TW202107505A - 帶電粒子束裝置 - Google Patents

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Abstract

簡便地算出引出電壓的設定值。帶電粒子束裝置，具備：氣體導入室，其被導入原料氣體；電漿生成室，其與氣體導入室連接；線圈，其沿著電漿生成室的外周捲繞，被施加高頻電力；引出電極，其對從電漿生成室的出口的電漿孔徑流出的電漿施加引出電壓；電流測定部，其測定從電漿孔徑引出的電漿的電漿電流的大小；引出電壓算出部，其根據相對於引出電壓的變化而言之由電流測定部測定的電漿電流的大小的變化，算出引出電壓的設定值即引出電壓設定值；以及控制部，其根據引出電壓算出部算出的引出電壓設定值，控制引出電壓。

Description

帶電粒子束裝置
本發明有關帶電粒子束裝置。
以往，提出了對試料室內的照射對象照射聚焦離子束等帶電粒子束的帶電粒子束裝置(例如專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2017-174730號公報
[發明所欲解決之問題]
上述這種帶電粒子束裝置具有引出電極，該引出電極對帶電粒子源的開口部(例如電漿孔徑(aperture)的開口部)施加電場，藉此從帶電粒子源引出帶電粒子。帶電粒子束裝置適當控制此引出電極的電壓(即引出電壓)，藉此控制帶電粒子束的角度擴散。 不過，依帶電粒子束裝置的不同，有時帶電粒子源的開口部的直徑比較小，帶電粒子束的角度擴散與引出電壓之間的相關性較低。這種情況下，存在很難決定引出電壓的設定值這樣的問題。 本發明是鑒於上述情況而完成的，其目的在於，提供能夠簡便地算出引出電壓的設定值的帶電粒子束裝置。 [用以解決問題之手段]
本發明的一個態樣，是一種帶電粒子束裝置，其具有：氣體導入室，其被導入原料氣體；電漿生成室，其與氣體導入室連接；線圈，其沿著電漿生成室的外周捲繞，被施加高頻電力；引出電極，其對從前述電漿生成室的出口的電漿孔徑流出的電漿施加引出電壓；電流測定部，其測定從前述電漿孔徑引出的電漿的電漿電流的大小；引出電壓算出部，其根據相對於前述引出電壓的變化之由前述電流測定部測定的前述電漿電流的大小的變化，算出前述引出電壓的設定值即引出電壓設定值；以及控制部，其根據前述引出電壓算出部算出的前述引出電壓設定值，控制前述引出電壓。
此外，在本發明的一個態樣的帶電粒子束裝置中，前述電流測定部，測定前述電漿電流中的從前述電漿孔徑流向加速電極的電漿所造成的加速電流，前述引出電壓算出部，算出前述加速電流相對於前述引出電壓的變化而飽和的反曲點處的前述引出電壓，作為前述引出電壓設定值。
此外，在本發明的一個態樣的帶電粒子束裝置中，前述電流測定部，測定前述電漿電流中的從前述電漿孔徑流向前述引出電極的電漿所造成的引出電極流入電流，前述引出電壓算出部，算出前述引出電極流入電流相對於前述引出電壓的變化而飽和的反曲點處的前述引出電壓，作為前述引出電壓設定值。
此外，在本發明的一個態樣的帶電粒子束裝置中，前述引出電壓算出部，根據相對於前述引出電壓的變化而言之前述電漿電流的增加量求出反曲點，藉此算出前述引出電壓設定值。
此外，在本發明的一個態樣的帶電粒子束裝置中，按照電漿的每個生成條件算出前述引出電壓設定值，前述控制部根據前述引出電壓設定值將前述引出電壓和電漿的生成條件建立對應而控制。 [發明之效果]
按照本發明，能夠提供一種能夠簡便地算出引出電壓的設定值的帶電粒子束裝置。
[實施形態]
以下，參照附圖對本發明的實施形態之帶電粒子束裝置10進行說明。
圖1是本實施形態之帶電粒子束裝置10的構成模型示意圖。 如圖1所示，帶電粒子束裝置10具備可將內部維持真空狀態的試料室11、可在試料室11的內部固定試料S的載台12、以及驅動載台12的驅動機構13。帶電粒子束裝置10具備聚焦離子束鏡筒14，該聚焦離子束鏡筒14對試料室11的內部的規定的照射區域(即掃描範圍)內的照射對象照射聚焦離子束(FIB)。帶電粒子束裝置10具備電子束鏡筒15，該電子束鏡筒15對試料室11的內部的規定的照射區域內的照射對象照射電子束(EB)。帶電粒子束裝置10具備檢測器16，該檢測器16檢測藉由照射聚焦離子束或電子束而從照射對象產生的二次帶電粒子(二次電子及二次離子等)R。
此外，帶電粒子束裝置10在電子束鏡筒15內部具備檢測器(圖示省略)，該檢測器檢測藉由照射電子束而從照射對象產生的二次帶電粒子(反射電子)。帶電粒子束裝置10具備對照射對象的表面供給輔助氣體Ga的氣體供給部17。帶電粒子束裝置10具備顯示裝置20、控制裝置21和輸入裝置22，該顯示裝置20顯示基於由檢測器16檢測到的二次帶電粒子的圖像資料等。
帶電粒子束裝置10藉由對照射對象的表面一面掃描一面照射聚焦離子束，可執行基於濺射的各種加工(蝕刻加工等)以及沉積膜的形成。帶電粒子束裝置10可執行在試料S上形成基於掃描型電子顯微鏡等的截面觀察用的截面的加工、以及從試料S形成基於透射型電子顯微鏡的透射觀察用的試料片(例如薄片試料、針狀試料等)的加工等。帶電粒子束裝置10藉由對試料S等照射對象的表面一面掃描一面照射聚焦離子束或電子束，可執行照射對象的表面的觀察。
試料室11構成為可藉由排氣裝置(圖示省略)排氣直到內部成為期望的真空狀態為止，並且可維持期望的真空狀態。 載台12保持試料S。 驅動機構13以與載台12連接的狀態收納於試料室11的內部，因應從控制裝置21輸出的控制訊號使載台12相對於規定軸進行位移。驅動機構13具備移動機構13a，該移動機構13a沿著與水平面平行且相互正交的X軸和Y軸、以及與X軸和Y軸正交的鉛直方向的Z軸使載台12平行移動。驅動機構13具備使載台12繞X軸或Y軸旋轉的傾斜機構13b、以及使載台12繞Z軸旋轉的旋轉機構13c。
聚焦離子束鏡筒14在試料室11的內部使射束射出部(圖示省略)在照射區域內的載台12的鉛直方向上方的位置面向載台12，並且使光軸與鉛直方向平行，固定於試料室11。藉此，能夠從鉛直方向上方朝向下方對固定於載台12的試料S等照射對象照射聚焦離子束。 聚焦離子束鏡筒14具備產生離子的電漿離子源14a、以及使從電漿離子源14a引出的離子聚焦和偏向的離子光學系統14b。電漿離子源14a和離子光學系統14b因應從控制裝置21輸出的控制訊號而受到控制，聚焦離子束的照射位置和照射條件等藉由控制裝置21而受到控制。離子光學系統14b例如具備聚光透鏡等第1靜電透鏡、及靜電偏向器、及對物透鏡等第2靜電透鏡等。另外，圖1中靜電透鏡為2組，但也可具備3組以上。該情況下，在各透鏡之間設置孔徑。
圖2是本實施形態之電漿離子源14a的構成模型示意圖。電漿離子源14a是高頻感應耦合電漿離子源。電漿離子源14a具有火炬30、第1接地電位凸緣31和第2接地電位凸緣32、氣體導入室33、電漿生成室34、氣體導入室材料35、末端電極36、電漿孔徑37、絕緣構件38、線圈39和法拉第遮罩40。 火炬30的形狀形成為筒狀。火炬30由介電質材料形成。介電質材料例如是石英玻璃、氧化鋁和氮化鋁中的任意一方等。在火炬30的第1端部設置有第1接地電位凸緣31。在火炬30的第2端部設置有第2接地電位凸緣32。第1接地電位凸緣31和第2接地電位凸緣32維持在接地電位。第1接地電位凸緣31和第2接地電位凸緣32是非磁性金屬、例如銅或鋁等。
火炬30形成氣體導入室33和電漿生成室34。氣體導入室33藉由與第1接地電位凸緣31連接的氣體導入室材料35和配置於火炬30的內部的末端電極36而形成。電漿生成室34藉由末端電極36和配置於火炬30的第2端部(即電漿的出口)的電漿孔徑37而形成。末端電極36和電漿孔徑37是非磁性金屬，例如銅、鎢或鉬等。電漿會對末端電極36和電漿孔徑37進行濺射而附著於火炬30的內壁，因此較佳是濺射所需要的能量較高的鎢或鉬。此外，末端電極36是浮動電極。在氣體導入室33的內部收納有絕緣構件38。 在火炬30的外部配置有沿著電漿生成室34的外周捲繞的線圈39。從RF電源39a對線圈39供給高頻電力。
法拉第遮罩40設置於火炬30與線圈39之間。所謂法拉第遮罩40是在側面設置有狹縫的具有導電性且非磁性的圓筒狀構件。法拉第遮罩40能夠減小線圈39與電漿的電容耦合成分。因此，法拉第遮罩40能夠減小離子束的能量的擴散。即，藉由使用法拉第遮罩40，帶電粒子束裝置10能夠將離子束縮小為較細。
在氣體導入室材料35設置有氣體供給源(圖示省略)至流量調整器(圖示省略)、將原料氣體導入氣體導入室33的內部的開口部35a。 在配置於氣體導入室33和電漿生成室34的交界的末端電極36設置有將原料氣體從氣體導入室33向電漿生成室34導入的複數個貫通孔36a。複數個貫通孔36a各自的大小R(例如圓形的貫通孔36a的直徑等)形成為比電漿鞘長度小。電漿鞘長度例如為數10μm～數100μm。 在電漿孔徑37設置有開口部37a，該開口部37a從電漿生成室34向外部引出離子。
返回圖1，電子束鏡筒15在試料室11的內部使射束射出部(圖示省略)以相對於照射區域內的載台12的鉛直方向傾斜了規定角度的傾斜方向面向載台12，並且使光軸與傾斜方向平行，固定於試料室11。藉此，能夠從傾斜方向的上方朝向下方對固定於載台12的試料S等照射對象照射電子束。 電子束鏡筒15具備產生電子的電子源15a、以及使從電子源15a射出的電子聚焦和偏向的電子光學系統15b。電子源15a和電子光學系統15b因應從控制裝置21輸出的控制訊號而受到控制，電子束的照射位置和照射條件等藉由控制裝置21而受到控制。電子光學系統15b例如具備電磁透鏡和偏向器等。
另外，也可以調換電子束鏡筒15和聚焦離子束鏡筒14的配置，在鉛直方向上配置電子束鏡筒15，在相對於鉛直方向傾斜了規定角度的傾斜方向上配置聚焦離子束鏡筒14。
檢測器16檢測在對試料S等照射對象照射聚焦離子束或電子束時從照射對象放射的二次帶電粒子(二次電子和二次離子等)R的強度(即二次帶電粒子的量)，輸出二次帶電粒子R的檢測量的資訊。檢測器16在試料室11的內部配置於能夠檢測二次帶電粒子R的量的位置，例如相對於照射區域內的試料S等照射對象的斜上方的位置等，而固定於試料室11。
氣體供給部17在試料室11的內部使氣體噴射部(圖示省略)面向載台12，固定於試料室11。氣體供給部17可對試料S供給蝕刻用氣體和沉積用氣體等，該蝕刻用氣體用於因應試料S的材質選擇性地促進聚焦離子束對試料S的蝕刻，該沉積用氣體用於在試料S的表面形成基於金屬或絕緣體等堆積物所造成的沉積膜。例如，與聚焦離子束的照射一起，向試料S供給針對Si系的試料S的氟化氙、針對有機系的試料S的水等蝕刻用氣體，藉此，選擇性地促進蝕刻。此外，例如，與聚焦離子束的照射一起，向試料S供給含有菲、鉑、碳或鎢等的化合物氣體的沉積用氣體，藉此，使從沉積用氣體分解出的固體成分堆積在試料S的表面。
控制裝置21配置於試料室11的外部，連接有顯示裝置20、以及輸出與操作者的輸入操作相應的訊號的滑鼠和鍵盤等輸入裝置22。 控制裝置21藉由從輸入裝置22輸出的訊號或由預先設定的自動運轉控制處理而生成的訊號等，對帶電粒子束裝置10的動作進行綜合控制。
控制裝置21將一面掃描帶電粒子束的照射位置一面藉由檢測器16檢測到的二次帶電粒子的檢測量，變換為與照射位置建立對應的亮度訊號，藉由二次帶電粒子的檢測量的二維位置分佈生成表示照射對象的形狀之圖像資料。控制裝置21使顯示裝置20顯示所生成的各圖像資料，以及用於執行各圖像資料的放大、縮小、移動和旋轉等操作的畫面。控制裝置21使顯示裝置20顯示用於進行加工設定等各種設定的畫面。
圖3是本實施形態的電漿孔徑37與引出電極41的位置關係的一例示意圖。 如上述般，在電漿孔徑37設置有從電漿生成室34向外部引出離子的開口部37a。引出電極41對電漿孔徑37的開口部37a的電漿施加引出電壓Vext，從開口部37a引出電漿。 該圖所示的直徑a是電漿孔徑37的開口部37a的直徑。距離d是開口部37a與引出電極41之間的距離。
不過，從電漿生成室34向外部引出的離子束的角度擴散，取決於對引出電極41施加的引出電壓Vext。直徑a與距離d之比(直徑a/距離d)越大，則該離子束的角度擴散相對於引出電壓Vext的相依度越高。即，直徑a與距離d之比越大，則離子束的角度擴散的變化相對於引出電壓Vext的變化越敏銳。在本實施形態的帶電粒子束裝置10中，直徑a比較小。是故，在本實施形態的帶電粒子束裝置10中，離子束的角度擴散的變化相對於引出電壓Vext的變化不敏銳(遲鈍)，因此不容易決定引出電壓Vext的設定值(引出電壓設定值Vs)。該情況下，參照圖7對以往的引出電壓設定值Vs的決定手續進行說明。
[以往的引出電壓設定值Vs的決定手續] 圖7是以往的引出電壓設定值Vs的決定手續的一例示意圖。離子束從電漿孔徑37的開口部37a流向引出電極41。此離子束中的一部分離子束(離子束IB1)通過光圈IR的光圈孔IRa而入射到法拉第杯FC。此外，此離子束中的一部分離子束(離子束IB2)不通過光圈孔IRa且不入射到法拉第杯FC。 到達法拉第杯FC的離子束的量(例如亮度)大，表示通過較小光圈孔IRa的離子束的量大，即，表示離子束的角度擴散小。通過光圈孔IRa而到達法拉第杯FC的離子束IB1的量取決於引出電極41的引出電壓Vext。例如，在使引出電壓Vext變化了的情況下，如果到達法拉第杯FC的離子束的量變大，則表示通過光圈孔IRa的離子束增加，不通過光圈孔IRa的離子束減少。測定引出電壓Vext與到達法拉第杯FC的離子束IB1的量的關係，找出離子束IB1的量飽和的引出電壓Vext，藉此，能夠求出離子束的角度擴散較小且適當的引出電壓設定值Vs。 不過，按照該以往的引出電壓設定值Vs的決定手續，存在由於被照射離子束而得使光圈IR損耗、測定花費時間等問題。
[本實施形態的引出電壓設定值Vs的決定手續] 圖4是本實施形態的控制裝置21的功能構成的一例示意圖。控制裝置21具備電流測定部210、引出電壓算出部220、記憶部230、控制部240。
在此具體例中，在聚焦離子束鏡筒14按照記載順序配置有電漿生成室34、電漿孔徑37(開口部37a)、引出電極41、加速電極42。對加速電極42施加接地電位。加速電源43對電漿孔徑37與加速電極42之間施加加速電壓Vacc。引出電源44對引出電極41與加速電極42之間施加引出電壓Vext。 從電漿孔徑37的開口部37a引出的電漿藉由加速電壓Vacc被加速而成為離子束，一部分流入引出電極41，其他則到達加速電極42。在以下的說明中，將從開口部37a引出的電漿所造成的電漿電流當中流入引出電極41的電漿電流稱為引出電極流入電流Iext，將未流入引出電極41而到達加速電極42的電漿電流稱為加速電流Iacc。
電流測定部210測定從電漿孔徑37引出的電漿的電漿電流的大小。具體而言，電流測定部210取得加速電流檢測訊號SIacc。加速電流檢測訊號SIacc表示加速電流Iacc的大小。電流測定部210根據所取得的加速電流檢測訊號SIacc測定加速電流Iacc的大小。
即，電流測定部210測定電漿電流中的從電漿孔徑37流向加速電極42的電漿的加速電流Iacc。
另外，電流測定部210也可以替換掉加速電流檢測訊號SIacc或除了加速電流檢測訊號SIacc外更取得引出電極流入電流檢測訊號SIext。此引出電極流入電流檢測訊號SIext表示引出電極流入電流Iext的大小。該情況下，電流測定部210根據所取得的引出電極流入電流檢測訊號SIext測定引出電極流入電流Iext的大小。 即，電流測定部210測定電漿電流中的從電漿孔徑37流向引出電極41的電漿所造成的引出電極流入電流Iext。
引出電壓算出部220根據相對於引出電壓Vext的變化而言的電漿電流的大小的變化，算出引出電壓Vext的設定值即引出電壓設定值Vs。參照圖5對此引出電壓算出部220算出引出電壓設定值Vs的具體例進行說明。
圖5是本實施形態的電漿電流相對於引出電壓Vext的變化特性的一例示意圖。在該圖中，橫軸表示引出電壓Vext，縱軸表示電漿電流(加速電流Iacc和引出電極流入電流Iext)的大小。這裡，在從電漿孔徑37引出的電漿的全部電流(發射電流Iemi)與加速電流Iacc及引出電極流入電流Iext之間，式(1)所示的關係成立。
Figure 02_image001
如該圖所示，當增大引出電壓Vext(降低電壓)時，加速電流Iacc增加，引出電極流入電流Iext減小。當進一步增大引出電壓Vext(降低電壓)時，加速電流Iacc的增加飽和，引出電極流入電流Iext的減小飽和。 引出電壓算出部220算出加速電流Iacc的增加飽和(或引出電極流入電流Iext的減小飽和)時的引出電壓Vext作為引出電壓設定值Vs。引出電壓算出部220將算出出的引出電壓設定值Vs記憶在記憶部230中。
控制部240根據引出電壓算出部220算出的引出電壓設定值Vs，控制引出電源44輸出的引出電壓Vext。具體而言，控制部240讀出記憶部230中記憶的引出電壓設定值Vs，根據讀出的引出電壓設定值Vs生成引出電壓控制訊號SVext。控制部240將生成的引出電壓控制訊號SVext輸出到引出電源44。此引出電壓控制訊號SVext是控制引出電壓Vext的訊號。引出電源44根據控制部240輸出的引出電壓控制訊號SVext生成引出電壓Vext。 這裡，參照圖6對記憶部230中記憶的引出電壓設定值Vs的一例進行說明。
圖6是本實施形態的引出電壓設定資訊DVs的一例示意圖。 引出電壓設定值Vs有時根據電漿的生成條件而變化。這裡，電漿的生成條件包含電漿的離子種類、電漿密度等。引出電壓算出部220按照電漿的每個生成條件算出引出電壓設定值Vs。引出電壓算出部220將電漿的生成條件和算出的引出電壓設定值Vs建立對應，作為引出電壓設定資訊DVs而使其記憶在記憶部230。 在該圖的具體例中，在電漿的離子種類為「A」、電漿密度為「α」的情況下，引出電壓算出部220由使引出電壓設定值Vs變化的情況下的電漿電流的變化特性，算出引出電壓設定值Vs1作為引出電壓設定值Vs。引出電壓算出部220將電漿的離子種類「A」和電漿密度「α」與算出的引出電壓設定值Vs1建立對應，作為引出電壓設定資訊DVs而使其記憶在記憶部230。 此外，在電漿的離子種類為「A」、電漿密度為「β」的情況下，引出電壓算出部220由使引出電壓設定值Vs變化的情況下的電漿電流的變化特性，算出引出電壓設定值Vs2作為引出電壓設定值Vs。引出電壓算出部220將電漿的離子種類「A」和電漿密度「β」與算出的引出電壓設定值Vs2建立對應，作為引出電壓設定資訊DVs而使其記憶在記憶部230。 引出電壓算出部220在其他電漿的生成條件中也同樣將電漿的離子種類和電漿密度與算出的引出電壓設定值Vs建立對應，作為引出電壓設定資訊DVs而使其記憶在記憶部230。
返回圖3，帶電粒子束裝置10的操作者對輸入裝置22進行電漿的生成條件(例如電漿的離子種類和電漿密度)的輸入操作。輸入裝置22根據該輸入操作，將表示電漿的生成條件的資訊輸出到控制部240。控制部240從輸入裝置22取得操作者輸入的表示電漿的生成條件的資訊。控制部240將所取得的表示電漿的生成條件的資訊作為檢索關鍵字，檢索記憶部230中記憶的引出電壓設定資訊DVs。控制部240從記憶部230取得引出電壓設定資訊DVs中的與所取得的電漿的生成條件對應的引出電壓設定值Vs。
這裡，將帶電粒子束裝置10的操作者進行電漿的離子種類「A」和電漿密度「β」的輸入操作的情況作為一例進行說明。該情況下，控制部240取得圖6所示的引出電壓設定資訊DVs中的與電漿的離子種類「A」和電漿密度「β」建立對應的引出電壓設定值Vs(即引出電壓設定值Vs2)。控制部240根據取得的引出電壓設定值Vs2控制引出電源44。
即，按照電漿的每個生成條件算出引出電壓設定值Vs。控制部240根據引出電壓設定值Vs，將引出電壓Vext和電漿的生成條件建立對應進行控制。
[引出電壓設定值Vs的算出] 這裡，對引出電壓算出部220所做的引出電壓設定值Vs之算出的具體例進行說明。如參照圖5說明的那樣，引出電壓算出部220根據相對於引出電壓Vext的變化而言之電流測定部210測定的電漿電流的大小的變化，算出引出電壓設定值Vs。
[引出電壓設定值Vs的算出步驟(1)] 引出電壓算出部220算出加速電流Iacc相對於引出電壓Vext的變化而飽和的反曲點處的引出電壓Vext，作為引出電壓設定值Vs。在圖5所示的一例中，引出電壓算出部220在隨著引出電壓Vext增大(電壓降低)而加速電流Iacc增加的範圍內算出加速電流Iacc的斜率，求出加速電流Iacc的切線Tg11。引出電壓算出部220算出引出電壓Vext進一步增大(電壓降低)而加速電流Iacc飽和的情況下的加速電流Iacc的斜率，求出加速電流Iacc的切線Tg12。引出電壓算出部220求出切線Tg11與切線Tg12的交點Np1。引出電壓算出部220算出所求出的交點Np1的引出電壓Vext作為引出電壓設定值Vs。
即，引出電壓算出部220根據相對於引出電壓Vext的變化而言之電漿電流的增加量來求出反曲點，藉此算出引出電壓設定值Vs。
這裡，加速電流Iacc與引出電壓Vext的(3/2)次方成比例，由於引出電壓Vext的增加而單調地增加。即，在反曲點附近，加速電流Iacc的正的斜率最大。該情況下，引出電壓算出部220也可以將加速電流Iacc的斜率的最大值作為切線Tg11的斜率來求出切線Tg11。
[引出電壓設定值Vs的算出步驟(2)] 引出電壓算出部220算出引出電極流入電流Iext相對於引出電壓Vext的變化而飽和的反曲點處的引出電壓Vext，作為引出電壓設定值Vs。在圖5所示的一例中，引出電壓算出部220在隨著引出電壓Vext增大(電壓降低)而引出電極流入電流Iext減小的範圍內算出引出電極流入電流Iext的斜率，求出引出電極流入電流Iext的切線Tg21。引出電壓算出部220算出引出電壓Vext進一步增大(電壓降低)而引出電極流入電流Iext飽和的情況下的引出電極流入電流Iext的斜率，求出引出電極流入電流Iext的切線Tg22。引出電壓算出部220求出切線Tg21與切線Tg22的交點Np2。引出電壓算出部220算出所求出的交點Np2的引出電壓Vext作為引出電壓設定值Vs。
即，引出電壓算出部220根據相對於引出電壓Vext的變化而言之電漿電流的增加量來求出反曲點，藉此算出引出電壓設定值Vs。
這裡，引出電極流入電流Iext與引出電壓Vext的(3/2)次方成比例，由於引出電壓Vext的增加而單調地減小。即，在反曲點附近，引出電極流入電流Iext的負的斜率最大。該情況下，引出電壓算出部220也可以將引出電極流入電流Iext的斜率的最大值作為切線Tg21的斜率來求出切線Tg21。
[實施形態的總結] 如以上說明的那樣，帶電粒子束裝置10具備引出電壓算出部220。該引出電壓算出部220根據相對於引出電壓Vext的變化而言之電漿電流的大小的變化，算出引出電壓設定值Vs。按照這樣構成的帶電粒子束裝置10，算出引出電壓設定值Vs而不需使用光圈IR，因此，能夠算出引出電壓設定值Vs，而不會產生以往技術中產生的光圈IR等的損耗。 即，按照本實施形態的帶電粒子束裝置10，能夠簡便地算出引出電壓設定值Vs。
此外，本實施形態的帶電粒子束裝置10測定相對於引出電壓Vext的變化而言之電漿電流的變化特性，藉此算出引出電壓設定值Vs。 如上述般，在以往技術中，前提在於引出電壓Vext與離子束的角度擴散之間的相關性高，藉由一面檢測通過光圈IR的離子束的量一面調整引出電壓Vext，來調整離子束的角度擴散。不過，如上述般，在電漿孔徑37與引出電極41之間的距離d跟電漿孔徑37的開口部37a的直徑a之比(a/d)小的情況下，引出電壓Vext與離子束的角度擴散之間的相關性小。在開口部37a的直徑a小的情況下，即使如上述以往技術那樣檢測到通過光圈IR的離子束的量，由於離子束的角度擴散與引出電壓Vext之間的相關性低，也很難決定引出電壓設定值Vs。 另一方面，本實施形態的帶電粒子束裝置10測定相對於引出電壓Vext的變化而言之電漿電流的變化特性，因此，即使在開口部37a的開口徑(直徑a)小的情況下，也能夠算出引出電壓設定值Vs，而不受開口部37a的開口徑小所左右。即，按照本實施形態的帶電粒子束裝置10，能夠簡便地算出引出電壓設定值Vs。
此外，按照本實施形態的帶電粒子束裝置10，如果檢測到加速電流Iacc或引出電極流入電流Iext中的任意一方的電漿電流，則能夠算出引出電壓設定值Vs。即，按照本實施形態的帶電粒子束裝置10，能夠簡便地算出引出電壓設定值Vs。
此外，根據本實施形態的帶電粒子束裝置10，求出電漿電流相對於引出電壓Vext的變化的反曲點，藉此算出引出電壓設定值Vs，因此，能夠通過幾何運算簡便地算出引出電壓設定值Vs。即，按照本實施形態的帶電粒子束裝置10，能夠簡便地算出引出電壓設定值Vs。
此外，本實施形態的帶電粒子束裝置10按照每個電漿生成條件算出引出電壓設定值Vs。根據這樣構成的帶電粒子束裝置10，即使電漿生成條件變化，也能夠分別算出引出電壓設定值Vs。例如，帶電粒子束裝置10針對各式各樣的電漿生成條件分別算出引出電壓設定值Vs，將算出結果作為引出電壓設定資訊DVs使其記憶在記憶部230。該情況下，每當電漿生成條件變化時，帶電粒子束裝置10能夠從記憶部230中記憶的引出電壓設定資訊DVs中讀出與電漿生成條件一致的引出電壓設定值Vs，而控制引出電壓Vext。 此外，帶電粒子束裝置10具備引出電壓算出部220。因此，按照帶電粒子束裝置10，即使在藉由引出電壓設定資訊DVs中未包含的新電漿生成條件生成離子束的情況下，藉由測定相對於引出電壓Vext的變化而言之電漿電流的變化特性，也能夠算出適合於該電漿生成條件的引出電壓設定值Vs。
以上參照附圖詳細敘述了本發明的實施形態，但是，具體構成不限於該實施形態，能夠在不脫離本發明主旨的範圍內適當施加變更。此外，能夠在不脫離本發明主旨的範圍內適當組合上述各實施形態。
另外，上述各裝置在內部具有電腦。而且，上述各裝置的各處理的過程可以程式的形式記憶在電腦可讀取的記錄介質中，電腦讀出並執行該程式，藉此進行上述處理。這裡所謂電腦可讀取的記錄介質是指磁碟、光磁碟、CD-ROM、DVD-ROM、半導體記憶體等。此外，也可以設計成藉由通訊線路向電腦發佈該電腦程式，而接受此發佈的電腦執行該程式。
此外，上述程式也可以用於實現前述功能的一部分。又，也可以是能夠與電腦系統中已經記錄的程式組合來實現前述功能的所謂差分檔(差分程式)。
10:帶電粒子束裝置 11:試料室 12:載台 13:驅動機構 14:聚焦離子束鏡筒 14a:電漿離子源 15:電子束鏡筒 16:檢測器 17:氣體供給部 20:顯示裝置 21:控制裝置 22:輸入裝置 30:火炬 31:第1接地電位凸緣 32:第2接地電位凸緣 33:氣體導入室 34:電漿生成室 35:氣體導入室材料 36:末端電極 37:電漿孔徑 38:絕緣構件 39:線圈 40:法拉第遮罩 41:引出電極 42:加速電極 210:電流測定部 220:引出電壓算出部 230:記憶部 240:控制部 Iext:引出電極流入電流 Iacc:加速電流
[圖1]本實施形態之帶電粒子束裝置的構成模型示意圖。 [圖2]本實施形態之電漿離子源的構成模型示意圖。 [圖3]本實施形態的電漿孔徑與引出電極之位置關係的一例示意圖。 [圖4]本實施形態的控制裝置的功能構成的一例示意圖。 [圖5]本實施形態的電漿電流相對於引出電壓的變化特性的一例示意圖。 [圖6]本實施形態的引出電壓設定資訊的一例示意圖。 [圖7]以往的引出電壓設定值的決定手續的一例示意圖。
14:聚焦離子束鏡筒
21:控制裝置
34:電漿生成室
37:電漿孔徑
37a:開口部
41:引出電極
42:加速電極
43:加速電源
44:引出電源
210:電流測定部
220:引出電壓算出部
230:記憶部
240:控制部
Iext:引出電極流入電流
Iacc:加速電流
SIacc:加速電流檢測訊號
SIext:引出電極流入電流檢測訊號
SVext:生成引出電壓控制訊號
Vacc:加速電壓
Vext:引出電壓
Vs:引出電壓設定值

Claims (5)

  1. 一種帶電粒子束裝置，具備： 氣體導入室，其被導入原料氣體； 電漿生成室，其與氣體導入室連接； 線圈，其沿著電漿生成室的外周捲繞，被施加高頻電力； 引出電極，其對從前述電漿生成室的出口的電漿孔徑流出的電漿施加引出電壓； 電流測定部，其測定從前述電漿孔徑引出的電漿的電漿電流的大小； 引出電壓算出部，其根據相對於前述引出電壓的變化而言之由前述電流測定部測定的前述電漿電流的大小的變化，算出前述引出電壓的設定值即引出電壓設定值；以及 控制部，其根據前述引出電壓算出部算出的前述引出電壓設定值，控制前述引出電壓。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之帶電粒子束裝置，其中， 前述電流測定部測定前述電漿電流中的從前述電漿孔徑流向加速電極的電漿的加速電流， 前述引出電壓算出部算出前述加速電流相對於前述引出電壓的變化而飽和的反曲點處的前述引出電壓，作為前述引出電壓設定值。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之帶電粒子束裝置，其中， 前述電流測定部測定前述電漿電流中的從前述電漿孔徑流向前述引出電極的電漿的引出電極流入電流， 前述引出電壓算出部算出前述引出電極流入電流相對於前述引出電壓的變化而飽和的反曲點處的前述引出電壓，作為前述引出電壓設定值。
  4. 如申請專利範圍第1～3項中的任意一項所述之帶電粒子束裝置，其中， 前述引出電壓算出部根據相對於前述引出電壓的變化而言之前述電漿電流的增加量求出反曲點，藉此算出前述引出電壓設定值。
  5. 如申請專利範圍第1～4項中的任意一項所述之帶電粒子束裝置，其中， 前述引出電壓設定值是按照電漿的每個生成條件而算出， 前述控制部， 根據前述引出電壓設定值，將前述引出電壓和電漿的生成條件建立對應而控制。
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