍼텐셜 에너지를 올림으로써, 색 수차에 의한 빔의 블러량의 증대나, 쿨롬 상호 작용에 의한 빔 프로파일의 확산를 억제한다. 빔 부스터 관(4a)은, 빔 부스터(4b)를 구비하고 있다. 빔 부스터(4b)는, 얼라인먼트 전극(41)과, 비점 보정 전극(42)과, 블랭킹 전극(43)과, 제1 주사 전극(44)과, 제2 주사 전극(45)을 구비한다.

얼라인먼트 전극(41)은, 콘덴서 렌즈 중앙 전극(3)과 비점 보정 전극(42)의 사이에 배치된다. 얼라인먼트 전극(41)은, 빔 부스터 제어부(6)의 얼라인먼트 전원(61)과 접속된다. 얼라인먼트 전극(41)은, 이온 빔(B)에 전압을 인가함으로써, 통과하는 이온 빔(B)의 광축의 어긋남을 수정한다.

비점 보정 전극(42)은, 얼라인먼트 전극(41)과 블랭킹 전극(43)의 사이에 배치된다. 비점 보정 전극(42)은, 빔 부스터 제어부(6)의 비점 보정 전원(62)과 접속된다. 비점 보정 전극(42)은, 이온 빔(B)에 전압을 인가함으로써, 통과하는 이온 빔(B)의 단면 형상의 변형을 보정함으로써, 진원으로 한다.

블랭킹 전극(43)은, 비점 보정 전극(42)과 제1 주사 전극(44)의 사이에 배치된다. 블랭킹 전극(43)은, 빔 부스터 제어부(6)의 블랭킹 전원(63)과 접속된다. 블랭킹 전극(43)은, 이온 빔(B)에 전압을 인가함으로써, 통과하는 이온 빔(B)이 시료(SP1)에 조사되지 않도록 편향시킨다.

제1 주사 전극(44)은, 블랭킹 전극(43)과 제2 주사 전극(45)의 사이에 배치된다. 블랭킹 전극(43)은, 빔 부스터 제어부(6)의 디플렉션 전원(64)과 접속된다. 제1 주사 전극(44)은, 이온 빔(B)에 전압을 인가함으로써, 통과하는 이온 빔(B)을 시료(SP1) 상에 주사한다.

제2 주사 전극(45)은, 제1 주사 전극(44)과 대물렌즈 중앙 전극(5)의 사이에 배치된다. 제2 주사 전극(45)은, 빔 부스터 제어부(6)의 디플렉션 전원(64)과 접속된다. 제2 주사 전극(45)은, 이온 빔(B)에 전압을 인가함으로써, 통과하는 이온 빔(B)을 시료(SP1) 상에 주사한다.

대물렌즈 중앙 전극(5)은, 제2 주사 전극(45)과 시료대의 사이에 배치된다. 대물렌즈는, 빔 부스터(4b)가 빔 부스터 전압(Vb)을 인가한 이온 빔(B)을 집속시켜 시료(SP1)에 조사시킨다. 여기에서, 대물렌즈는, 렌즈 전원부(8)에 포함되는 대물렌즈 전원(81)이, 대물렌즈 중앙 전극(5)에, 대물렌즈 전압(Vol)을 인가함으로써 형성되는 전기장에 의하여, 통과하는 이온 빔(B)을 집속시킨다. 또한, 대물렌즈는, 빔 부스터의 전위차분 이온 빔(B)을 감속시킨다.

빔 부스터 제어부(6)는, 빔 부스터(4b)를 제어한다. 빔 부스터 제어부(6)는, MCU(60)와, 얼라인먼트 전원(61)과, 비점 보정 전원(62)과, 블랭킹 전원(63)과, 디플렉션 전원(64)과, 고압 플로팅부(66)를 구비한다.

메모리 컨트롤 유닛(MCU: Memory Control Unit)(60)은, 빔 부스터 전원부(7)에 의하여 설정되는 빔 부스터 전압(Vb)에 의거하여, 얼라인먼트 전원(61)과, 비점 보정 전원(62)과, 블랭킹 전원(63)을 제어한다. MCU(60)는, 제어부(9)에 의하여 설정되는 제1 주사 전극(44)에 인가하는 전압인 제1 전압(VdefU)의 값인 제1 전압값(EdefU)과, 제2 주사 전극(45)에 인가하는 전압인 제2 전압(VdefL)의 값인 제2 전압값(EdefL)에 의거하여, 디플렉션 전원(64)을 제어한다.

얼라인먼트 전원(61)은, 얼라인먼트 전극(41)에 전압을 인가한다. 비점 보정 전원(62)은, 비점 보정 전극(42)에 전압을 인가한다. 블랭킹 전원(63)은, 블랭킹 전극(43)에 전압을 인가한다. 디플렉션 전원(64)은, 제1 주사 전극(44), 및 제2 주사 전극(45)에 전압을 인가한다.

고압 플로팅부(66)는, 스캔 보드(16)에 의하여 제어되어 주사 신호를 디플렉션 전원(64)에 공급한다. 당해 주사 신호는, 이온 빔(B)의 시료(SP1)에 조사되는 위치를 조정하기 위한 신호이다. 고압 플로팅부(66)는, 스캔 보드(16)와 함께 주사계(SS)를 구성한다.

빔 부스터 전원부(7)는, 제어부(9)의 제어에 의거하여, 빔 부스터 전압(Vb)을 설정한다.

렌즈 전원부(8)는, 콘덴서 렌즈 전원(80)과, 대물렌즈 전원(81)을 구비한다. 콘덴서 렌즈 전원(80)은, 콘덴서 렌즈에 전압을 인가한다. 대물렌즈 전원(81)은, 대물렌즈 중앙 전극(5)에 전압을 인가한다.

제어부(9)는, PC(17)로부터 공급되는 가속 전압(Vacc)의 가속 전압값(Eacc)에 의거하여, 빔 부스터 전원부(7)를 제어한다. 여기에서, 가속 전압값(Eacc)은, PC(17)로부터 호스트 PB(13)를 통하여 제어부(9)에 공급된다. 제어부(9)의 상세에 대해서는 후술한다.

PC(17)는, 하전 입자 빔 장치(D1)의 사용자로부터의 각종 조작을 받아들인다. PC(17)는, 탱크 제어 모듈(12)을 통하여 이온원 제어부(1)에 조작 신호를 공급한다. PC(17)는, 호스트 PB(13)를 통하여 빔 부스터 제어부(6) 및 제어부(9)에 조작 신호를 공급한다. 여기에서, 조작 신호에는, 예를 들면, 가속 전압(Vacc)의 값인 가속 전압값(Eacc)을 나타내는 정보가 포함된다. 또한, PC(17)는, 하전 입자 빔 장치(D1)의 진공 상태를 제어하는 진공 제어부(14), 및 시료(SP1)가 재치되는 스테이지를 제어하는 스테이지 제어부(15)를 제어한다.

본 실시 형태에서는, 일례로서, 빔 부스터 전원부(7)가 설정하는 빔 부스터 전압(Vb)이 영인 경우에 대하여 설명을 계속한다. 빔 부스터(4b)에 포함되는 얼라인먼트 전극(41)과, 비점 보정 전극(42)과, 블랭킹 전극(43)이 생략되어도 된다. 또한, 빔 부스터 제어부(6)에 포함되는 얼라인먼트 전원(61)과, 비점 보정 전원(62)과, 블랭킹 전원(63)이 생략되어도 된다. 빔 부스터 전원부(7)가 생략되어도 된다.

다음으로, 제어부(9)의 구성의 상세에 대하여 설명한다.

도 4는, 본 실시 형태에 따른 하전 입자 빔 장치에 있어서의 제어부의 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 제어부(9)는, 처리부(90)와, 기억부(91)를 구비한다. 기억부(91)는, 주사 전압 정보(92)를 기억한다.

처리부(90)는, PC(17)로부터 공급되는 가속 전압값(Eacc)과, 동작 모드를 나타내는 정보와, 기억부(91)로부터 읽어낸 주사 전압 정보(92)에 의거하여, 제1 전압(VdefU)의 값인 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압(VdefL)의 값인 제2 전압값(EdefL)을 도출한다. 처리부(90)는, 도출한 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압값(EdefL)을, MCU(60)에 출력한다.

주사 전압 정보(92)는, 가속 전압(Vacc)의 값인 가속 전압값(Eacc)마다, 동작 모드와, 제1 전압(VdefU)의 값인 제1 전압값(EdefU), 및 제2 전압(VdefL)의 값인 제2 전압값(EdefL)을 특정하는 정보를 관련지어 기억한다.

도 5는, 주사 전압 정보의 일례를 나타내는 도면이다. 도 5에 나타내어지는 예에서는, 주사 전압 정보(92)는, 가속 전압값(Eacc)이 5kV와, 10kV와, 30kV인 각각에 대하여, 동작 모드와, 제1 전압값(EdefU)과 제2 전압값(EdefL)의 비와, 제1 전압값(EdefU)이 관련지어져 있다. 여기에서, 동작 모드는, 가속 모드와, 감속 모드가 포함된다. 가속 모드는, 대물렌즈 중에서, 이온 빔(B)을 렌즈 입사 전보다 가속시키고 집속시키는 동작 모드이다. 감속 모드는, 대물렌즈 중에서, 이온 빔(B)을 렌즈 입사 전보다 감속시키고 집속시키는 동작 모드이다. 모두 출사 시에는 입사와 같은 속도가 된다.

도 5에 나타내어지는 바와 같이, 주사 전압 정보(92)에서는, 가속 전압값 「30kV」와, 동작 모드 「가속 모드」와, 제1 전압값과 제2 전압값의 비 「1:0.953」과, 제1 전압값 「210V」가 관련지어지고, 가속 전압값 「30kV」와, 동작 모드 「감속 모드」와, 제1 전압값과 제2 전압값의 비 「1:0.942」와, 제1 전압값 「228V」가 관련지어져 있다. 여기에서는, 일례로서, 가속 전압값(Eacc)이 5kV와, 10kV와, 30kV인 것에 대하여 나타냈지만, 이 예에 한정되지 않고, 가속 전압값(Eacc)이, 5kV, 10kV, 및 30kV 이외여도 된다. 또한 제1 전압값은 시료 상에서 특정 주사폭을 부여하는 값이며, 예를 들면 0.5mm 주사하는 경우의 값이다.

여기에서, 이온 빔(B)을, 광축 상의 대물렌즈의 주면(主面)을 통과시키는 처리에 대하여 설명한다.

도 6은, 본 실시 형태에 따른 하전 입자 빔 장치에 있어서의 제1 주사 전극과 제2 주사 전극과 대물렌즈를 구성하는 입사측 전극과 중간 전극과 출사측 전극의 일례를 나타내는 도면이다. 도 6에는, 빔 부스터 관(4a)과, 제1 주사 전극(44)과, 제2 주사 전극(45)과, 입사측 전극(5c)과, 중간 전극(5b)과, 출사측 전극(5a)이 나타내어져 있다. 도 6에 있어서는, 빔 부스터 관(4a)의 단변 방향을 X축으로 하고, 빔 부스터 관(4a)의 길이 방향을 Z축으로 한다. 또한, Z축에 있어서, 이온 빔(B)이 입사하는 방향으로부터, 출사하는 방향을 정(正)이라고 한다.

다음으로, 이온 빔(B)의 궤도에 대하여 설명한다.

도 7에, 도 6에 나타내는 구성에 있어서의 이온 빔의 궤도의 일례를 나타낸다. 도 7에 있어서, X축과 Z축은, 도 6에 나타낸 바와 같다. 도 7에는, 동작 모드가 가속 모드(가속 렌즈계)이고, 가속 전압이 5kV이며, 빔 부스터(4b)가 없는 경우(빔 부스터 전압값이 0[V])에 대하여 나타내어진다.

도 7에는, Z축의 값이 -120mm~-110mm인 영역에는 제1 주사 전극에 의한 편향 전기장, Z축의 값이 -90mm~-70mm인 영역에는 제2 주사 전극에 의한 편향 전기장, Z축의 값이 -40mm~-5mm인 영역에는 대물렌즈에 의한 집속 전기장이 형성되어 있지만 도시하지 않고, 제1 주사 전극 입사로부터, 시료 표면에 도달할 때까지의 이온 빔(B)의 궤도와, 이온 빔(B)의 궤도에 회귀 직선을 적용시킨 결과를 나타낸다.

도 7의 왼쪽 도면에 의하면, 이온 빔(B)의 궤도와, 이온 빔(B)에 회귀 직선을 적용시킨 결과는, 상면(像面)에서 교차하는 것을 알 수 있다. 즉, 이온 빔(B)이, 주면을 통과하는 것을 알 수 있다.

도 7의 오른쪽 도면은, 도 7의 왼쪽 도면에 있어서, 이온 빔(B)의 궤도와, 이온 빔(B)의 궤도에 회귀 직선을 적용시킨 결과가, Z=0[mm]이 되는 부분의 확대도를 나타낸다. 도 7의 오른쪽 도면에 의하면, 시료 표면 Z=0[mm]이고, X=0.5mm가 된다. 이온 빔(B)은 Z축 좌표 -40mm~-5mm의 영역에 있는 대물렌즈의 집속 전계를 통과하면서도, 그 궤도는 직선이라고 볼 수 있다.

따라서, 이온 빔(B)은 대물렌즈의 작용을 거의 받지 않고 시료 표면에 도달한다. 렌즈의 광축 상의 주면을 통과하는 빔은 직진하는 것으로부터, 도 7에 나타내는 이온 빔(B)의 궤도는 대물렌즈의 주면을 통과한다고 생각해도 된다.

이때의, 제1 전압값(EdefH)과 제2 전압값(EdefL)의 비(DEF의 상하단비)(제1 전압값(EdefH):제2 전압값(EdefL))는, 1:0.953이다.

제1 전압값(EdefH)=35[V], 제2 전압값(EdefL)=-33.36[V]이라고 하면 이온 빔(B)의 궤도의 X축 방향의 진폭이 0.5[mm]가 된다. 여기에서 주의해야 하는 것은 제1 전압값과 제2 전압값의 극성을 반전시키는 것이 필요하다는 것이다.

또한, 도시하지 않지만 지면(紙面) 수직 방향의 Y축 방향에 대해서도 X축과 동일한 제1 주사 전극과 제2 주사 전극을 이용하여 각각 제1 전압값과 제2 전압값을 인가함으로써 주사할 수 있다. 래스터 주사함으로써 XY면의 주사가 가능하다. 제1 전압값과 제2 전압값의 극성을 반전시키면 각 축의 반대 방향으로의 주사가 된다.

제1 전압값(EdefH)=35[V], 제2 전압값(EdefL)=-33.36[V]으로 시료 상 +0.5mm를 주사한다.

제1 전압값(EdefH)=-35[V], 제2 전압값(EdefL)=33.36[V]으로 시료 상 -0.5mm를 주사한다. 상기 예에서는 ±0.5mm의 영역 즉 1mm□의 주사가 된다.

동작 모드가 감속 모드이고, 가속 전압값(Eacc)이 5kV이며, 빔 부스터(4b)가 없는 경우(빔 부스터 전압값이 0[V])에 대해서도, 이온 빔의 궤도를 도출했다. 제1 전압값(EdefH)과 제2 전압값(EdefL)의 비(DEF의 상하단비)(제1 전압값(EdefH):제2 전압값(EdefL))는, 1:0.942로 한 경우에 시료 표면 상에서 회귀 직선과 일치하는 것을 알 수 있었다. 이온 빔(B)의 궤도의 X축 방향의 진폭을 0.5[mm](FOV=1[mm], 주사상(走査像)의 시야: 1[mm]□)로 하기 위해서는, 제1 전압값(EdefH)=38[V]로 한다.

이상으로부터, 도 5에 나타내어지는 주사 전압 정보(92)가 도출된다.

다음으로, 하전 입자 빔 장치의 동작에 대하여, 가속 전압과 동작 모드에 의거하여, 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압값(EdefL)을 설정하는 처리에 대하여 설명한다.

도 8은, 본 실시 형태에 따른 하전 입자 빔 장치의 동작의 일례를 나타내는 플로차트이다.

(단계 S1)

하전 입자 빔 장치(D1)에 있어서, 처리부(90)는, PC(17)로부터 가속 전압값(Eacc)과, 동작 모드를 나타내는 정보를 취득한다.

(단계 S2)

하전 입자 빔 장치(D1)에 있어서, 처리부(90)는, 기억부(91)로부터, 주사 전압 정보(92)를 읽어낸다. 처리부(90)는, 읽어낸 주사 전압 정보(92)로부터, 취득한 가속 전압값(Eacc)과, 동작 모드를 나타내는 정보의 조합에 관련지어져 있는 제1 전압값과 제2 전압값의 비와, 제1 전압값을 취득한다.

(단계 S3)

하전 입자 빔 장치(D1)에 있어서, 처리부(90)는, 취득한 제1 전압값과 제2 전압값의 비와, 제1 전압값에 의거하여, 제2 전압값을 도출한다.

(단계 S4)

하전 입자 빔 장치(D1)에 있어서, 처리부(90)는, 제1 전압값과, 도출한 제2 전압값을, MCU(60)에 설정한다. 여기에서 주의해야 하는 것은 제1 전압값과 제2 전압값의 극성을 반전시키는 것이 필요하다는 것이다.

또한, 제1 전압값은 시료 상에서 특정 주사폭을 부여하는 값이며, 예를 들면 0.5mm 주사하는 경우의 값이다. 또한 제1 전압값 및 제2 전압값의 극성을 반전시키면 반대 방향으로 주사한다.

(단계 S4)의 실시 이후는 임의의 주사폭으로 변경이 가능하다. 예를 들면 0.1mm를 주사하는 경우는, 제1 전압값과 제2 전압값을 1/5로 감소시키면 된다. 제1 전압값과 제2 전압값의 비에 의거하여, 제1 전압값과 제2 전압값을 변경하기 때문에, 변형이 없는 정확한 주사상을 얻을 수 있다.

상술한 실시 형태에서는, 주사 전압 정보(92)에, 가속 전압값과, 동작 모드를 나타내는 정보와, 제1 전압값과 제2 전압값의 비를 나타내는 정보와, 제1 전압값이 관련지어 기억되는 경우에 대하여 설명했지만, 이 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 주사 전압 정보(92)에, 가속 전압값과, 동작 모드를 나타내는 정보와, 제1 전압값과 제2 전압값의 비를 나타내는 정보와, 제2 전압값이 관련지어 기억되어도 되고, 주사 전압 정보(92)에, 가속 전압값과, 동작 모드를 나타내는 정보와, 제1 전압값과, 제2 전압값이 관련지어 기억되어도 된다.

상술한 실시 형태에서는, 제어부(9)가 기억부(91)를 구비하는 경우에 대하여 설명했지만, 이 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 기억부(91)가, 하전 입자 빔 장치(D1)의 외부에 구비되어도 된다. 기억부(91)가 하전 입자 빔 장치(D1)의 외부에 구비되는 경우, 예를 들면, 기억부(91)는, 외부 기억 장치나, 클라우드 서버로서 구비되어도 된다.

또한, 기억부(91)가, 주사 전압 정보(92)를 기억하는 대신에, 기억부(91)에 가속 전압값(Eacc)과 동작 모드를 나타내는 정보에 의거하여, 제1 주사 전압(VdefU)과, 제2 주사 전압(VdefL)을 도출하는 연산식을 기억해도 된다. 이 경우, 제어부(9)는, 이들 연산식에 의거하여, 제1 주사 전압(VdefU)과, 제2 주사 전압(VdefL)을 도출하여 설정해도 된다.

상술한 실시 형태에 있어서, 주사 전압 정보(92)에 포함되는 정보 중, 일부의 정보가 생략되어도 된다. 예를 들면, 가속 전압이 5[kV]이고, 또한 동작 모드가 감속 모드인 것은, 거의 사용되는 일이 없기 때문에, 생략해도 된다. 반대로, 주사 전압 정보(92)에, 정보를 추가해도 된다.

본 실시 형태에 따른 하전 입자 빔 장치(D1)에 의하면, 하전 입자를 발생시키는 하전 입자원(실시 형태에서는, 이온 이미터(E))과, 하전 입자원에 가속 전압을 인가하고, 하전 입자를 인출하는 인출 전극에 인출 전압을 인가함으로써 방출되는 하전 입자에, 하전 입자를 편향시키기 위한 전기장을 발생시키는 복수의 주사 전극과, 복수의 주사 전극과 시료대의 사이에 배치되며, 주사 전압에 의하여 주사된 하전 입자 빔을 집속하는 정전 렌즈(실시 형태에서는, 대물렌즈)와, 측정 조건(여기에서는, 가속 전압값(Eacc)과 동작 모드)을 취득하고, 취득한 측정 조건에 의거하여, 복수의 주사 전압의 각각을 설정하는 처리부를 구비한다.

이와 같이 구성함으로써, 측정 조건이 변경되고, 정전 렌즈의 주면의 위치가 변경된 경우이더라도, 변경된 측정 조건(여기에서는, 동작 모드)에 의거하여, 복수의 주사 전압의 각각을 설정할 수 있기 때문에, 이온 빔(B)의 궤도를 변경할 수 있다. 이 때문에, 주사한 빔이 받는 렌즈 작용을 저감시킬 수 있다.

(제1 실시 형태의 변형예 1)

제1 실시 형태의 변형예 1에 따른 하전 입자 빔 장치의 구성은, 도 3을 적용할 수 있다. 제1 실시 형태의 변형예 1에 따른 하전 입자 빔 장치는, 제1 실시 형태에 따른 하전 입자 빔 장치(D)와 비교하여, 이온 빔(B)에, 빔 부스터 전압(Vb)이 인가되는 점에서 상이하다. 즉, 도 3을 참조하여 설명한 하전 입자 빔 장치의 구성에 있어서, 빔 부스터(4b)에 포함되는 얼라인먼트 전극(41)과, 비점 보정 전극(42)과, 블랭킹 전극(43)은 생략되지 않는다. 또한, 빔 부스터 제어부(6)에 포함되는 얼라인먼트 전원(61)과, 비점 보정 전원(62)과, 블랭킹 전원(63)은 생략되지 않는다. 빔 부스터 전원부(7)는 생략되지 않는다. 단, 제1 실시 형태의 변형예 1에 따른 하전 입자 빔 장치는, 동작 모드의 변경은 행해지지 않는다. 제1 실시 형태의 변형예 1에 따른 하전 입자 빔 장치는, 제어부(9) 대신에, 제어부(9a)를 구비한다.

제어부(9a)의 구성의 상세에 대하여 설명한다.

도 9는, 본 실시 형태의 변형예 1에 따른 하전 입자 빔 장치에 있어서의 제어부의 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 제어부(9a)는, 처리부(90a)와, 기억부(91a)를 구비한다. 기억부(91a)에는, 주사 전압 정보(92a)와, 빔 부스터 전압 정보(93a)가 기억된다.

처리부(90a)는, PC(17)로부터 공급되는 가속 전압값(Eacc)과, 기억부(91a)로부터 읽어내는 빔 부스터 전압 정보(93a)에 의거하여, 빔 부스터 전압(Vb)의 값인 빔 부스터 전압값(Eb)을 도출한다. 처리부(90a)는, 산출한 빔 부스터 전압값(Eb)을 빔 부스터 전원부(7)에 공급한다.

처리부(90a)는, PC(17)로부터 공급되는 가속 전압값(Eacc)과, 도출한 빔 부스터 전압값(Eb)에 의거하여, 제1 전압(VdefU)의 값인 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압(VdefL)의 값인 제2 전압값(EdefL)을 도출한다. 처리부(90a)는, 도출한 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압값(EdefL)을, MCU(60)에 출력한다.

주사 전압 정보(92a)는, 가속 전압값(Eacc)과, 빔 부스터 전압값(Eb)과, 제1 전압값(EdefU)과 제2 전압값(EdefL)의 비를 나타내는 정보와, 제1 전압값(EdefU)을 관련지은 테이블 형식의 정보이다.

도 10은, 주사 전압 정보의 일례를 나타내는 도면이다. 도 10에 나타내어지는 예에서는, 주사 전압 정보(92a)는, 가속 전압값(Eacc)[kV]과, 빔 부스터 전압값(Eb)[kV]과, 제1 전압값(EdefU)과 제2 전압값(EdefL)의 비를 나타내는 정보와, 제1 전압값(EdefU)[V]에 더하여, 동작 모드를 나타내는 정보와, 주면의 위치를 나타내는 정보가 관련지어져 있다. 여기에서, 주면의 위치는, 주면의 Z축에 있어서의 위치이다. 도 10에 나타내어지는 바와 같이, 주사 전압 정보(92a)에서는, 가속 전압값 「30kV」와, 동작 모드 「감속 모드」와, 빔 부스터 전압값 「0V」와, 주면의 위치 「-24.6mm」와, 제1 전압과 제2 전압의 비 「1:0.942」와, 제1 전압 「228V」가 관련지어져 있다. 또한, 주사 전압 정보(92a)에서는, 가속 전압값 「1kV」와, 동작 모드 「가속 모드」와, 빔 부스터 전압값 「-5V」와, 주면의 위치 「-29.0mm」와, 제1 전압과 제2 전압의 비 「1:0.986」과, 제1 전압 「35.5V」가 관련지어져 있다. 또한, 주사 전압 정보(92a)에서는, 가속 전압값 「5kV」와, 동작 모드 「가속 모드」와, 빔 부스터 전압값 「-5V」와, 주면의 위치 「-23.7mm」와, 제1 전압과 제2 전압의 비 「1:0.937」과, 제1 전압 「80V」가 관련지어져 있다. 도 10에 있어서, 주사 전압 정보(92a)에 포함되는 정보 중, 주면의 위치는, 생략되어도 된다.

빔 부스터 전압 정보(93a)는, 가속 전압값(Eacc)마다 설정되어 있다. 만일, 집속 이온 빔과 전자 빔으로 복합 하전 입자 빔 장치를 구성한 경우에 있어서는, 양 빔(집속 이온 빔과 전자 빔)의 교차점(코인시던스 포인트)에서 빔을 포커스시키기 위하여, 가속 전압마다 빔 부스터 전압값이 제한된다. 일례를 도 11에 나타낸다. 도 11에는, 가속 전압값[kV]과 빔 부스터 전압값[kV]의 관계가 나타내어진다. 가속 전압이 낮아짐에 따라 빔 부스터 전압값도 작아진다. 단, 싱글 빔 장치의 경우는 이 제한은 없어진다.

처리부(90a)는, 가속 전압(Vacc)의 가속 전압값(Eacc)이 전환된 경우에는, 빔 부스터 전압 정보(93a)가 나타내는 빔 부스터 전압 설정값(TEb) 이하의 전압값으로, 빔 부스터 전압값(Eb)을 변경한다. 빔 부스터 전압 정보(93a)에는, 빔 부스터 전압(Vb)의 상한이 기억되어 있다. 처리부(90a)는, 빔 부스터 전압값(Eb)을 설정한 후에, 빔 부스터 전압 정보(93a)에, 가속 전압값(Eacc)과 설정한 빔 부스터 전압값(Eb)을 관련지어 기억해도 된다. 처리부(90a)는, 다음 회 빔 부스터 전압(Vb)을 설정할 때에, 가속 전압값(Eacc)에 관련지어 기억한 빔 부스터 전압값(Eb)에 의거하여, 빔 부스터 전압값(Eb)을 도출해도 된다.

다음으로, 이온 빔(B)의 궤도에 대하여 설명한다.

도 12는, 이온 빔의 궤도의 일례를 나타내는 도면이다. 도 12에 있어서, X축과 Z축은, 도 6에 나타낸 바와 같다. 도 12에는, 가속 전압값(Eacc)이 5kV이며, 빔 부스터 전압값(Eb)이 5kV에 대하여 나타내어진다. 빔 부스터 전압값(Eb)이 5kV이기 때문에, 빔 부스터 관 내에 있어서의 이온 빔의 가속 에너지는 10keV이다. 주사 전압은, 빔 부스터 전압이 0[V]일 때의 2배로 설정했다. 여기에서는, 일례로서, 제1 주사 전압값(EdefU)=70[V], 제2 주사 전압값(EdefL)=66.71로 했다. 이 경우, 제1 주사 전압값(EdefU):제2 주사 전압값(EdefL)=1:0.953이 된다. 이 비는 빔 부스터 전압이 0[V]인 경우에 이온 빔(B)이 대물렌즈의 주면을 통과한다고 볼 수 있는 궤도를 부여한다.

도 12에는, 제1 주사 전극 입사로부터, 시료 표면에 도달하기까지의 이온 빔(B)의 궤도와, 이온 빔(B)의 궤도에 회귀 직선을 적용시킨 결과를 나타낸다.

도 12의 왼쪽 도면에 의하면, 이온 빔(B)의 궤도와, 이온 빔(B)의 궤도에 회귀 직선을 적용시킨 결과가, 상면에서 일치하지 않는다. 이것은 이온 빔(B)이 대물렌즈의 전계 중에서 렌즈 작용을 받았기 때문에 직선 궤도로부터 벗어났다고 생각된다. 렌즈의 광축 상의 주면을 통과하는 빔은 직진하지만, 이 예에서는 직선 궤도로부터 벗어나 있기 때문에 이온 빔(B)이 대물렌즈의 주면을 통과하고 있지 않다고 생각된다. 이것은, 빔 부스터 전압(Vb)을 변화시킨 경우에는, 주면의 위치가 어긋나는 것을 나타내고 있다.

도 12의 오른쪽 도면은, 도 12의 왼쪽 도면에 있어서, 이온 빔(B)의 궤도와, 이온 빔(B)의 궤도에 회귀 직선을 적용시킨 결과가, Z=0[mm]이 되는 부분의 확대도를 나타낸다. 도 12의 오른쪽 도면에 의하면, 이온 빔(B)의 궤도는, 시료 표면 Z=0[mm]이고, X=0.45mm보다 작은 위치에서, Z=0[mm]이 되어 있다. 즉, 이온 빔(B)의 궤도의 X축 방향의 진폭이 0.5[mm]보다 작다. 이것은, 렌즈 작용에 의한 되돌림이 원인이라고 상정된다. 즉, 이 경우, 렌즈 작용에 의하여, 주사폭이 10% 부족하게 되어, 주사상의 치수를 계측해도, 그 값은 부정확한 것을 나타내고 있다.

본 실시 형태의 변형예 1에서는, 빔 부스터 전압(Vb)을 변화시킴으로써 생기는 주면의 위치의 어긋남에 의한 렌즈 작용의 영향을 저감시키기 위하여, 주사 전압값(Edef)을 조정한다.

도 13은, 이온 빔의 궤도의 일례를 나타내는 도면이다. 도 13에 있어서, X축과 Z축은, 도 6에 나타낸 바와 같다. 도 13에는, 동작 모드가 가속 모드이고, 가속 전압값(Eacc)이 5kV이며, 빔 부스터 전압값(Eb)이 5[kV]인 경우에 대하여 나타내어진다.

여기에서는, 일례로서, 제1 주사 전압값(EdefU)=80[V], 제2 주사 전압값(EdefL)=74.94로 한다. 이 경우, 제1 주사 전압값(EdefU):제2 주사 전압값(EdefL)=1:0.937이 된다.

도 13에는, 제1 주사 전극 입사로부터, 시료 표면에 도달하기까지의 이온 빔(B)의 궤도와, 이온 빔(B)의 궤도에 회귀 직선을 적용시킨 결과를, 주사 전압값(Edef)의 조정 전후에 대하여 나타낸다.

도 13의 왼쪽 도면에 의하면, 이온 빔(B)의 궤도와, 이온 빔(B)의 궤도에 회귀 직선을 적용시킨 결과는, 상면에서 교차하는 것을 알 수 있다. 즉, 이온 빔(B)의 궤도는 직선으로 근사할 수 있어, 렌즈 작용의 관여가 없다고 생각되기 때문에, 주면을 통과한다고 볼 수 있다.

도 13의 오른쪽 도면은, 도 13의 왼쪽 도면에 있어서, 이온 빔(B)의 궤도에 회귀 직선을 적용시킨 결과가, Z=0[mm]이 되는 부분의 확대도를 나타낸다. 도 13의 오른쪽 도면에 의하면, 주사 전압값(Edef)의 조정 후는, X=0.5mm이고, Z=0[mm]이 되는 것을 알 수 있다.

이상으로부터, 도 10에 나타내어지는 주사 전압 정보(92a)가 도출된다.

다음으로, 하전 입자 빔 장치의 동작에 대하여, 빔 부스터 전압값(Eb)과, 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압값(EdefL)을 설정하는 처리에 대하여 설명한다.

도 14는, 제1 실시 형태의 변형예 1에 따른 하전 입자 빔 장치의 동작의 일례를 나타내는 플로차트이다.

(단계 S11)

하전 입자 빔 장치(D1)에 있어서, 처리부(90a)는, PC(17)로부터 가속 전압값(Eacc)을 취득한다.

(단계 S12)

하전 입자 빔 장치(D1)에 있어서, 처리부(90a)는, 기억부(91a)로부터, 빔 부스터 전압 정보(93a)를 읽어낸다. 처리부(90a)는, 읽어낸 빔 부스터 전압 정보(93a)로부터, 취득한 가속 전압값(Eacc)에 관련지어져 있는 빔 부스터 전압값(Eb)을 취득한다.

(단계 S13)

하전 입자 빔 장치(D1)에 있어서, 처리부(90a)는, 기억부(91a)로부터, 주사 전압 정보(92a)를 읽어낸다. 처리부(90a)는, 읽어낸 주사 전압 정보(92a)로부터, 가속 전압값(Eacc)과, 취득한 빔 부스터 전압값(Eb)의 조합에 관련지어져 있는 제1 전압값과 제2 전압값의 비와, 제1 전압값을 취득한다.

(단계 S14)

하전 입자 빔 장치(D1)에 있어서, 처리부(90a)는, 취득한 제1 전압값과 제2 전압값의 비와, 제1 전압값에 의거하여, 제2 전압값을 도출한다.

(단계 S15)

하전 입자 빔 장치(D1)에 있어서, 처리부(90a)는, 제1 전압값과, 도출한 제2 전압값을, MCU(60)에 설정한다. 여기에서 주의해야 하는 것은 제1 전압값과 제2 전압값의 극성을 반전시키는 것이 필요하다는 것이다.

(단계 S15)에서 제1 전압값과 제2 전압값을 MCU(60)에 설정한 후에는, 제1 전압값과 제2 전압값의 비에 의거하여, 제1 전압값과 제2 전압값을 변경함으로써 임의의 주사 범위로 변경하는 것이 가능하다. 제1 전압값과 제2 전압값의 비에 의거하여, 제1 전압값과 제2 전압값을 변경하기 때문에, 변형이 없는 정확한 주사상을 얻을 수 있다.

본 실시 형태의 변형예 1에 따른 하전 입자 빔 장치(D1)에 의하면, 하전 입자를 발생시키는 하전 입자원(실시 형태의 변형예 1에서는, 이온 이미터(E))과, 하전 입자원에 가속 전압을 인가하고, 하전 입자를 인출하는 인출 전극에 인출 전압을 인가함으로써 방출되는 하전 입자에, 하전 입자를 편향시키기 위한 전기장을 발생시키는 복수의 주사 전극과, 복수의 주사 전극과 시료대의 사이에 배치되며, 주사 전압에 의하여 주사된 하전 입자 빔을 집속하는 정전 렌즈(실시 형태의 변형예 1에서는, 대물렌즈)와, 측정 조건(여기에서는, 가속 전압값(Eacc)과 빔 부스터 전압값(Eb))을 취득하고, 취득한 측정 조건과, 정전 렌즈의 주면의 위치를 특정하는 정보에 의거하여, 복수의 주사 전압의 각각을 설정하는 처리부를 구비한다.

이와 같이 구성함으로써, 측정 조건(여기에서는, 빔 부스터 전압값(Eb))이 변경되고, 정전 렌즈의 주면의 위치가 변경된 경우이더라도, 변경된 측정 조건에 의거하여, 복수의 주사 전압의 각각을 설정할 수 있기 때문에, 이온 빔(B)의 궤도를 변경할 수 있다. 이 때문에, 주사한 빔이 받는 렌즈 작용을 저감시킬 수 있다.

(제1 실시 형태의 변형예 2)

제1 실시 형태의 변형예 2에 따른 하전 입자 빔 장치의 구성은, 도 3을 적용할 수 있다. 제1 실시 형태의 변형예 2에 따른 하전 입자 빔 장치는, 제1 실시 형태에 따른 하전 입자 빔 장치(D)와 비교하여, 이온 빔(B)에, 빔 부스터 전압(Vb)이 인가되는 점에서 상이하다. 즉, 도 3을 참조하여 설명한 하전 입자 빔 장치의 구성에 있어서, 빔 부스터(4b)에 포함되는 얼라인먼트 전극(41)과, 비점 보정 전극(42)과, 블랭킹 전극(43)은 생략되지 않는다. 또한, 빔 부스터 제어부(6)에 포함되는 얼라인먼트 전원(61)과, 비점 보정 전원(62)과, 블랭킹 전원(63)은 생략되지 않는다. 빔 부스터 전원부(7)는 생략되지 않는다. 제1 실시 형태의 변형예 2에 따른 하전 입자 빔 장치는, 제어부(9) 대신에, 제어부(9b)를 구비한다.

제어부(9b)의 구성의 상세에 대하여 설명한다.

도 15는, 본 실시 형태의 변형예 2에 따른 하전 입자 빔 장치에 있어서의 제어부(9b)의 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 제어부(9b)는, 처리부(90b)와, 기억부(91b)를 구비한다. 기억부(91b)에는, 주사 전압 정보(92b)와, 빔 부스터 전압 정보(93b)가 기억된다.

처리부(90b)는, PC(17)로부터 공급되는 가속 전압값(Eacc)과, 기억부(91a)로부터 읽어내는 빔 부스터 전압 정보(93b)에 의거하여, 빔 부스터 전압(Vb)의 값인 빔 부스터 전압값(Eb)을 도출한다. 처리부(90b)는, 산출한 빔 부스터 전압값(Eb)을 빔 부스터 전원부(7)에 공급한다.

처리부(90b)는, PC(17)로부터 공급되는 가속 전압값(Eacc)과, 동작 모드를 나타내는 정보와, 도출한 빔 부스터 전압값(Eb)에 의거하여, 제1 전압(VdefU)의 값인 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압(defL)의 값인 제2 전압값(EdefL)을 도출한다. 처리부(90b)는, 도출한 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압값(EdefL)을, MCU(60)에 출력한다.

주사 전압 정보(92b)는, 가속 전압값(Eacc)과, 동작 모드를 나타내는 정보와, 빔 부스터 전압값(Eb)과, 제1 전압값(EdefU)과 제2 전압값(EdefL)의 비를 나타내는 정보와, 제1 전압값(EdefU)을 관련지은 테이블 형식의 정보이다.

주사 전압 정보(92b)의 일례는 주사 전압 정보(92a)를 적용할 수 있고, 빔 부스터 전압 정보(93b)는 빔 부스터 전압 정보(93a)를 적용할 수 있다.

도 16은, 제1 실시 형태의 변형예 2에 따른 하전 입자 빔 장치의 동작의 일례를 나타내는 플로차트이다.

(단계 S21)

하전 입자 빔 장치(D1)에 있어서, 처리부(90b)는, PC(17)로부터 가속 전압값(Eacc)과, 동작 모드를 나타내는 정보를 취득한다.

(단계 S22)

하전 입자 빔 장치(D1)에 있어서, 처리부(90b)는, 기억부(91b)로부터, 빔 부스터 전압 정보(93b)를 읽어낸다. 처리부(90b)는, 읽어낸 빔 부스터 전압 정보(93b)로부터, 취득한 가속 전압값(Eacc)에 관련지어져 있는 빔 부스터 전압값(Eb)을 취득한다.

(단계 S23)

하전 입자 빔 장치(D1)에 있어서, 처리부(90b)는, 기억부(91b)로부터, 주사 전압 정보(92b)를 읽어낸다. 처리부(90b)는, 읽어낸 주사 전압 정보(92b)로부터, 가속 전압값(Eacc)과, 동작 모드를 나타내는 정보와, 취득한 빔 부스터 전압값(Eb)의 조합에 관련지어져 있는 제1 전압값과 제2 전압값의 비와, 제1 전압값을 취득한다.

(단계 S24)

하전 입자 빔 장치(D1)에 있어서, 처리부(90b)는, 취득한 제1 전압값과 제2 전압값의 비와, 제1 전압값에 의거하여, 제2 전압값을 도출한다.

(단계 S25)

하전 입자 빔 장치(D1)에 있어서, 처리부(90b)는, 제1 전압값과, 도출한 제2 전압값을, MCU(60)에 설정한다. 여기에서 주의해야 하는 것은 제1 전압값과 제2 전압값의 극성을 반전시키는 것이 필요하다는 것이다.

(단계 S25)에서 제1 전압값과 제2 전압값을 MCU(60)에 설정한 후에는, 제1 전압값과 제2 전압값의 비에 의거하여, 제1 전압값과 제2 전압값을 변경함으로써 임의의 주사 범위로 변경하는 것이 가능하다. 제1 전압값과 제2 전압값의 비에 의거하여, 제1 전압값과 제2 전압값을 변경하기 때문에, 변형이 없는 정확한 주사상을 얻을 수 있다.

본 실시 형태의 변형예 2에 따른 하전 입자 빔 장치(D1)에 의하면, 하전 입자를 발생시키는 하전 입자원(실시 형태의 변형예 2에서는, 이온 이미터(E))과, 하전 입자원에 가속 전압을 인가하고, 하전 입자를 인출하는 인출 전극에 인출 전압을 인가함으로써 방출되는 하전 입자에, 하전 입자를 편향시키기 위한 전기장을 발생시키는 복수의 주사 전극과, 복수의 주사 전극과 시료대의 사이에 배치되며, 주사 전압에 의하여 주사된 하전 입자 빔을 집속하는 정전 렌즈(실시 형태의 변형예 2에서는, 대물렌즈)와, 측정 조건(여기에서는, 가속 전압값(Eacc)과 빔 부스터 전압값(Eb)과 동작 모드를 나타내는 정보)을 취득하고, 취득한 측정 조건과, 정전 렌즈의 주면의 위치를 특정하는 정보에 의거하여, 복수의 주사 전압의 각각을 설정하는 처리부를 구비한다.

이와 같이 구성함으로써, 측정 조건(여기에서는, 가속 전압값(Eacc)과 빔 부스터 전압값(Eb)과 동작 모드를 나타내는 정보)이 변경되고, 정전 렌즈의 주면의 위치가 변경된 경우이더라도, 변경된 측정 조건에 의거하여, 복수의 주사 전압의 각각을 설정할 수 있기 때문에, 이온 빔(B)의 궤도를 변경할 수 있다. 이 때문에, 주사한 빔이 받는 렌즈 작용을 저감시킬 수 있다.

(제2 실시 형태)

제2 실시 형태에 따른 복합 하전 입자 빔 장치(D)는, 도 3을 참조하여 설명한 하전 입자 빔 장치(D1)에, 전자 빔 경통 등의 주사형 전자 현미경(D2)(도시 없음)을 구비한다. 단, 빔 부스터(4b)에 포함되는 얼라인먼트 전극(41)과, 비점 보정 전극(42)과, 블랭킹 전극(43)은 생략되지 않는다. 또한, 빔 부스터 제어부(6)에 포함되는 얼라인먼트 전원(61)과, 비점 보정 전원(62)과, 블랭킹 전원(63)은 생략되지 않는다. 빔 부스터 전원부(7)는 생략되지 않는다.

주사형 전자 현미경(D2)은, 전자 빔을 시료(SP1)에 조사하고, 시료(SP1)로부터 방출되는 2차 전자나 반사 전자를 검출함으로써 시료(SP1)의 표면이나 단면을 관찰한다.

제2 실시 형태에 따른 복합 하전 입자 빔 장치(D)는, 전자 빔과 집속 이온 빔을, 시료 상의 동일점에 조사한다. 전자 빔과 집속 이온 빔을, 시료 상의 동일점에 조사하기 위해서는, 전자 빔의 초점과 집속 이온 빔의 초점이 시료 상의 동일점(조사점)에 맞을 것이 요구된다. 전자 빔과 집속 이온 빔이 조사되는 시료 상의 동일점을 코인시던스 포인트(Coincidence Point: CP)라고 한다.

제2 실시 형태에 따른 복합 하전 입자 빔 장치는, 제어부(9) 대신에, 제어부(9c)를 구비한다.

제어부(9c)의 구성의 상세에 대하여 설명한다.

도 17은, 제2 실시 형태에 따른 복합 하전 입자 빔 장치에 있어서의 제어부(9c)의 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 제어부(9c)는, 처리부(90c)와, 기억부(91c)를 구비한다. 기억부(91c)에는, 주사 전압 정보(92c)와, 빔 부스터 전압 정보(93c)가 기억된다.

처리부(90c)는, PC(17)로부터 공급되는 가속 전압값(Eacc)과, 기억부(91a)로부터 읽어내는 빔 부스터 전압 정보(93c)에 의거하여, 빔 부스터 전압(Vb)의 값인 빔 부스터 전압값(Eb)을 도출한다. 처리부(90c)는, 산출한 빔 부스터 전압값(Eb)을 빔 부스터 전원부(7)에 공급한다.

처리부(90c)는, PC(17)로부터 공급되는 가속 전압값(Eacc)과, 도출한 빔 부스터 전압값(Eb)에 의거하여, 제1 전압(VdefU)의 값인 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압(VdefL)의 값인 제2 전압값(EdefL)을 도출한다. 처리부(90c)는, 도출한 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압값(EdefL)을, MCU(60)에 출력한다.

주사 전압 정보(92c)는, 가속 전압값(Eacc)과, 빔 부스터 전압값(Eb)과, 제1 전압값(EdefU)과 제2 전압값(EdefL)의 비를 나타내는 정보와, 제1 전압값(EdefU)을 관련지은 테이블 형식의 정보이다.

주사 전압 정보(92c)의 일례는, 도 10을 참조하여 설명한 주사 전압 정보(92a)를 적용할 수 있다.

빔 부스터 전압 정보(93c)는, 가속 전압값(Eacc)과, 원하는 초점 거리에 따라 미리 산출된 빔 부스터 전압 설정값(TEb)을 관련지은 테이블 형식의 정보이다. 구체적으로는, 빔 부스터 전압 설정값(TEb)은, 가속 전압값(Eacc)을 인가한 경우에 있어서, 전자 빔과 집속 이온 빔이, 시료 상의 동일점 즉 CP에 초점 맞춤 가능한 범위의 전압값이며, 초점의 미조정은 종래와 같이 대물렌즈의 인가 전압을 조정함으로써 행한다. 복합 하전 입자 빔 장치(D)에서는, 빔 부스터 전압 정보(93c)에 의거하여, 빔 부스터 전압 설정값(TEb)이 설정됨으로써, 집속 이온 빔의 초점과, 전자 빔의 조사점은 일치한다.

초점 맞춤 가능한 빔 부스터 전압(Vb)의 범위에 대해서는, 도 11에 나타냈으므로, 여기에서의 설명은 생략한다.

제2 실시 형태에 따른 복합 하전 입자 빔 장치의 동작은, 도 14를 적용할 수 있다.

상술한 실시 형태에서는, 제어부(9c)가 기억부(91c)를 구비하는 경우에 대하여 설명했지만, 이 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 기억부(91c)가, 복합 하전 입자 빔 장치(D)의 외부에 구비되어도 된다. 기억부(91c)가 복합 하전 입자 빔 장치(D)의 외부에 구비되는 경우, 예를 들면, 기억부(91c)는, 외부 기억 장치나, 클라우드 서버로서 구비되어도 된다.

또한, 기억부(91c)가, 주사 전압 정보(92c)와, 빔 부스터 전압 정보(93c)를 기억하는 대신에, 기억부(91c)에 가속 전압값(Eacc)으로부터 빔 부스터 전압값(Eb)을 도출하는 연산식을 기억해도 된다. 또한, 기억부(91c)에, 가속 전압값(Eacc)과, 빔 부스터 전압(Eb)으로부터, 제1 주사 전압(VdefU)과, 제2 주사 전압(VdefL)을 도출하는 연산식을 기억해도 된다. 이 경우, 제어부(9c)는, 이들 연산식에 의거하여 빔 부스터 전압값(Eb)과, 제1 주사 전압(VdefU)과, 제2 주사 전압(VdefL)을 도출하여 설정해도 된다.

제2 실시 형태에 따른 복합 하전 입자 빔 장치(D)에 의하면, 가속 전압값(Eacc)과, 대물렌즈가 집속시킨 하전 입자 빔의 초점 거리와, 전자 빔을 조사하는 전자 빔 조사부가 조사하는 전자 빔의 초점 거리에 의거하여, 빔 부스터 전압값(Eb)을 도출할 수 있기 때문에, 하전 입자 빔을, CP에 초점 맞춤할 수 있다. 즉, 하전 입자 빔(이온 빔(B))에 인가하는 가속 전압에 따라, 집속 이온 빔을 CP에 초점 맞춤 가능한 빔 부스터 관(4a)의 빔 부스터 전압(Vb)의 값(빔 부스터 전압값(Eb))을 설정할 수 있다.

(제3 실시 형태)

제3 실시 형태에 따른 하전 입자 빔 장치(D1)는, 상술한 제1 실시 형태의 변형예 1에 따른 하전 입자 빔 장치를 적용할 수 있다. 즉, 도 3을 참조하여 설명한 하전 입자 빔 장치의 구성에 있어서, 빔 부스터(4b)에 포함되는 얼라인먼트 전극(41)과, 비점 보정 전극(42)과, 블랭킹 전극(43)은 생략되지 않는다. 또한, 빔 부스터 제어부(6)에 포함되는 얼라인먼트 전원(61)과, 비점 보정 전원(62)과, 블랭킹 전원(63)은 생략되지 않는다. 빔 부스터 전원부(7)는 생략되지 않는다.

도 18은, 제3 실시 형태에 따른 하전 입자 빔 장치의 부분도이다. 도 18에는, 도 3을 참조하여 설명한 하전 입자 빔 장치의 구성에 있어서, 빔 부스터 관(4a)과, 블랭킹 전극(43)과, 블랭킹 전원(63)과, 빔 부스터 전원부(7)가 나타내어져 있다. 또한, 도 18에는, 블랭킹 애퍼처(4c)가 나타내어져 있다. 블랭킹 애퍼처(4c)는, 블랭킹 전극(43)에 블랭킹 전압(Vblk)을 인가함으로써 편향된 하전 입자 빔을 도입한다.

제3 실시 형태에 따른 하전 입자 빔 장치(D1)는, 블랭킹 전극(43)에 인가하는 블랭킹 전압(Vblk)의 값인 블랭킹 전압값(Eblk)을, 가속 전압(Vacc)의 값인 가속 전압값(Eacc)과 빔 부스터 전압(Vb)의 값인 빔 부스터 전압값(Eb)의 조합에 의거하여, 도출한다. 제3 실시 형태에 따른 하전 입자 빔 장치는, 제어부(9a) 대신에, 제어부(9d)를 구비한다.

제어부(9d)의 구성의 상세에 대하여 설명한다.

도 19는, 제3 실시 형태에 따른 하전 입자 빔 장치에 있어서의 제어부(9d)의 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 제어부(9d)는, 처리부(90d)와, 기억부(91d)를 구비한다. 기억부(91d)에는, 주사 전압 정보(92d)와, 빔 부스터 전압 정보(93d)가 기억된다.

처리부(90d)는, PC(17)로부터 공급되는 가속 전압값(Eacc)과, 기억부(91a)로부터 읽어내는 빔 부스터 전압 정보(93d)에 의거하여, 빔 부스터 전압(Vb)의 값인 빔 부스터 전압값(Eb)을 도출한다. 처리부(90)는, 산출한 빔 부스터 전압값(Eb)을 빔 부스터 전원부(7)에 공급한다.

처리부(90d)는, PC(17)로부터 공급되는 가속 전압값(Eacc)과, 도출한 빔 부스터 전압값(Eb)에 의거하여, 제1 전압(VdefU)의 값인 제1 전압(EdefU)과, 제2 전압(VdefL)의 값인 제2 전압값(EdefL)을 도출한다. 처리부(90d)는, 도출한 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압값(EdefL)을, MCU(60)에 출력한다.

처리부(90d)는, PC(17)로부터 공급되는 가속 전압값(Eacc)의 값과, 도출한 빔 부스터 전압(Vb)의 값에 의거하여, 블랭킹 전압(Vblk)의 값을 도출한다. 예를 들면, 처리부(90d)는, 식 (1)에 의거하여, 블랭킹 전압(Vblk)의 값을 도출한다. 식 (1)에 있어서, k1은 비례 상수이다.

Vblk=k1×(Vacc+Vb) (1)

처리부(90d)는, 도출한 블랭킹 전압(Bblk)의 값인 블랭킹 전압값(Eblk)을, MCU(60)에 출력한다.

주사 전압 정보(92d)는, 주사 전압 정보(92a)를 적용할 수 있다. 빔 부스터 전압 정보(93d)는, 빔 부스터 전압 정보(93a)를 적용할 수 있다.

다음으로, 하전 입자 빔 장치의 동작에 대하여, 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압값(EdefL)과, 블랭킹 전압값(Eblk)을 도출하고, 도출한 1 전압값(EdefU)과, 제2 전압값(EdefL)과, 블랭킹 전압값(Eblk)을 설정하는 처리에 대하여 설명한다.

도 20은, 제3 실시 형태에 따른 하전 입자 빔 장치의 동작의 일례를 나타내는 플로차트이다.

단계 S31로부터 단계 S34는, 도 14를 참조하여 설명한 단계 S11로부터 단계 S14를 적용할 수 있다.

(단계 S35)

하전 입자 빔 장치(D1)에 있어서, 처리부(90d)는, 취득한 가속 전압값(Eacc)과, 빔 부스터 전압값(Eb)에 의거하여, 블랭킹 전압값(Eblk)을 도출한다.

(단계 S36)

하전 입자 빔 장치(D1)에 있어서, 처리부(90d)는, 제1 전압값과, 도출한 제2 전압값과, 블랭킹 전압값을, MCU(60)에 설정한다.

제3 실시 형태에서는, 처리부(90d)가, 가속 전압(Vacc)의 값과, 빔 부스터 전압(Vb)의 값에 의거하여, 블랭킹 전압값(Vb)의 값을, 식 (1)로 도출하는 경우에 대하여 설명했지만, 이 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 기억부(91d)에, 가속 전압값(Eacc)과, 빔 부스터 전압값(Eb)과, 블랭킹 전압값(Eb)의 값을 관련지은 테이블 형식의 정보인 블랭킹 전압값 정보를 기억해도 된다. 이 경우, 처리부(90d)는, 블랭킹 전압값 정보로부터, 가속 전압값(Eacc)과, 빔 부스터 전압값(Eb)의 조합에 관련지어져 있는 블랭킹 전압값(Eblk)을 취득하고, 취득한 블랭킹 전압값(Eblk)을, MCU(60)에 출력한다.

제3 실시 형태에 따른 하전 입자 빔 장치(D1)에 의하면, 이온을 발생시키는 이온원(제3 실시 형태에서는, 이온 이미터(E))과, 이온을 가속시키고 집속시켜 이온 빔을 형성하는 제1 정전 렌즈(제3 실시 형태에서는, 콘덴서 렌즈)와, 이온 빔을 더욱 가속시키는 빔 부스터 전극(제3 실시 형태에서는, 빔 부스터 전원부(7))과, 빔 부스터 전극 내에 설치되며, 이온 빔을 정전 편향시키는 하나 또는 복수의 전극(제3 실시 형태에서는, 얼라인먼트 전극(41), 비점 보정 전극(42), 블랭킹 전극(43))과, 하나 또는 복수의 전극과 시료대의 사이에 배치되며, 전압이 인가된 이온 빔을 집속하는 제2 정전 렌즈(제3 실시 형태에서는, 대물렌즈)와, 측정 조건을 취득하고, 취득한 측정 조건에 의거하여, 하나 또는 복수의 전극에 인가하는 전압의 각각, 및 정전 렌즈에 인가하는 전압 중 적어도 하나를 설정하는 처리부를 구비한다. 블랭킹 전극에 인가하는 전압인 블랭킹 전압(Vblk)을, 가속 전압값(Eacc)과, 빔 부스터 전압값(Eb)의 조합에 의거하여 도출하고, 도출한 블랭킹 전압값(Eblk)으로 변경한다. 이와 같이 구성함으로써, 빔 부스터 관(4a)에 입사한 이온 빔의 가속 에너지를 반영한 전압 제어를 행할 수 있기 때문에, 원하는 빔 궤도가 되도록 제어할 수 있다.

(제3 실시 형태의 변형예 1)

제3 실시 형태의 변형예 1에 따른 하전 입자 빔 장치(D)는, 상술한 제3 실시 형태에 따른 하전 입자 빔 장치를 적용할 수 있다.

도 21은, 제3 실시 형태의 변형예 1에 따른 하전 입자 빔 장치의 부분도이다. 도 21에는, 도 3을 참조하여 설명한 하전 입자 빔 장치의 구성에 있어서, 빔 부스터 관(4a)과, 제1 주사 전극(44)과, 제2 주사 전극(45)과, 디플렉션 전원(64)과, 빔 부스터 전원부(7)가 나타내어져 있다.

제3 실시 형태의 변형예 1에 따른 하전 입자 빔 장치(D)는, 제1 주사 전극(44)과, 제2 주사 전극(45)의 각각에 인가하는 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압값(EdefL)을, 가속 전압값(Eacc)과 빔 부스터 전압(Eb)의 조합에 의거하여 변경한다. 제3 실시 형태의 변형예 1에 따른 하전 입자 빔 장치는, 제어부(9d) 대신에, 제어부(9e)를 구비한다.

제어부(9e)의 구성의 상세에 대하여 설명한다.

도 22는, 제3 실시 형태의 변형예 1에 따른 하전 입자 빔 장치에 있어서의 제어부의 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 제어부(9e)는, 처리부(90e)와, 기억부(91e)를 구비한다. 기억부(91e)에는, 주사 전압 정보(92e)와, 빔 부스터 전압 정보(93e)가 기억된다.

처리부(90e)는, PC(17)로부터 공급되는 가속 전압값(Eacc)과, 기억부(91a)로부터 읽어내는 빔 부스터 전압 정보(93e)에 의거하여, 빔 부스터 전압(Vb)의 값인 빔 부스터 전압값(Eb)을 도출한다. 처리부(90e)는, 산출한 빔 부스터 전압값(Eb)을 빔 부스터 전원부(7)에 공급한다.

처리부(90e)는, PC(17)로부터 공급되는 가속 전압값(Eacc)과, 도출한 빔 부스터 전압값(Eb)에 의거하여, 제1 전압(VdefU)의 값인 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압(VdefL)의 값인 제2 전압값(EdefL)을 도출한다. 처리부(90e)는, 도출한 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압값(EdefL)을, MCU(60)에 출력한다.

처리부(90e)는, PC(17)로부터 공급되는 가속 전압값(Eacc)의 값과, 도출한 빔 부스터 전압값(Eb)에 의거하여, 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압값(EdefL)을 도출한다. 예를 들면, 처리부(90e)는, 식 (2)와, 식 (3)에 의거하여, 제1 전압(VdefU)의 값과, 제2 전압(VdefL)의 값을 도출한다. 식 (2)에 있어서, k2는 비례 상수이다. 식 (3)에 있어서, k3은 비례 상수이다.

VdefU=k2×(Vacc+Vb) (2)

VdefL=k3×(Vacc+Vb) (3)

처리부(90e)는, 도출한 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압값(EdefL)을, MCU(60)에 출력한다.

주사 전압 정보(92e)는, 주사 전압 정보(92a)를 적용할 수 있다. 빔 부스터 전압 정보(93e)는, 빔 부스터 전압 정보(93a)를 적용할 수 있다.

다음으로, 하전 입자 빔 장치의 동작에 대하여, 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압값(EdefL)을 도출하고, 도출한 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압값(EdefL)을 설정하는 처리에 대하여 설명한다.

도 23은, 제3 실시 형태의 변형예 1에 따른 하전 입자 빔 장치의 동작의 일례를 나타내는 플로차트이다.

단계 S41로부터 단계 S44는, 도 14를 참조하여 설명한 단계 S11로부터 단계 S14를 적용할 수 있다.

(단계 S45)

하전 입자 빔 장치(D1)에 있어서, 처리부(90e)는, 취득한 가속 전압값(Eacc)과, 빔 부스터 전압값(Eb)에 의거하여, 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압값(EdefL)을 변경한다.

(단계 S46)

하전 입자 빔 장치(D1)에 있어서, 처리부(90e)는, 제1 전압값(EdefU)과, 도출한 제2 전압값(EdefL)을, MCU(60)에 설정한다.

제3 실시 형태의 변형예 1에서는, 처리부(90e)가, 가속 전압(Vacc)의 값과, 빔 부스터 전압(Vb)의 값에 의거하여, 제1 전압값(EdefU)과, 도출한 제2 전압값(EdefL)을, 식 (2), 식 (3)으로 도출하는 경우에 대하여 설명했지만, 이 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 기억부(91e)에, 가속 전압값(Eacc)과, 빔 부스터 전압값(Eb)과, 제1 전압값(EdefU)의 값과, 제2 전압값(EdefL)의 값을 관련지은 테이블 형식의 정보인 주사 전압값 정보를 기억해도 된다. 이 경우, 처리부(90e)는, 주사 전압값 정보로부터, 가속 전압값(Eacc)과, 빔 부스터 전압값(Eb)의 조합에 관련지어져 있는 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압값(EdefL)을 취득하고, 취득한 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압값(EdefL)을, MCU(60)에 출력한다.

제3 실시 형태와, 제3 실시 형태의 변형예 1이 조합되어도 된다. 즉, 가속 전압값(Eacc)과 빔 부스터 전압값(Eb)의 조합에 의거하여, 제1 전압값, 및 제2 전압값과, 블랭킹 전압값 중 어느 한쪽이 변경되어도 된다.

제3 실시 형태의 변형예 1에 따른 하전 입자 빔 장치에 의하면, 제1 주사 전극(44)과, 제2 주사 전극(45)의 각각에 인가하는 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압값(EdefL)을, 가속 전압값(Eacc)과 빔 부스터 전압값(Eb)의 조합에 의거하여 도출하고, 도출한 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압값(EdefL)으로 변경한다. 이와 같이 구성함으로써, 빔 부스터 관(4a)에 입사한 이온 빔의 가속 에너지를 반영한 전압 제어를 행할 수 있기 때문에, 원하는 빔 궤도가 되도록 제어할 수 있다.

(제3 실시 형태의 변형예 2)

제3 실시 형태의 변형예 2에 따른 하전 입자 빔 장치(D)는, 상술한 제3 실시 형태에 따른 하전 입자 빔 장치를 적용할 수 있다.

도 24는, 제3 실시 형태의 변형예 2에 따른 하전 입자 빔 장치의 부분도이다. 도 24에는, 도 3을 참조하여 설명한 하전 입자 빔 장치의 구성에 있어서, 빔 부스터 관(4a)과, 비점 보정 전극(42)과, 비점 보정 전원(62)과, 빔 부스터 전원부(7)가 나타내어져 있다.

제3 실시 형태의 변형예 2에 따른 하전 입자 빔 장치(D)는, 비점 보정 전극(42)에 인가하는 비점 보정 전압의 조정 범위 ±Vstgaj를, 가속 전압(Vacc)과 빔 부스터 전압(Vb)의 조합에 의거하여 도출하고, 도출한 비점 보정 전압의 조정 범위 ±Estgaj로 변경한다. 제3 실시 형태의 변형예 2에 따른 하전 입자 빔 장치는, 제어부(9d) 대신에, 제어부(9f)를 구비한다.

제어부(9f)의 구성의 상세에 대하여 설명한다.

도 25는, 제3 실시 형태의 변형예 2에 따른 하전 입자 빔 장치에 있어서의 제어부(9f)의 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 제어부(9f)는, 처리부(90f)와, 기억부(91f)를 구비한다. 기억부(91f)에는, 주사 전압 정보(92f)와, 빔 부스터 전압 정보(93f)가 기억된다.

처리부(90f)는, PC(17)로부터 공급되는 가속 전압값(Eacc)과, 기억부(91f)로부터 읽어내는 빔 부스터 전압 정보(93f)에 의거하여, 빔 부스터 전압(Vb)의 값인 빔 부스터 전압값(Eb)을 도출한다. 처리부(90f)는, 도출한 빔 부스터 전압값(Eb)을 빔 부스터 전원부(7)에 공급한다.

처리부(90f)는, PC(17)로부터 공급되는 가속 전압값(Eacc)과, 도출한 빔 부스터 전압값(Eb)에 의거하여, 제1 전압(VdefU)의 값인 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압(VdefL)의 값인 제2 전압값(EdefL)을 도출한다. 처리부(90d)는, 도출한 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압값(EdefL)을, MCU(60)에 출력한다.

처리부(90f)는, PC(17)로부터 공급되는 가속 전압값(Eacc)의 값과, 도출한 빔 부스터 전압값(Eb)에 의거하여, 비점 보정 전압의 조정 범위 ±Vstgaj의 값을 도출한다. 예를 들면, 처리부(90f)는, 식 (4)에 의거하여, 비점 보정 전압의 조정 범위 ±Vstgaj의 값을 도출한다. 식 (4)에 있어서, k4는 비례 상수이다.

Vstgaj=k4×(Vacc+Vb) (4)

처리부(90d)는, 도출한 비점 보정 전압의 조정 범위 ±Estgaj를, MCU(60)에 출력한다.

주사 전압 정보(92f)는, 주사 전압 정보(92a)를 적용할 수 있다. 빔 부스터 전압 정보(93f)는, 빔 부스터 전압 정보(93a)를 적용할 수 있다.

다음으로, 하전 입자 빔 장치의 동작에 대하여, 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압값(EdefL)과, 비점 보정 전압의 조정 범위 ±Estgaj를 도출하고, 도출한 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압값(EdefL)과, 비점 보정 전압의 조정 범위 ±Estgaj를 설정하는 처리에 대하여 설명한다.

도 26은, 제3 실시 형태의 변형예 2에 따른 하전 입자 빔 장치의 동작의 일례를 나타내는 플로차트이다.

단계 S51로부터 단계 S54는, 도 14를 참조하여 설명한 단계 S11로부터 단계 S14를 적용할 수 있다.

(단계 S55)

하전 입자 빔 장치(D1)에 있어서, 처리부(90f)는, 취득한 가속 전압값(Eacc)과, 빔 부스터 전압값(Eb)에 의거하여, 비점 보정 전압의 조정 범위 ±Estgaj를 도출한다.

(단계 S56)

하전 입자 빔 장치(D1)에 있어서, 처리부(90f)는, 제1 전압값과, 도출한 제2 전압값과, 비점 보정 전압값을, MCU(60)에 설정한다.

제3 실시 형태의 변형예 2에서는, 처리부(90f)가, 가속 전압(Vacc)의 값과, 빔 부스터 전압(Vb)의 값에 의거하여, 비점 보정 전압의 조정 범위 ±Vstgaj의 값을, 식 (4)로 도출하는 경우에 대하여 설명했지만, 이 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 기억부(91f)에, 가속 전압값(Eacc)과, 빔 부스터 전압값(Eb)과, 비점 보정 전압의 조정 범위 ±Estgaj의 값을 관련지은 테이블 형식의 정보인 비점 보정 전압값 정보를 기억해도 된다. 이 경우, 처리부(90f)는, 비점 보정 전압값 정보로부터, 가속 전압값(Eacc)과, 빔 부스터 전압값(Eb)의 조합에 관련지어져 있는 비점 보정 전압의 조정 범위 ±Estgaj를 취득하고, 취득한 비점 보정 전압의 조정 범위 ±Estgaj를, MCU(60)에 출력한다.

제3 실시 형태와, 제3 실시 형태의 변형예 1과, 제3 실시 형태의 변형예 2가 조합되어도 되고, 제3 실시 형태의 변형예 1과, 제3 실시 형태의 변형예 2가 조합되어도 된다. 즉, 가속 전압값(Eacc)과 빔 부스터 전압값(Eb)의 조합에 의거하여, 제1 전압값, 및 제2 전압값과, 블랭킹 전압값과, 비점 보정 전압의 조정 범위 중 적어도 하나가 변경되어도 된다.

제3 실시 형태의 변형예 2에 따른 하전 입자 빔 장치에 의하면, 비점 보정 전극에 인가하는 전압인 비점 보정 전압의 조정 범위 ±Estgaj를, 가속 전압과, 빔 부스터 전압의 조합에 의거하여 도출하고, 도출한 비점 보정 전압의 조정 범위 ±Estgaj로 변경한다. 이와 같이 구성함으로써, 빔 부스터 관에 입사한 이온 빔의 가속 에너지를 반영한 비점 보정 전압의 조정 범위 내에서 비점 보정을 행할 수 있기 때문에, 적정한 조정 감도로 효율적으로 조정이 가능해진다.

또한 조정한 값(Estg)을 기억하고, 다음 회 동일한 가속 전압과 빔 부스터 전압이 설정되었을 때에 기억한 비점 보정 전압값(Estg)을 비점 보정 전극 인가 전압으로서 설정해도 된다.

(제3 실시 형태의 변형예 3)

제3 실시 형태의 변형예 3에 따른 하전 입자 빔 장치(D)는, 상술한 제3 실시 형태에 따른 하전 입자 빔 장치를 적용할 수 있다.

도 27은, 제3 실시 형태의 변형예 3에 따른 하전 입자 빔 장치의 부분도이다. 도 27에는, 도 3을 참조하여 설명한 하전 입자 빔 장치의 구성에 있어서, 빔 부스터 관(4a)과, 얼라인먼트 전극(41)과, 얼라인먼트 전원(61)과, 빔 부스터 전원부(7)가 나타내어져 있다.

제3 실시 형태의 변형예 3에 따른 하전 입자 빔 장치(D)는, 얼라인먼트 전극(41)에 인가하는 얼라인먼트 전압의 조정 범위 ±Valgaj를, 가속 전압(Vacc)과 빔 부스터 전압(Vb)의 조합에 의거하여 변경한다. 제3 실시 형태의 변형예 3에 따른 하전 입자 빔 장치는, 제어부(9d) 대신에, 제어부(9g)를 구비한다.

제어부(9g)의 구성의 상세에 대하여 설명한다.

도 28은, 제3 실시 형태의 변형예 3에 따른 하전 입자 빔 장치에 있어서의 제어부(9g)의 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 제어부(9g)는, 처리부(90g)와, 기억부(91g)를 구비한다. 기억부(91g)에는, 주사 전압 정보(92g)와, 빔 부스터 전압 정보(93g)가 기억된다.

처리부(90g)는, PC(17)로부터 공급되는 가속 전압값(Eacc)과, 기억부(91g)로부터 읽어내는 빔 부스터 전압 정보(93g)에 의거하여, 빔 부스터 전압(Vb)의 값인 빔 부스터 전압값(Eb)을 도출한다. 처리부(90g)는, 도출한 빔 부스터 전압값(Eb)을 빔 부스터 전원부(7)에 공급한다.

처리부(90g)는, PC(17)로부터 공급되는 가속 전압값(Eacc)과, 도출한 빔 부스터 전압값(Eb)에 의거하여, 제1 전압(VdefU)의 값인 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압(VdefL)의 값인 제2 전압값(EdefL)을 도출한다. 처리부(90g)는, 도출한 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압값(EdefL)을, MCU(60)에 출력한다.

처리부(90g)는, PC(17)로부터 공급되는 가속 전압값(Eacc)의 값과, 도출한 빔 부스터 전압값(Eb)의 값에 의거하여, 얼라인먼트 전압의 조정 범위 ±Valgaj의 값을 도출한다. 예를 들면, 처리부(90g)는, 식 (5)에 의거하여, 얼라인먼트 전압의 조정 범위 ±Valgaj의 값을 도출한다. 식 (5)에 있어서, k5는 비례 상수이다.

Valg=k5×(Vacc+Vb) (5)

처리부(90g)는, 도출한 얼라인먼트 전압의 조정 범위 ±Ealgaj를, MCU(60)에 출력한다.

주사 전압 정보(92g)는, 주사 전압 정보(92a)를 적용할 수 있다. 빔 부스터 전압 정보(93g)는, 빔 부스터 전압 정보(93a)를 적용할 수 있다.

다음으로, 하전 입자 빔 장치의 동작에 대하여, 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압값(EdefL)과, 얼라인먼트 전압의 조정 범위 ±Ealgaj를 설정하는 처리에 대하여 설명한다.

도 29는, 제3 실시 형태의 변형예 2에 따른 하전 입자 빔 장치의 동작의 일례를 나타내는 플로차트이다.

단계 S61로부터 단계 S64는, 도 14를 참조하여 설명한 단계 S11로부터 단계 S14를 적용할 수 있다.

(단계 S65)

하전 입자 빔 장치(D1)에 있어서, 처리부(90g)는, 취득한 가속 전압값(Eacc)과, 빔 부스터 전압값(Eb)에 의거하여, 얼라인먼트 전압의 조정 범위 ±Ealgaj를 도출한다.

(단계 S66)

하전 입자 빔 장치(D1)에 있어서, 처리부(90g)는, 제1 전압값과, 도출한 제2 전압값과, 얼라인먼트 전압의 조정 범위 ±Ealgaj를, MCU(60)에 설정한다.

제3 실시 형태의 변형예 3에서는, 처리부(90g)가, 가속 전압(Vacc)의 값과, 빔 부스터 전압(Vb)의 값에 의거하여, 얼라인먼트 전압의 조정 범위 ±Ealgaj의 값을, 식 (5)로 도출하는 경우에 대하여 설명했지만, 이 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 기억부(91g)에, 가속 전압값(Eacc)과, 빔 부스터 전압값(Eb)과, 얼라인먼트 전압의 조정 범위 ±Ealgaj를 관련지은 테이블 형식의 정보인 얼라인먼트 전압값 정보를 기억해도 된다. 이 경우, 처리부(90g)는, 얼라인먼트 전압값 정보로부터, 가속 전압값(Eacc)과, 빔 부스터 전압값(Eb)의 조합에 관련지어져 있는 얼라인먼트 전압의 조정 범위 ±Ealgaj를 취득하고, 취득한 얼라인먼트 전압의 조정 범위 ±Ealgaj를, MCU(60)에 출력한다.

제3 실시 형태와, 제3 실시 형태의 변형예 1과, 제3 실시 형태의 변형예 2와, 제3 실시 형태의 변형예 3이 조합되어도 되고, 제3 실시 형태와, 제3 실시 형태의 변형예 3이 조합되어도 되며, 제3 실시 형태의 변형예 1과, 제3 실시 형태의 변형예 3이 조합되어도 되고, 제3 실시 형태의 변형예 2와, 제3 실시 형태의 변형예 3이 조합되어도 된다. 즉, 가속 전압값(Eacc)과 빔 부스터 전압값(Eb)의 조합에 의거하여, 제1 전압값, 및 제2 전압값과, 블랭킹 전압값과, 비점 보정 전압의 조정 범위와, 얼라인먼트 전압의 조정 범위 중 적어도 하나가 변경되어도 된다.

제3 실시 형태의 변형예 3에 따른 하전 입자 빔 장치에 의하면, 얼라인먼트 전극에 인가하는 전압 범위인 얼라인먼트 전압의 조정 범위 ±Ealgaj를, 가속 전압과, 빔 부스터 전압의 조합에 의거하여 도출하고, 도출한 얼라인먼트 전압의 조정 범위 ±Ealgaj로 변경한다. 이와 같이 구성함으로써, 빔 부스터 관에 입사한 이온 빔의 가속 에너지를 반영한 전압 제어를 행할 수 있기 때문에, 얼라인먼트 전압의 조정 범위 내에서 얼라인먼트 조정을 행할 수 있기 때문에, 적정한 조정 감도로 효율적으로 조정이 가능해진다.

또한 조정한 값(Ealg)을 기억하고, 다음 회 동일한 가속 전압과 빔 부스터 전압이 설정되었을 때에 기억한 비점 보정 전압값(Ealg)을 얼라인먼트 전극 인가 전압으로서 설정해도 된다.

(제3 실시 형태의 변형예 4)

제3 실시 형태의 변형예 4에 따른 하전 입자 빔 장치(D1)는, 상술한 제3 실시 형태에 따른 하전 입자 빔 장치를 적용할 수 있다.

제3 실시 형태의 변형예 4에 따른 하전 입자 빔 장치(D1)는, 콘덴서 렌즈 중앙 전극(3)에 인가하는 전압인 콘덴서 렌즈 전압(Vcl)을, 가속 전압(Vacc)과 빔 부스터 전압(Vb)의 조합에 의거하여 변경한다. 제3 실시 형태의 변형예 4에 따른 하전 입자 빔 장치는, 제어부(9d) 대신에, 제어부(9h)를 구비한다.

제어부(9g)의 구성의 상세에 대하여 설명한다.

도 30은, 제3 실시 형태의 변형예 4에 따른 하전 입자 빔 장치에 있어서의 제어부(9h)의 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 제어부(9h)는, 처리부(90h)와, 기억부(91h)를 구비한다. 기억부(91h)에는, 주사 전압 정보(92h)와, 빔 부스터 전압 정보(93h)가 기억된다.

처리부(90h)는, PC(17)로부터 공급되는 가속 전압값(Eacc)과, 기억부(91h)로부터 읽어내는 빔 부스터 전압 정보(93h)에 의거하여, 빔 부스터 전압(Vb)의 값인 빔 부스터 전압값(Eb)을 도출한다. 처리부(90g)는, 도출한 빔 부스터 전압값(Eb)을 빔 부스터 전원부(7)에 공급한다.

처리부(90h)는, PC(17)로부터 공급되는 가속 전압값(Eacc)과, 도출한 빔 부스터 전압값(Eb)에 의거하여, 제1 전압(VdefU)의 값인 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압(VdefL)의 값인 제2 전압값(EdefL)을 도출한다. 처리부(90h)는, 도출한 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압값(EdefL)을, MCU(60)에 출력한다.

처리부(90h)는, PC(17)로부터 공급되는 가속 전압(Vacc)의 값과, 도출한 빔 부스터 전압(Vb)의 값에 의거하여, 콘덴서 렌즈 전압(Vcl)의 값을 도출한다. 예를 들면, 처리부(90h)는, 식 (6)에 의거하여, 얼라인먼트 전압(Vcl)[kV]의 값을 도출한다. 식 (6)에 있어서, n1, n2, n3, n4는 비례 상수이다.

Vcl=n1×Vacc+n2×Vacc×Vb+n3×Vb-n4 (6)

처리부(90h)는, 도출한 콘덴서 렌즈 전압값(Ecl)을, 렌즈 전원부(8)에 출력한다.

다음으로, 하전 입자 빔 장치의 동작에 대하여, 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압값(EdefL)과, 콘덴서 렌즈 전압값(Ecl)을 도출하고, 도출한 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압값(EdefL)과, 콘덴서 렌즈 전압값(Ecl)을 설정하는 처리에 대하여 설명한다.

도 31은, 제3 실시 형태의 변형예 4에 따른 하전 입자 빔 장치의 동작의 일례를 나타내는 플로차트이다.

단계 S71로부터 단계 S74는, 도 14를 참조하여 설명한 단계 S11로부터 단계 S14를 적용할 수 있다.

(단계 S75)

하전 입자 빔 장치(D1)에 있어서, 처리부(90h)는, 취득한 가속 전압값(Eacc)과, 빔 부스터 전압값(Eb)에 의거하여, 콘덴서 렌즈 전압값(Ecl)을 도출한다.

(단계 S76)

하전 입자 빔 장치(D1)에 있어서, 처리부(90h)는, 제1 전압값과, 도출한 제2 전압값을, MCU(60)에 설정한다. 처리부(90h)는, 도출한 콘덴서 렌즈 전압값을, 렌즈 전원부(8)에 설정한다.

제3 실시 형태의 변형예 4에서는, 처리부(90h)가, 가속 전압(Vacc)의 값과, 빔 부스터 전압(Vb)의 값에 의거하여, 콘덴서 렌즈 전압(Vcl)의 값을, 식 (6)으로 도출하는 경우에 대하여 설명했지만, 이 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 기억부(91h)에, 가속 전압(Vacc)의 값과, 빔 부스터 전압(Vb)의 값과, 콘덴서 렌즈 전압(Vcl)의 값을 관련지은 테이블 형식의 정보인 콘덴서 렌즈 정보를 기억해도 된다.

도 32는, 콘덴서 렌즈 전압 정보의 일례를 나타내는 도면이다. 도 32에 의하면, 콘덴서 렌즈 전압 정보의 일례에는, 가속 전압(Vacc)이, 5kV와, 3kV와, 2kV와, 1kV인 각각과, 빔 부스터 전압(Vb)이, -2kV와, -3kV와, -4kV와, -5kV인 각각의 조합에 대하여, 콘덴서 렌즈 전압값이 기재되어 있다. 도 32에 나타내어지는 가속 전압(Vacc)과, 빔 부스터 전압(Vb)은 일례이며, 이 예에 한정되지 않는다.

처리부(90h)가, 가속 전압(Vacc)의 값과, 빔 부스터 전압(Vb)의 값의 조합에 관련지어져 있는 콘덴서 렌즈 전압을, 콘덴서 렌즈 전압 정보로부터 취득한다. 이와 같이 구성함으로써, 처리부(90h)는, 콘덴서 렌즈 전압값을 연산하지 않고, 도출할 수 있기 때문에, 처리부(90h)의 처리 부하를 저감시킬 수 있다.

제3 실시 형태로부터 제3 실시 형태의 변형예 4 중, 적어도 2개가 조합되어도 된다. 즉, 가속 전압값(Eacc)과 빔 부스터 전압값(Eb)의 조합에 의거하여, 제1 전압값, 및 제2 전압값과, 블랭킹 전압값과, 비점 보정 전압의 조정 범위와, 얼라인먼트 전압의 조정 범위와, 콘덴서 렌즈 전압값 중 적어도 하나가 변경되어도 된다.

제3 실시 형태의 변형예 4에 따른 하전 입자 빔 장치에 의하면, 콘덴서 렌즈에 인가하는 전압인 콘덴서 렌즈 전압값(Ecl)을, 가속 전압과, 빔 부스터 전압의 조합에 의거하여 도출하고, 도출한 콘덴서 렌즈 전압값(Ecl)으로 변경한다. 이와 같이 구성함으로써, 빔 부스터 관에 입사한 이온 빔의 가속 에너지를 반영한 전압 제어를 행할 수 있기 때문에, 원하는 빔 궤도가 되도록 제어할 수 있다.

(제3 실시 형태의 변형예 5)

제3 실시 형태의 변형예 5에 따른 하전 입자 빔 장치(D)는, 상술한 제3 실시 형태에 따른 하전 입자 빔 장치를 적용할 수 있다.

제3 실시 형태의 변형예 5에 따른 하전 입자 빔 장치(D)는, 대물렌즈 중앙 전극(5)에 인가하는 전압인 대물렌즈 전압(Vol)을, 가속 전압(Vacc)과 빔 부스터 전압(Vb)의 조합에 의거하여 변경한다. 제3 실시 형태의 변형예 5에 따른 하전 입자 빔 장치는, 제어부(9d) 대신에, 제어부(9i)를 구비한다.

제어부(9i)의 구성의 상세에 대하여 설명한다.

도 33은, 제3 실시 형태의 변형예 5에 따른 하전 입자 빔 장치에 있어서의 제어부(9i)의 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 제어부(9i)는, 처리부(90i)와, 기억부(91i)를 구비한다. 기억부(91i)에는, 주사 전압 정보(92i)와, 빔 부스터 전압 정보(93i)가 기억된다.

처리부(90i)는, PC(17)로부터 공급되는 가속 전압값(Eacc)과, 기억부(91h)로부터 읽어내는 빔 부스터 전압 정보(93i)에 의거하여, 빔 부스터 전압(Vb)의 값인 빔 부스터 전압값(Eb)을 도출한다. 처리부(90i)는, 도출한 빔 부스터 전압값(Eb)을 빔 부스터 전원부(7)에 공급한다.

처리부(90i)는, PC(17)로부터 공급되는 가속 전압값(Eacc)과, 도출한 빔 부스터 전압값(Eb)에 의거하여, 제1 전압(VdefU)의 값인 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압(VdefL)의 값인 제2 전압값(EdefL)을 도출한다. 처리부(90i)는, 도출한 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압값(EdefL)을, MCU(60)에 출력한다.

처리부(90i)는, PC(17)로부터 공급되는 가속 전압값(Eacc)과 도출한 빔 부스터 전압값(Eb)의 값에 의거하여, 대물렌즈 전압(Vol)의 값인 대물렌즈 전압값(Eol)을 도출한다. 예를 들면, 처리부(90i)는, 식 (7)에 의거하여, 대물렌즈 전압(Vol)[kV]의 값을 도출한다. 식 (6)에 있어서, m1, m2, m3, m4는 상수이다.

Vol=m1×Vacc+m2×Vacc×Vb-m3×Vb-m4 (7)

처리부(90i)는, 도출한 콘덴서 렌즈 전압값(Eol)을, 렌즈 전원부(8)에 출력한다.

주사 전압 정보(92i)는, 주사 전압 정보(92a)를 적용할 수 있다. 빔 부스터 전압 정보(93i)는, 빔 부스터 전압 정보(93a)를 적용할 수 있다.

다음으로, 하전 입자 빔 장치의 동작에 대하여, 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압값(EdefL)과, 대물렌즈 전압값(Eol)을 도출하고, 도출한 제1 전압값(EdefU)과, 제2 전압값(EdefL)과, 대물렌즈 전압값(Eol)을 설정하는 처리에 대하여 설명한다.

도 34는, 제3 실시 형태의 변형예 5에 따른 하전 입자 빔 장치의 동작의 일례를 나타내는 플로차트이다.

단계 S81로부터 단계 S84는, 도 14를 참조하여 설명한 단계 S11로부터 단계 S14를 적용할 수 있다.

(단계 S85)

하전 입자 빔 장치(D1)에 있어서, 처리부(90i)는, 취득한 가속 전압값(Eacc)과, 빔 부스터 전압값(Eb)에 의거하여, 대물렌즈 전압값(Eol)을 도출한다.

(단계 S86)

하전 입자 빔 장치(D1)에 있어서, 처리부(90i)는, 제1 전압값과, 도출한 제2 전압값을, MCU(60)에 설정한다. 처리부(90i)는, 도출한 대물렌즈 전압값을, 렌즈 전원부(8)에 설정한다.

제3 실시 형태의 변형예 5에서는, 처리부(90i)가, 가속 전압(Vacc)의 값과, 빔 부스터 전압(Vb)의 값에 의거하여, 대물렌즈 전압(Vol)의 값을, 식 (7)에서 도출하는 경우에 대하여 설명했지만, 이 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 기억부(91i)에, 가속 전압(Vacc)과, 빔 부스터 전압(Vb)과, 대물렌즈 전압을 관련지은 테이블 형식의 정보인 대물렌즈 정보를 기억해도 된다.

도 35는, 대물렌즈 전압 정보의 일례를 나타내는 도면이다. 도 35에 의하면, 대물렌즈 전압 정보의 일례에는, 가속 전압(Vacc)이, 5kV와, 3kV와, 2kV와, 1kV인 각각과, 빔 부스터 전압(Vb)이, -2kV와, -3kV와, -4kV와, -5kV인 각각의 조합에 대하여, 대물렌즈 전압값이 기재되어 있다. 도 35에 나타내어지는 가속 전압(Vacc)과, 빔 부스터 전압(Vb)은 일례이며, 이 예에 한정되지 않는다.

처리부(90i)가, 가속 전압(Vacc)의 값과, 빔 부스터 전압(Vb)의 값의 조합에 관련지어져 있는 대물렌즈 전압을, 대물렌즈 전압 정보로부터 취득한다. 이와 같이 구성함으로써, 처리부(90i)는, 대물렌즈 전압값을 연산하지 않고, 도출할 수 있기 때문에, 처리부(90i)의 처리 부하를 저감시킬 수 있다.

제3 실시 형태로부터 제3 실시 형태의 변형예 5 중, 적어도 2개가 조합되어도 된다. 즉, 가속 전압값(Eacc)과 빔 부스터 전압값(Eb)의 조합에 의거하여, 제1 전압값, 및 제2 전압값과, 블랭킹 전압값과, 비점 보정 전압의 조정 범위와, 얼라인먼트 전압의 조정 범위와, 콘덴서 렌즈 전압값과, 대물렌즈 전압값 중 적어도 하나가 변경되어도 된다.

제3 실시 형태의 변형예 5에 따른 하전 입자 빔 장치에 의하면, 대물렌즈에 인가하는 전압인 대물렌즈 전압값(Eol)을, 가속 전압과, 빔 부스터 전압의 조합에 의거하여 도출하고, 도출한 대물렌즈 전압값(Eol)으로 변경한다. 이와 같이 구성함으로써, 빔 부스터 관에 입사한 이온 빔의 가속 에너지를 반영한 전압 제어를 행할 수 있기 때문에, 원하는 빔 궤도가 되도록 제어할 수 있다.

상술한 실시 형태에 있어서의 하전 입자 빔 장치(D1), 복합 하전 입자 빔 장치(D)와의 일부, 예를 들면, 제어부(9(9, 9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f, 9g, 9h, 9i))를 컴퓨터로 실현되도록 해도 된다. 그 경우, 이 제어 기능을 실현하기 위한 프로그램을 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록하고, 이 기록 매체에 기록된 프로그램을 컴퓨터 시스템에 읽어 들여, 실행함으로써 실현해도 된다. 또한, 여기에서 말하는 「컴퓨터 시스템」이란, 하전 입자 빔 장치(D1), 복합 하전 입자 빔 장치(D)에 내장된 컴퓨터 시스템이며, OS나 주변 기기 등의 하드웨어를 포함하는 것으로 한다. 또한, 「컴퓨터 판독 가능한 기록 매체」란, 플렉시블 디스크, 광자기 디스크, ROM, CD-ROM 등의 휴대용 매체, 컴퓨터 시스템에 내장되는 하드 디스크 등의 기억 장치를 말한다. 또한 「컴퓨터 판독 가능한 기록 매체」란, 인터넷 등의 네트워크나 전화 회선 등의 통신 회선을 통하여 프로그램을 송신하는 경우의 통신선과 같이, 단시간, 동적으로 프로그램을 유지하는 것, 그 경우의 서버나 클라이언트가 되는 컴퓨터 시스템 내부의 휘발성 메모리와 같이, 일정 시간 프로그램을 유지하고 있는 것도 포함해도 된다. 또한 상기 프로그램은, 상술한 기능의 일부를 실현하기 위한 것이어도 되고, 또한 상술한 기능을 컴퓨터 시스템에 이미 기록되어 있는 프로그램과의 조합으로 실현할 수 있는 것이어도 된다.

또한, 상술한 실시 형태에 있어서의 제어부(9)의 일부, 또는 전부를, LSI(Large Scale Integration) 등의 집적 회로로 하여 실현해도 된다. 제어부(9)의 각 기능 블록은 개별적으로 프로세서화해도 되고, 일부, 또는 전부를 집적하여 프로세서화해도 된다. 또한, 집적 회로화의 수법은 LSI에 한정되지 않고 전용 회로, 또는 범용 프로세서로 실현해도 된다. 또한, 반도체 기술의 진보에 의하여 LSI를 대체하는 집적 회로화의 기술이 출현한 경우, 당해 기술에 의한 집적 회로를 이용해도 된다.

이상, 도면을 참조하여 이 발명의 일 실시 형태에 대하여 상세하게 설명해 왔지만, 구체적인 구성은 상술한 것에 한정되는 것은 아니고, 이 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에 있어서 다양한 설계 변경 등을 하는 것이 가능하다. 예를 들면, 제2 실시 형태와, 제3 실시 형태(제3 실시 형태로부터 제3 실시 형태의 변형예 5 중 어느 하나)가 조합되어도 된다.

D: 복합 하전 입자 빔 장치 D1: 하전 입자 빔 장치
D2: 주사형 전자 현미경 1: 이온원 제어부
10: 가속 전원 3: 콘덴서 렌즈 중앙 전극
4b: 빔 부스터 5: 대물렌즈 중앙 전극
9, 9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f, 9g, 9h, 9i: 제어부
90, 90a, 90b, 90c, 90d, 90e, 90f, 90g, 90h, 90i: 처리부
91, 91a, 91b, 91c, 91d, 91e, 91f, 91g, 91h, 91i: 기억부
92, 92a, 92b, 92c, 92d, 92e, 92f, 92g, 92h, 92i: 주사 전압 정보
93, 93a, 93b, 93c, 93d, 93e, 93f, 93g, 93h, 93i: 빔 부스터 전압 정보
41: 얼라인먼트 전극 42: 비점 보정 전극
43: 블랭킹 전극 44: 제1 주사 전극
45: 제2 주사 전극
60: MCU

Claims

이온을 발생시키는 이온원과,
상기 이온을 가속시키고 집속시켜 이온 빔을 형성하는 제1 정전 렌즈와,
상기 이온 빔을 더욱 가속시키는 빔 부스터 전극과,
상기 빔 부스터 전극 내에 설치되며, 상기 이온 빔을 정전 편향시키는 하나 또는 복수의 전극과,
하나 또는 복수의 상기 전극과 시료대의 사이에 배치되며, 전압이 인가된 상기 이온 빔을 집속하는 제2 정전 렌즈와,
측정 조건을 취득하고, 취득한 측정 조건에 의거하여, 하나 또는 복수의 상기 전극에 인가하는 전압의 각각, 및 상기 정전 렌즈에 인가하는 전압 중 적어도 하나를 설정하는 처리부를 구비하는, 집속 이온 빔 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 처리부는, 측정 조건과, 하나 또는 복수의 상기 전극에 인가하는 전압을 특정하는 정보의 각각, 및 상기 정전 렌즈에 인가하는 전압을 특정하는 정보 중 적어도 하나의 전압을 특정하는 정보를 관련지은 인가 전압 정보로부터, 취득한 상기 측정 조건에 해당하는 하나 또는 복수의 상기 전압을 특정하는 정보의 각각, 및 상기 정전 렌즈에 인가하는 전압을 특정하는 정보 중 적어도 하나의 전압을 특정하는 정보를 취득하고, 취득한 적어도 하나의 전압을 특정하는 상기 정보에 의거하여, 하나 또는 복수의 상기 전극에 인가하는 전압, 및 상기 정전 렌즈에 인가하는 전압 중 적어도 하나의 전압을 설정하는, 집속 이온 빔 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
하나 또는 복수의 상기 전극은,
상기 빔 부스터 전극 내에 설치되며, 상기 이온 빔의 광축의 어긋남을 수정하는 얼라인먼트 전극과,
상기 빔 부스터 전극 내에 설치되며, 상기 이온 빔의 단면 형상의 진원도를 보정하는 비점(非點) 보정 전극과,
상기 빔 부스터 전극 내에 설치되며, 상기 이온 빔을 편향시키는 블랭킹 전극과,
상기 빔 부스터 전극 내에 설치되며, 상기 이온 빔을 시료 상에 주사하는 제1 주사 전극, 및 제2 주사 전극을 포함하는, 집속 이온 빔 장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측정 조건은, 가속 전압을 특정하는 정보와, 빔 부스터 전압을 특정하는 정보가 포함되는, 집속 이온 빔 장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
가속 전압을 특정하는 정보와, 빔 부스터 전압을 특정하는 정보로부터, 상기 처리부는 가속 전압과 빔 부스터 전압의 합을 구하고, 구한 합에 의거하여, 하나 또는 복수의 상기 전극에 인가하는 전압의 각각 중 적어도 하나의 전압을 설정하는, 집속 이온 빔 장치.
이온을 발생시키는 이온원과, 상기 이온을 가속시키고 집속시켜 이온 빔을 형성하는 제1 정전 렌즈와, 상기 이온 빔을 더욱 가속시키는 빔 부스터 전극과,
상기 빔 부스터 전극 내에 설치되며, 상기 이온 빔을 정전 편향시키는 하나 또는 복수의 전극과, 하나 또는 복수의 상기 전극과 시료대의 사이에 배치되며, 전압이 인가된 상기 이온 빔을 집속하는 제2 정전 렌즈를 구비하는 집속 이온 빔 장치의 제어 방법으로서,
측정 조건을 취득하는 단계와,
취득한 측정 조건에 의거하여, 하나 또는 복수의 상기 전극에 인가하는 전압의 각각, 및 상기 정전 렌즈에 인가하는 전압 중 적어도 하나를 설정하는 단계를 갖는, 집속 이온 빔 장치의 제어 방법.