TW202117781A - 帶電粒子束裝置、複合帶電粒子束裝置、和帶電粒子束裝置的控制方法 - Google Patents

帶電粒子束裝置、複合帶電粒子束裝置、和帶電粒子束裝置的控制方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供帶電粒子束裝置及其控制方法、以及複合帶電粒子束裝置，在切換了物鏡的加速模式與減速模式或變更了構成物鏡的增強器電極的施加電壓的情況下，能夠得到與切換或變更前同等的無畸變的尺寸準確的試樣表面的掃描像。帶電粒子束裝置具備：帶電粒子源，其產生帶電粒子；多個掃描電極，它們對帶電粒子產生用於使帶電粒子偏轉的電場，該帶電粒子是藉由向帶電粒子源施加加速電壓且向引出帶電粒子的引出電極施加引出電壓而放出的帶電粒子；靜電透鏡，其配置在多個掃描電極與試樣台之間，將藉由掃描電極偏轉後的帶電粒子束聚焦；以及處理部，其取得測定條件，基於取得的測定條件，分別設定向多個掃描電極施加的每個掃描電壓。

Description

帶電粒子束裝置、複合帶電粒子束裝置、和帶電粒子束裝置的控制方法
本發明關於帶電粒子束裝置、複合帶電粒子束裝置及帶電粒子束裝置的控制方法。
在以使用了聚焦離子束(FIB：Focused Ion Beam)裝置的透過型電子顯微鏡(TEM：Transmission Electron Microscope)的試樣製作為代表的試樣形狀的加工中，具有想要將離子束的照射對試樣造成的損害抑制到最小限度這樣的要求。因此，將離子束的加速能量降低到幾kV以下而加工試樣。
具體而言，關於試樣形狀的加工，已知有以30kV進行粗加工且以10kV進行精加工的技術(例如參照專利文獻1)。此外，已知有如下技術：藉由降低用於精加工的離子束的能量，並且與試樣形狀對應地使向試樣入射的入射角度最佳化，從而有效地去除損害層(例如參照專利文獻2)。此外，已知有為了減少損害層而降低加速電壓的技術(例如參照專利文獻3)。
但是，當降低聚焦離子束的加速電壓時，由色差引起的射束模糊量的增大和藉由庫侖相互作用而引起的射束輪廓的擴寬變得顯著。即，當降低加速電壓而使用時，色差增加，離子束無法充分地聚焦。因此，無法得到微細的離子探針。為瞭解決該問題，已知有如下技術：根據加速電壓使加速透鏡動作與減速透鏡動作選擇性地作用，從而色差幾乎不變化(例如參照專利文獻4)。
此外，已知有提高光學系統的中間部的勢能並藉由物鏡使其下降的射束增強器(Beam booster)技術(例如參照專利文獻5、非專利文獻1)。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特許第3333731號公報 專利文獻2：日本特許第5142240號公報 專利文獻3：日本特許第5537050號公報 專利文獻4：日本特開平5-35540號公報 專利文獻5：日本特開2007-103108號公報 專利文獻6：日本特許第3544438號公報 專利文獻7：日本特許第5969229號公報 非專利文獻
非專利文獻1：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
發明要解決的問題
聚焦離子束有時在加工、蝕刻時以較高的加速電壓(例如30kV)使用，在精加工時，為了去除藉由該加工引起的損害層，降低加速電壓(例如1kV～5kV)而使用。 此外，有時在降低加速電壓的同時，將光學系統的動作模式從減速模式切換到加速模式。在降低加速電壓的同時切換了光學系統的模式的情況下，物鏡的主面發生變化。 此外，有時在降低加速電壓的同時，施加增強器(booster)電位。在降低加速電壓的同時施加了增強器電位的情況下，物鏡的主面發生變化。 這裡，對物鏡的主面的變化進行說明。
圖1是用於說明由於物鏡的加速模式與減速模式的切換而引起的物鏡的主面的移動的示意圖。物鏡OL構成為包括入射側電極IE、中央電極CE以及出射側電極OE。加速模式的情況下的透鏡主面由虛擬物鏡10a表示，減速模式的情況下的透鏡主面由虛擬物鏡10b表示。虛擬物鏡是為了方便說明離子束的軌道而使用的概念。實際的透鏡是由藉由向中央電極CE施加電壓而在入射側電極IE、中央電極CE以及出射側電極OE之間產生的電場而形成的靜電透鏡。在使焦點聚焦在試樣S的同一點的情況下，當切換加速模式與減速模式時，物鏡OL內的離子束的軌道發生變化。具體而言，如圖1所示，減速模式的情況與加速模式的情況相比，物鏡OL的下方的軌道變化較大。其結果是，由虛擬物鏡10b表示的減速模式的透鏡主面位於由虛擬物鏡10a表示的加速模式的透鏡主面的下方。
圖2是用於說明由於施加增強器電壓而引起的物鏡的主面的移動的示意圖。物鏡OL構成為包括入射側電極IE、中央電極CE以及出射側電極OE。增強器電壓為零時的透鏡主面由虛擬物鏡10c表示，施加了增強器電壓時的透鏡主面由虛擬物鏡10d表示。在使焦點聚焦在試樣S的同一點的情況下，藉由施加增強器電壓，物鏡OL內的離子束的軌道發生變化。具體而言，如圖2所示，在施加了增強器電壓的情況下，與未施加增強器電壓的情況相比，物鏡OL的下方的軌道變化較大。其結果是，由虛擬物鏡10d表示的施加了增強器電壓時的透鏡主面位於由虛擬物鏡10c表示的未施加增強器電壓時的透鏡主面的下方。
針對具有設置在物鏡OL的前級的2級掃描電極作為射束掃描電極的聚焦離子束裝置進行說明。這裡，對伴隨著透鏡主面的移動的情況進行說明。在物鏡OL的前級設置有2級掃描電極的結構能夠將物鏡OL接近試樣S而配置，因此，能夠減小焦距。因此，能夠抑制由透鏡像差引起的模糊，因此，通常情況下使用這種結構。 圖3是示出使用了2級掃描電極時的射束的掃描的例1的圖。在圖3中示出虛擬物鏡10e、入射側電極IE、中央電極CE、出射側電極OE、第1掃描電極44以及第2掃描電極45。圖3示出未施加增強器電壓的情況。增強器電壓為零時的透鏡主面由虛擬物鏡10e表示。如圖3所示，藉由使用2級掃描電極，以射束B通過光軸上的透鏡主面的方式進行掃描。但是，由於設置於物鏡OL的前級的2級掃描電極，越過物鏡OL而對射束進行掃描，因此，掃描後的射束可能受到透鏡作用。
圖4是示出使用了2級掃描電極時的射束的掃描的例2的圖。在圖4中示出虛擬物鏡10f、入射側電極IE、中央電極CE、出射側電極OE、第1掃描電極44以及第2掃描電極45。圖4示出施加了增強器電壓的情況。施加了增強器電壓時的透鏡主面由虛擬物鏡10f表示。在施加了增強器電壓的情況下，與未施加增強器電壓的情況相比，物鏡OL的下方的軌道變化較大。其結果是，由虛擬物鏡10f表示的施加了增強器電壓時的透鏡主面在圖3中位於由虛擬物鏡10e表示的未施加增強器電壓時的透鏡主面的下方。 現在，在使用與圖3所示的2級掃描電極相同的電壓使射束B以通過光軸上的透鏡主面的方式進行掃描的情況下，射束通過虛擬物鏡10e的主面所處的位置。但是，由於主面移動到虛擬物鏡10f，因此，射束無法通過主面，受到透鏡作用。如圖4所示，由於進行掃描的射束受到透鏡作用，因此射束的軌道發生折射。由於射束的軌道發生折射，因此無法得到基於掃描的所希望的射束掃描寬度。例如，關於射束的振幅，相對於未施加增強器電壓時的射束的掃描寬度w1，施加了增強器電壓時的射束的掃描寬度為w2。在透鏡作用的影響較大的情況下，成為具有畸變的掃描像。或者即便在畸變較小的情況下，也失去掃描距離的線性，對掃描像的尺寸精度造成影響。 即，在變更了透鏡的模式的情況下射束軌道發生變化，由此，透鏡的主面移動，因此，有時不能以射束通過光軸上的透鏡主面的方式進行掃描。其結果是，有時確保不了掃描的線性。由於確保不了掃描的線性，有時在試樣表面的掃描像產生畸變而無法觀察尺寸準確的試樣表面，或者無法藉由射束掃描進行準確的加工。 對於該問題，即便應用專利文獻6所記載的方法也得不到解決。在專利文獻6中記載了將向物鏡施加的施加電壓預先儲存於電腦並進行多個加工的內容。但是，掃描電極的位置成為物鏡的下方，掃描電極為1級，因此，結構與本申請不同。此外，也沒有記載多個掃描電極的控制。因此，無法對如何產生問題、如何設定多個掃描電壓即可進行類推。 對於該問題，即便應用專利文獻7所記載的方法也得不到解決。專利文獻7中的控制物件為聚焦透鏡的聚焦電壓，在專利文獻7中，以藉由設定聚焦電壓來調整射束電流作為目的。在專利文獻7中未記載多個掃描電極，未記載越過物鏡而掃描射束。因此，無法對如何產生問題、如何設定多個掃描電壓即可進行類推。
本發明是鑒於上述點而完成的，其目的在於，提供帶電粒子束裝置、複合帶電粒子束裝置及帶電粒子束裝置的控制方法，在具備物鏡OL等靜電透鏡和設置於靜電透鏡的前級的2級掃描電極的帶電粒子束裝置中，在進行了物鏡的加速模式與減速模式的切換或構成物鏡的增強器電極的施加電壓的變更的情況下，能夠得到與切換或變更前同等的無畸變的尺寸準確的試樣表面的掃描像。 用於解決問題的手段
為瞭解決上述問題而實現相關目的，本發明採用了以下的方案。 (1)本發明的一方案的帶電粒子束裝置具備：帶電粒子源，其產生帶電粒子；多個掃描電極，它們對帶電粒子產生用於使前述帶電粒子偏轉的電場，該帶電粒子是藉由向前述帶電粒子源施加加速電壓並向引出帶電粒子的引出電極施加引出電壓而放出的帶電粒子；靜電透鏡，其配置在多個前述掃描電極與試樣台之間，將經由前述掃描電極偏轉後的前述帶電粒子束聚焦；以及處理部，其取得測定條件，基於取得的測定條件分別設定向多個前述掃描電極施加的各個掃描電壓。
(2)在上述(1)所記載的帶電粒子束裝置中，前述處理部從將測定條件與用於確定由多個前述掃描電極分別施加的掃描電壓的資訊建立關連而成的掃描電壓資訊中，取得多個與所取得的前述測定條件相對應的用於確定掃描電壓的資訊，基於所取得的用於確定多個掃描電壓的多個前述資訊，分別設定多個前述掃描電壓的每個掃描電壓，前述掃描電壓資訊是基於測定條件而導出者。 (3)在上述(1)或上述(2)所記載的帶電粒子束裝置中，多個前述掃描電極包括：第1掃描電極，其向前述帶電粒子束施加第1掃描電壓；以及第2掃描電極，其配置在前述第1掃描電極與前述試樣台之間，向前述帶電粒子束施加第2掃描電壓。 (4)在上述(1)至上述(3)中的任一項所記載的帶電粒子束裝置中，前述測定條件包括確定加速電壓的資訊和確定動作模式的資訊。 (5)在上述(1)至上述(3)中的任一項所記載的帶電粒子束裝置中，前述帶電粒子束裝置具備射束增強器電壓施加部，該射束增強器電壓施加部配置在前述帶電粒子源與前述試樣台之間，向前述帶電粒子束施加射束增強器電壓，前述測定條件包括確定加速電壓的資訊和確定前述射束增強器電壓的資訊。 (6)在上述(5)所記載的帶電粒子束裝置中，前述處理部從將測定條件與用於確定由前述射束增強器電壓施加部施加的射束增強器電壓的資訊建立關連而成的射束增強器電壓資訊中，取得與所取得的前述測定條件相對應的用於確定射束增強器電壓的資訊，基於所取得的用於確定射束增強器電壓資訊的前述資訊，設定前述射束增強器電壓資訊。 (7)一種複合帶電粒子束裝置，其是在上述(5)所記載的帶電粒子束裝置中還搭載有電子束鏡筒的複合帶電粒子束裝置，其中，前述處理部基於前述加速電壓、由前述靜電透鏡聚焦的前述帶電粒子束的焦距、以及由照射電子束的電子束照射部所照射的電子束的照射點，設定前述射束增強器電壓。 (8)在上述(7)所記載的複合帶電粒子束裝置中，由前述靜電透鏡聚焦的前述帶電粒子束的焦點與前述電子束的照射點一致。 (9)在上述(7)或上述(8)所記載的複合帶電粒子束裝置中，前述處理部從將測定條件與用於確定前述射束增強器電壓施加部所施加的射束增強器電壓的資訊建立關連而成的射束增強器電壓資訊中，取得與所取得的前述測定條件相對應的用於確定射束增強器電壓的資訊，基於所取得的用於確定射束增強器電壓資訊的前述資訊，設定前述射束增強器電壓。
(10)本發明的一方案的帶電粒子束裝置的控制方法具有如下步驟：向帶電粒子源施加加速電壓且向引出帶電粒子的引出電極施加引出電壓，由此，前述帶電粒子源放出帶電粒子的步驟；取得測定條件，基於取得的測定條件，分別設定向多個掃描電極施加的多個掃描電壓的每個掃描電壓的步驟，該多個掃描電極產生用於使前述帶電粒子偏轉的電場；基於所設定的多個前述掃描電壓的各個掃描電壓，向前述多個掃描電極施加掃描電壓的步驟；以及配置在多個前述掃描電極與試樣台之間的靜電透鏡將藉由前述掃描電壓偏轉後的前述帶電粒子聚焦的步驟。 發明的效果
根據本發明，在具備物鏡OL等靜電透鏡和設置於靜電透鏡的前級的2級掃描電極的帶電粒子束裝置中，在進行了物鏡的加速模式與減速模式的切換或構成物鏡的增強器電極的施加電壓的變更的情況下，能夠得到與切換或變更前同等的無畸變的尺寸準確的試樣表面的掃描像。
接著，參照附圖對本實施方式的帶電粒子束裝置、複合帶電粒子束裝置及帶電粒子束裝置的控制方法進行說明。以下說明的實施方式只不過是一例，應用本發明的實施方式不限於以下的實施方式。 另外，在用於說明實施方式的全部圖中，針對具有相同功能的部分使用相同的標號，省略重複的說明。 此外，本申請所說的“基於XX”是指“至少基於XX”，也包括除了XX之外還基於其他要素的情況。此外，“基於XX”不限定於直接使用XX的情況，也包括基於對XX進行了運算、加工後得到內容的情況。“XX”是任意的要素(例如任意的資訊)。
(第1實施方式) 圖5是示出第1實施方式的帶電粒子束裝置的結構的一例的圖。 帶電粒子束裝置D1具備帶電粒子束裝置主體Da、射束增強器控制部6、射束增強器電源部7、透鏡電源部8、控制部9、罐控制模組12、主機PB部13、真空控制部14、載台控制部15、掃描板16、以及個人電腦(PC：Personal Computer)17。
聚焦離子束裝置主體Da具備離子源控制部1、離子發射器E、引出電極2、聚光透鏡中央電極3、增強器管4a以及物鏡中央電極5。聚焦離子束裝置主體Da在將離子束B加速到加速電壓Vacc之後，藉由由在聚光透鏡中央電極3、引出電極2以及增強器管4a之間產生的電場構成的聚光透鏡、以及由在物鏡中央電極5、增強器管以及接地電極之間產生的電場構成的物鏡進行聚焦，並向試樣臺上的試樣SP1照射。試樣SP1配置為接地的狀態。
離子源控制部1控制帶電粒子束的放出。帶電粒子束的一例是離子束B。以下，針對作為帶電粒子束而應用了離子束B的情況繼續進行說明。離子源控制部1具備引出電源11和加速電源10。 離子發射器E是產生帶電粒子的帶電粒子源。離子發射器E具有帶鋒利前端的金屬，將該金屬的前端設為例如由液體金屬鎵潤濕的液體金屬離子源。此外，也可以代替液體金屬而由離子發射器E供給氦、氖、氧、氮、氫等氣體，使其成為氣體電場電離型離子源。此外，離子發射器E作為帶電粒子供給部，也能夠利用感應耦合電漿離子源、電子迴旋共振電漿離子源或者潘甯離子計(PIG)電漿離子源。 引出電源11藉由在離子發射器E的前端與引出電極2之間施加引出電壓Vext，將鎵離子從離子發射器E的前端作為帶電粒子而引出。
加速電源10藉由向離子發射器E產生的帶電粒子施加加速電壓Vacc而形成離子束B，使形成的離子束B加速。加速電壓Vacc的一例為最大30kV。但是，為了將離子束照射對試樣造成的損害抑制到最小限度，也可以按照聚焦離子束的每個加工步驟來設定加速電壓而使用。例如，也可以在粗加工中，將加速電壓設定為30kV，在精加工中，將加速電壓設定為1kV、0.5kV，為比粗加工低的值。
包括聚光透鏡中央電極3的聚光透鏡使藉由加速電源10施加加速電壓Vacc而加速的離子束B聚焦。這裡，聚光透鏡利用藉由透鏡電源部8的聚光透鏡電源80向聚光透鏡中央電極3施加聚光透鏡電壓Vcl而形成的電場，使藉由的離子束B聚焦。
增強器管4a向由聚光透鏡聚焦後的離子束B施加射束增強器電壓Vb。增強器管4a設置在聚光透鏡中央電極3與物鏡中央電極5之間。增強器管4a藉由提高藉由了聚光透鏡的離子束B的勢能，來抑制由色差引起的射束的模糊量的增大、因庫侖相互作用引起的射束輪廓的擴寬。增強器管4a具備射束增強器4b。這裡，射束增強器4b是射束增強器電壓施加部的一例。射束增強器4b具備對準電極41、像散校正電極42、消隱電極43、第1掃描電極44以及第2掃描電極45。
對準電極41配置在聚光透鏡中央電極3與像散校正電極42之間。對準電極41與射束增強器控制部6的對準電源61連接。對準電極41藉由向離子束B施加電壓而修正所藉由的離子束B的光軸的偏移。 像散校正電極42配置在對準電極41與消隱電極43之間。像散校正電極42與射束增強器控制部6的像散校正電源62連接。像散校正電極42藉由向離子束B施加電壓，來修正所藉由的離子束B的剖面形狀的畸變，由此成為正圓。 消隱電極43配置在像散校正電極42與第1掃描電極44之間。消隱電極43與射束增強器控制部6的消隱電源63連接。消隱電極43藉由向離子束B施加電壓而使其偏轉，使得藉由的離子束B照射不到試樣SP1。 第1掃描電極44配置在消隱電極43與第2掃描電極45之間。消隱電極43與射束增強器控制部6的偏轉電源64連接。第1掃描電極44藉由向離子束B施加電壓而使藉由的離子束B在試樣SP1上掃描。 第2掃描電極45配置在第1掃描電極44與物鏡中央電極5之間。第2掃描電極45與射束增強器控制部6的偏轉電源64連接。第2掃描電極45藉由向離子束B施加電壓而使藉由的離子束B在試樣SP1上掃描。
物鏡中央電極5配置在第2掃描電極45與試樣台之間。物鏡使由射束增強器4b施加了射束增強器電壓Vb的離子束B聚焦而向試樣SP1照射。這裡，物鏡利用藉由透鏡電源部8所包含的物鏡電源81向物鏡中央電極5施加物鏡電壓Vol而形成的電場，使藉由的離子束B聚焦。此外，物鏡使射束增強器的電位差分離子束B減速。
射束增強器控制部6對射束增強器4b進行控制。射束增強器控制部6具備MCU60、對準電源61、像散校正電源62、消隱電源63、偏轉電源64以及高壓浮動部66。 記憶體控制單元(MCU：Memory Control Unit)60基於由射束增強器電源部7設定的射束增強器電壓Vb，來控制對準電源61、像散校正電源62以及消隱電源63。MCU60基於作為由控制部9設定的向第1掃描電極44施加的電壓的第1電壓VdefU的值即第1電壓值EdefU和作為向第2掃描電極45施加的電壓的第2電壓VdefL的值即第2電壓值EdefL，來控制偏轉電源64。
對準電源61向對準電極41施加電壓。像散校正電源62向像散校正電極42施加電壓。消隱電源63向消隱電極43施加電壓。偏轉電源64向第1掃描電極44及第2掃描電極45施加電壓。
高壓浮動部66在掃描板16的控制下向偏轉電源64供給掃描信號。該掃描信號是用於調整向試樣SP1照射離子束B的位置的信號。高壓浮動部66與掃描板16一起構成掃描系統SS。
射束增強器電源部7基於控制部9的控制來設定射束增強器電壓Vb。 透鏡電源部8具備聚光透鏡電源80和物鏡電源81。聚光透鏡電源80向聚光透鏡中央電極3施加電壓。物鏡電源81向物鏡中央電極5施加電壓。
控制部9基於從PC17供給的加速電壓Vacc的加速電壓值Eacc來控制射束增強器電源部7。這裡，加速電壓值Eacc從PC17經由主機PB13被供給到控制部9。之後詳細敘述控制部9。
PC17受理來自帶電粒子束裝置D1的使用者的各種操作。PC17經由罐控制模組12向離子源控制部1供給操作信號。PC17經由主機PB13向射束增強器控制部6及控制部9供給操作信號。這裡，在操作信號中，例如包括表示加速電壓Vacc的值即加速電壓值Eacc的資訊。此外，PC17對控制帶電粒子束裝置D1的真空狀態的真空控制部14及控制載置試樣SP1的載台的載台控制部15進行控制。 在本實施方式中，作為一例，針對射束增強器電源部7設定的射束增強器電壓Vb為零的情況繼續說明。也可以省略射束增強器4b所包含的對準電極41、像散校正電極42以及消隱電極43。此外，也可以省略射束增強器控制部6所包含的對準電源61、像散校正電源62以及消隱電源63。也可以省略射束增強器電源部7。
接著，對控制部9的結構詳細進行說明。 圖6是示出本實施方式的帶電粒子束裝置中的控制部的結構的一例的圖。控制部9具備處理部90和儲存部91。儲存部91儲存掃描電壓資訊92。 處理部90基於從PC17供給的加速電壓值Eacc、表示動作模式的資訊、以及從儲存部91讀出的掃描電壓資訊92，導出第1電壓VdefU的值即第1電壓值EdefU、以及第2電壓VdefL的值即第2電壓值EdefL。處理部90將導出的第1電壓值EdefU和第2電壓值EdefL向MCU60輸出。
掃描電壓資訊92按照每個加速電壓Vacc的值即加速電壓值Eacc，將動作模式與確定第1電壓VdefU的值即第1電壓值EdefU及第2電壓VdefL的值即第2電壓值EdefL的資訊建立關連並儲存。 圖7是示出掃描電壓資訊的一例的圖。在圖7所示的例子中，掃描電壓資訊92分別針對加速電壓值Eacc為5kV、10kV、以及30kV，將動作模式、第1電壓值EdefU與第2電壓值EdefL之比、以及第1電壓值EdefU建立關連。這裡，動作模式包括加速模式和減速模式。 加速模式是在物鏡中使離子束B比透鏡入射前加速而使其聚焦的動作模式。減速模式是在物鏡中使離子束B比透鏡入射前減速而使其聚焦的動作模式。均是出射時成為與入射相同的速度。如圖7所示，在掃描電壓資訊92中，加速電壓值“30kV”、動作模式“加速模式”、第1電壓值與第2電壓值之比“1：0.953”以及第1電壓值“210V”被建立關連，加速電壓值“30kV”、動作模式“減速模式”、第1電壓值與第2電壓值之比“1：0.942”、以及第1電壓值“228V”被建立關連。這裡，作為一例，示出了加速電壓值Eacc為5kV、10kV及30kV，但不限於該例，加速電壓值Eacc也可以為5kV、10kV及30kV以外。另外，第1電壓值是在試樣上賦予特定的掃描寬度的值，例如是以0.5mm掃描時的值。
這裡，針對使離子束B通過光軸上的物鏡的主面的處理進行說明。 圖8是示出本實施方式的帶電粒子束裝置中的第1掃描電極、第2掃描電極、構成物鏡的入射側電極、中間電極及出射側電極的一例的圖。在圖8中示出增強器管4a、第1掃描電極44、第2掃描電極45、入射側電極5c、中間電極5b以及出射側電極5a。在圖8中，將增強器管4a的短邊方向設為X軸，將增強器管4a的長邊方向設為Z軸。此外，在Z軸上，將從離子束B入射的方向出射的方向設為正。
接著，對離子束B的軌道進行說明。 圖9示出圖8所示的結構中的離子束的軌道的一例。在圖9中，X軸和Z軸如圖8所示。在圖9中示出動作模式為加速模式(加速透鏡系統)、加速電壓為5kV、且沒有射束增強器4b的情況(射束增強器電壓值為0[V])。 在圖9中，未圖示出在Z軸的值為-120mm～-110mm的區域形成有基於第1掃描電極的偏轉電場，在Z軸的值為 -90mm～-70mm的區域形成有基於第2掃描電極的偏轉電場，在Z軸的值為-40mm～-5mm的區域形成有基於物鏡的聚焦電場，示出從第1掃描電極入射起到到達試樣表面為止的離子束B的軌道和將回歸直線應用於離子束B的軌道的結果。 根據圖9的左圖，可知離子束B的軌道與將回歸直線應用於離子束B的結果在像面上相交。 圖9的右圖示出在圖9的左圖中離子束B的軌道與將回歸直線應用於離子束B的軌道的結果成為Z=0[mm]的局部放大圖。根據圖9的右圖，在試樣表面Z=0[mm]處，成為X=0.5mm。離子束B在藉由處於Z軸座標-40mm～-5mm的區域的物鏡的聚焦電場的同時，其軌道被視作直線。因此，離子束B幾乎不受到物鏡的作用而到達試樣表面。 由於藉由透鏡的光軸上的主面的射束直行前進，因此，可以認為圖9所示的離子束B的軌道藉由物鏡的主面。此時的第1電壓值EdefH與第2電壓值EdefL之比(DEF的上下級比)(第1電壓值EdefH：第2電壓值EdefL)為1：0.953。 當第1電壓值EdefH=35[V]且第2電壓值EdefL=-33.36 [V]時，離子束B的軌道的X軸方向的擺幅成為0.5[mm]。這裡應注意的是，需要使第1電壓值與第2電壓值的極性反轉。
此外，關於紙面垂直方向的Y軸方向，也能夠使用與X軸同樣的第1掃描電極和第2掃描電極，藉由分別施加第1電壓值和第2電壓值而進行掃描，對此未圖示。能夠藉由光柵掃描而進行XY面的掃描。當使第1電壓值與第2電壓值的極性反轉時，成為向各軸的相反方向的掃描。 以第1電壓值EdefH=35[V]且第2電壓值EdefL=-33.36 [V]在試樣上進行+0.5mm的掃描。 以第1電壓值EdefH=-35[V]且第2電壓值EdefL=33.36 [V]在試樣上進行-0.5mm的掃描。 在上述例子中，成為±0.5mm的區域即1mm的掃描。
針對動作模式為減速模式、加速電壓值Eacc為5kV且沒有射束增強器4b的情況(射束增強器電壓值為0[V])，也導出了離子束的軌道。可知在第1電壓值EdefH與第2電壓值EdefL之比(DEF的上下級比)(第1電壓值EdefH：第2電壓值EdefL)為1：0.942的情況下，在試樣表面上與回歸直線一致。為了使離子束B的軌道的X軸方向的擺幅成為0.5[mm](掃描像的視野：1[mm])，使第1電壓值EdefH=38[V]。 根據以上，導出圖7所示的掃描電壓資訊92。
接著，針對帶電粒子束裝置的動作，說明基於加速電壓和動作模式來設定第1電壓值EdefU和第2電壓值EdefL的處理。 圖10是示出本實施方式的帶電粒子束裝置的動作的一例的流程圖。 (步驟S1) 在帶電粒子束裝置D1中，處理部90從PC17取得加速電壓值Eacc和表示動作模式的資訊。 (步驟S2) 在帶電粒子束裝置D1中，處理部90從儲存部91讀出掃描電壓資訊92。處理部90從讀出的掃描電壓資訊92取得與所取得的加速電壓值Eacc和表示動作模式的資訊的組合被建立關連的第1電壓值與第2電壓值之比、以及第1電壓值。 (步驟S3) 在帶電粒子束裝置D1中，處理部90基於取得的第1電壓值與第2電壓值之比以及第1電壓值，導出第2電壓值。 (步驟S4) 在帶電粒子束裝置D1中，處理部90將第1電壓值和導出的第2電壓值設定於MCU60。這裡應注意的是，需要使第1電壓值與第2電壓值的極性反轉。 此外，第1電壓值是在試樣上賦予特定的掃描寬度的值，例如是進行0.5mm的掃描時的值。另外，當使第1電壓值及第2電壓值的極性反轉時，向相反方向進行掃描。 在實施(步驟S4)以後，能夠變更為任意的掃描寬度。例如在對0.1mm進行掃描的情況下，將第1電壓值和第2電壓值減少到1/5即可。基於第1電壓值與第2電壓值之比來變更第1電壓值和第2電壓值，因此，能夠得到無畸變的準確的掃描像。
在上述實施方式中，針對將加速電壓值、表示動作模式的資訊、表示第1電壓值與第2電壓值之比的資訊、以及第1電壓值建立關連並儲存於掃描電壓資訊92的情況進行了說明，但不限於該例。例如，也可以將加速電壓值、表示動作模式的資訊、表示第1電壓值與第2電壓值之比的資訊、以及第2電壓值建立關連並儲存於掃描電壓資訊92，還可以將加速電壓值、表示動作模式的資訊、第1電壓值、以及第2電壓值建立關連並儲存於掃描電壓資訊92。 在上述實施方式中，對控制部9具備儲存部91的情況進行了說明，但不限於該例。例如，儲存部91也可以設置在帶電粒子束裝置D1的外部。在儲存部91設置在帶電粒子束裝置D1的外部的情況下，例如，儲存部91也可以被設置為外部儲存裝置或雲伺服器。 此外，代替儲存掃描電壓資訊92，也可以在儲存部91儲存基於加速電壓值Eacc和表示動作模式的資訊來導出第1掃描電壓VdefU和第2掃描電壓VdefL的運算式。在該情況下，控制部9也可以基於這些運算式，導出第1掃描電壓VdefU和第2掃描電壓VdefL來設定。 在上述實施方式中，也可以省略掃描電壓資訊92所包含的資訊中的一部分資訊。例如，由於幾乎沒有使用加速電壓為5[kV]且動作模式為減速模式，因此，也可以省略。反之，也可以向掃描電壓資訊92追加資訊。
根據本實施方式的帶電粒子束裝置D1，具備：帶電粒子源(在實施方式中為離子發射器E)，其產生帶電粒子；多個掃描電極，它們針對帶電粒子產生用於使帶電粒子偏轉的電場，該帶電粒子是藉由向帶電粒子源施加加速電壓且向引出帶電粒子的引出電極施加引出電壓而放出的帶電粒子；靜電透鏡(在實施方式中為物鏡)，其配置在多個掃描電極與試樣台之間，將藉由掃描電壓掃描後的帶電粒子束聚焦；以及處理部，其取得測定條件(這裡為加速電壓值Eacc和動作模式)，基於取得的測定條件來分別設定多個掃描電壓。 藉由這樣構成，在具備物鏡OL等靜電透鏡和設置於靜電透鏡的前級的2級掃描電極的帶電粒子束裝置中，在進行了物鏡的加速模式與減速模式的切換的情況下，能夠得到與切換前同等的無畸變的尺寸準確的試樣表面的掃描像。此外，即便在變更了測定條件且變更了靜電透鏡的主面的位置的情況下，也能夠基於變更後的測定條件(這裡為動作模式)來分別設定多個掃描電壓，因此，能夠變更離子束B的軌道。因此，能夠降低掃描後的射束受到的透鏡作用。
(第1實施方式的變形例1) 第1實施方式的變形例1的帶電粒子束裝置的結構能夠應用圖5。第1實施方式的變形例1的帶電粒子束裝置與第1實施方式的帶電粒子束裝置D1相比，在向離子束B施加射束增強器電壓Vb這一點不同。即，在參照圖5說明的帶電粒子束裝置的結構中，未省略射束增強器4b所包含的對準電極41、像散校正電極42以及消隱電極43。此外，未省略射束增強器控制部6所包含的對準電源61、像散校正電源62以及消隱電源63。未省略射束增強器電源部7。但是，第1實施方式的變形例1的帶電粒子束裝置不進行動作模式的變更。第1實施方式的變形例1的帶電粒子束裝置具備控制部9a而代替控制部9。
對控制部9a的結構詳細進行說明。 圖11是示出本實施方式的變形例1的帶電粒子束裝置中的控制部的結構的一例的圖。控制部9a具備處理部90a和儲存部91a。在儲存部91a中儲存掃描電壓資訊92a和射束增強器電壓資訊93a。 處理部90a基於從PC17供給的加速電壓值Eacc和從儲存部91a讀出的射束增強器電壓資訊93a，導出射束增強器電壓Vb的值即射束增強器電壓值Eb。處理部90將計算出的射束增強器電壓值Eb向射束增強器電源部7供給。 處理部90a基於從PC17供給的加速電壓值Eacc和導出的射束增強器電壓值Eb，導出第1電壓VdefU的值即第1電壓值EdefU和第2電壓VdefL的值即第2電壓值EdefL。處理部90將導出的第1電壓值EdefU和第2電壓值EdefL向MCU60輸出。
掃描電壓資訊92a是將加速電壓值Eacc、射束增強器電壓值Eb、表示第1電壓值EdefU與第2電壓值EdefL之比的資訊、以及第1電壓值EdefU建立關連的表格形式的資訊。 圖12是示出掃描電壓資訊的一例的圖。在圖12所示的例子中，掃描電壓資訊92a除了加速電壓值Eacc[kV]、射束增強器電壓值Eb[kV]、表示第1電壓值EdefU與第2電壓值EdefL之比的資訊、以及第1電壓值EdefU[V]之外，還將表示動作模式的資訊與表示主面的位置的資訊建立關連。這裡，主面的位置是主面在Z軸上的位置。如圖12所示，在掃描電壓資訊92a中，加速電壓值“30kV”、動作模式“減速模式”、射束增強器電壓值“0V”、主面的位置“-24.6mm”、第1電壓與第2電壓之比“1：0.942”、以及第1電壓“228V”被建立關連。此外，在掃描電壓資訊92a中，加速電壓值“1kV”、動作模式“加速模式”、射束增強器電壓值“-5V”、主面的位置“-29.0mm”、第1電壓與第2電壓之比“1：0.986”、以及第1電壓“35.5V”被建立關連。此外，在掃描電壓資訊92a中，加速電壓值“5kV”、動作模式“加速模式”、射束增強器電壓值“-5V”、主面的位置“-23.7mm”、第1電壓與第2電壓之比“1：0.937”、以及第1電壓“80V”被建立關連。在圖12中，也可以省略掃描電壓資訊92a所包含的資訊中的主面的位置。
射束增強器電壓資訊93a按照每個加速電壓值Eacc而設定。假設在由聚焦離子束和電子束構成複合帶電粒子束裝置的情況下，為了使射束在兩個射束(聚焦離子束和電子束)的交叉點(疊合點)聚焦，按照每個加速電壓而限制增強器電壓值。圖13示出一例。圖13示出加速電壓值[kV]與增強器電壓值[kV]的關係。隨著加速電壓變低，增強器電壓值也變小。但是，在單射束裝置的情況下沒有該限制。 處理部90a在加速電壓Vacc的加速電壓值Eacc被切換的情況下，將射束增強器電壓值Eb變更為射束增強器電壓資訊93a所示的射束增強器電壓設定值TEb以下的電壓值。在射束增強器電壓資訊93a中儲存有射束增強器電壓Vb的上限。處理部90a也可以在設定了射束增強器電壓值Eb之後，將加速電壓值Eacc與設定的射束增強器電壓值Eb建立關連並儲存於射束增強器電壓資訊93a。處理部90a也可以在下一次設定射束增強器電壓Vb時，基於與加速電壓值Eacc建立關連並儲存的射束增強器電壓值Eb，導出射束增強器電壓值Eb。
接著，對離子束B的軌道進行說明。 圖14是示出離子束的軌道的一例的圖。在圖14中，X軸和Z軸如圖8所示。在圖14中示出加速電壓值Eacc為5kV且射束增強器電壓值Eb為5kV。由於射束增強器電壓值Eb為5kV，因此，增強器管內的離子束的加速能量為10keV。掃描電壓被設定為射束增強器電壓為0[V]時的2倍。這裡，作為一例，第1掃描電壓值EdefU=70[V]，第2掃描電壓值EdefL=66.71。在該情況下，第1掃描電壓值EdefU：第2掃描電壓值EdefL=1：0.953。該比給出在射束增強器電壓為0[V]的情況下能夠視作離子束B通過物鏡的主面的軌道。 在圖14中，與圖9同樣，示出從第1掃描電極入射起到到達試樣表面為止的離子束B的軌道和將回歸直線應用於離子束B的軌道的結果。 根據14的左圖，離子束B的軌道與將回歸直線應用於離子束B的軌道的結果在像面上不一致。這被認為是離子束B在物鏡的電場中受到透鏡作用，因此，脫離直線軌道。通過透鏡的光軸上的主面的射束直行前進，但在該例中，由於脫離直線軌道，因此，認為離子束B未通過物鏡的主面。這表示在使射束增強器電壓Vb變化的情況下，主面的位置偏移。 圖14的右圖示出在圖14的左圖中離子束B的軌道與將回歸直線應用於離子束B的軌道的結果成為Z=0[mm]的局部放大圖。根據圖16的右圖，離子束B的軌道在試樣表面Z=0[mm]處，成為X=0.45mm。即，離子束B的軌道的X軸方向的擺幅比0.5[mm]小。這設想是由於透鏡作用所引起的回擺的原因。即，在該情況下，示出由於透鏡作用而使掃描寬度減小10%，即便計測掃描像的尺寸，其值也不準確。 在本實施方式的變形例1中，為了降低由於使增強器電壓Vb變化而產生的主面的位置偏移所引起的透鏡作用的影響，對掃描電壓值Edef進行調整。
圖15是示出離子束的軌道的一例的圖。在圖15中，X軸和Z軸如圖8所示。在圖15中示出動作模式為加速模式、加速電壓值Eacc為5kV、射束增強器電壓值Eb為5[kV]的情況。這裡，作為一例，設第1掃描電壓值EdefU= 80[V]，第2掃描電壓值EdefL=74.94。在該情況下，成為第1掃描電壓值EdefU：第2掃描電壓值EdefL=1：0.937。 在圖15中，與圖9同樣，針對掃描電壓值Edef的調整前後，示出從第1掃描電極入射起到到達試樣表面為止的離子束B的軌道和將回歸直線應用於離子束B的軌道的結果。 根據圖15的左圖，可知離子束B的軌道和將回歸直線應用於離子束B的軌道的結果在像面上相交。即，離子束B的軌道能夠以直線近似，認為不參與透鏡作用，因此，能夠視作通過主面。 圖15的右圖示出在圖15的左圖中針對掃描電壓值Edef的調整前後對主面進行比較而得到的結果。掃描電壓值Edef的調整前成為Z=-26.4[mm]，與此相對，掃描電壓值Edef的調整後成為Z=-23.7[mm]。即，藉由施加增強器電壓值5[kV]，與未施加增強器電壓Vb的情況相比，可知主面偏移了2.7[mm]左右。根據以上，當變更增強器電壓Vb時主面偏移，因此，可知需要調整第1掃描電壓值EdefU與第2掃描電壓值EdeU之比、第1掃描電壓值EdefU與第2掃描電壓值EdefL的大小。 圖15的右圖示出在圖15的左圖中將回歸直線應用於離子束B的軌道的結果成為Z=0[mm]的局部放大圖。根據圖15的右圖，可知在掃描電壓值Edef的調整後，在X=0.5mm處，成為Z=0[mm]。 根據以上，導出圖12所示的掃描電壓資訊92a。
接著，針對帶電粒子束裝置的動作，說明設定射束增強器電壓值Eb、第1電壓值EdefU以及第2電壓值EdefL的處理。 圖16是示出第1實施方式的變形例1的帶電粒子束裝置的動作的一例的流程圖。 (步驟S11) 在帶電粒子束裝置D1中，處理部90a從PC17取得加速電壓值Eacc。 (步驟S12) 在帶電粒子束裝置D1中，處理部90a從儲存部91a讀出射束增強器電壓資訊93a。處理部90a從讀出的射束增強器電壓資訊93a取得與所取得的加速電壓值Eacc被建立關連的射束增強器電壓值Eb。 (步驟S13) 在帶電粒子束裝置D1中，處理部90a從儲存部91a讀出掃描電壓資訊92a。處理部90a從讀出的掃描電壓資訊92a取得與加速電壓值Eacc和所取得的射束增強器電壓值Eb的組合被建立關連的第1電壓值與第2電壓值之比、以及第1電壓值。 (步驟S14) 在帶電粒子束裝置D1中，處理部90a基於取得的第1電壓值與第2電壓值之比、以及第1電壓值，導出第2電壓值。 (步驟S15) 在帶電粒子束裝置D1中，處理部90a將第1電壓值和導出的第2電壓值設定於MCU60。這裡應注意的是，需要使第1電壓值與第2電壓值的極性反轉。 此外，第1電壓值是在試樣上賦予特定的掃描寬度的值，例如是進行0.5mm的掃描時的值。另外，當使第1電壓值及第2電壓值的極性反轉時，向相反方向進行掃描。 在(步驟S15)中將第1電壓值和第2電壓值設定於MCU60之後，基於第1電壓值與第2電壓值之比，變更第1電壓值和第2電壓值，由此能夠變更為任意的掃描範圍。由於基於第1電壓值與第2電壓值之比來變更第1電壓值和第2電壓值，因此，能夠得到無畸變的準確的掃描像。
根據本實施方式的變形例1的帶電粒子束裝置D1，具備：帶電粒子源(在實施方式中為離子發射器E)，其產生帶電粒子；多個掃描電極，它們對帶電粒子產生用於使前述帶電粒子偏轉的電場，該帶電粒子是藉由向前述帶電粒子源施加加速電壓且向引出帶電粒子的引出電極施加引出電壓而放出的帶電粒子；靜電透鏡(在實施方式中為物鏡)，其配置在多個掃描電極與試樣台之間，將藉由掃描電壓掃描後的帶電粒子束聚焦；以及處理部，其取得測定條件(這裡為加速電壓值Eacc和增強器電壓值Eb)，基於取得的測定條件和確定靜電透鏡的主面的位置的資訊來分別設定多個掃描電壓。 藉由這樣構成，在具備物鏡OL等靜電透鏡和設置於靜電透鏡的前級的2級掃描電極的帶電粒子束裝置中，在變更了構成物鏡的增強器電極的施加電壓的情況下，能夠得到與變更前同等的無畸變的尺寸準確的試樣表面的掃描像。此外，即便在變更了測定條件(這裡為增強器電壓值Eb)且變更了靜電透鏡的主面的位置的情況下，也能夠基於變更後的測定條件來分別設定多個掃描電壓，因此，能夠變更離子束B的軌道。因此，能夠降低掃描後的射束受到的透鏡作用。
(第1實施方式的變形例2) 第1實施方式的變形例2的帶電粒子束裝置的結構能夠應用圖5。第1實施方式的變形例2的帶電粒子束裝置與第1實施方式的帶電粒子束裝置D相比，在向離子束B施加射束增強器電壓Vb這一點不同。即，在參照圖5說明的帶電粒子束裝置的結構中，未省略射束增強器4b所包含的對準電極41、像散校正電極42以及消隱電極43。此外，未省略射束增強器控制部6所包含的對準電源61、像散校正電源62以及消隱電源63。未省略射束增強器電源部7。第1實施方式的變形例2的帶電粒子束裝置具備控制部9b而代替控制部9。
對控制部9b的結構詳細進行說明。 圖17是示出本實施方式的變形例2的帶電粒子束裝置中的控制部9b的結構的一例的圖。控制部9b具備處理部90b和儲存部91b。在儲存部91b中儲存有掃描電壓資訊92b和射束增強器電壓資訊93b。 處理部90b基於從PC17供給的加速電壓值Eacc和從儲存部91a讀出的射束增強器電壓資訊93b，導出射束增強器電壓Vb的值即射束增強器電壓值Eb。處理部90b將計算出的射束增強器電壓值Eb向射束增強器電源部7供給。 處理部90b基於從PC17供給的加速電壓值Eacc、表示動作模式的資訊、以及導出的射束增強器電壓值Eb，導出第1電壓VdefU的值即第1電壓值EdefU、以及第2電壓defL的值即第2電壓值EdefL。處理部90b將導出的第1電壓值EdefU和第2電壓值EdefL向MCU60輸出。
掃描電壓資訊92b是將加速電壓值Eacc、表示動作模式的資訊、射束增強器電壓值Eb、表示第1電壓值EdefU與第2電壓值EdefL之比的資訊、以及第1電壓值EdefU建立關連的表格形式的資訊。 掃描電壓資訊92b的一例能夠應用掃描電壓資訊92a，射束增強器電壓資訊93b能夠應用射束增強器電壓資訊93a。
接著，針對帶電粒子束裝置的動作，說明設定射束增強器電壓值Eb、第1電壓值EdefU以及第2電壓值EdefL的處理。 圖18是示出第1實施方式的變形例2的帶電粒子束裝置的動作的一例的流程圖。 (步驟S21) 在帶電粒子束裝置D1中，處理部90b從PC17取得加速電壓值Eacc和表示動作模式的資訊。 (步驟S22) 在帶電粒子束裝置D1中，處理部90b從儲存部91b讀出射束增強器電壓資訊93b。處理部90b從讀出的射束增強器電壓資訊93b取得與所取得的加速電壓值Eacc被建立關連的射束增強器電壓值Eb。 (步驟S23) 在帶電粒子束裝置D1中，處理部90b從儲存部91b讀出掃描電壓資訊92b。處理部90b從讀出的掃描電壓資訊92b取得與加速電壓值Eacc、表示動作模式的資訊、以及取得的射束增強器電壓值Eb的組合被建立關連的第1電壓值與第2電壓值之比、以及第1電壓值。 (步驟S24) 在帶電粒子束裝置D1中，處理部90b基於取得的第1電壓值與第2電壓值之比、以及第1電壓值，導出第2電壓值。 (步驟S25) 在帶電粒子束裝置D1中，處理部90b將第1電壓值和導出的第2電壓值設定於MCU60。這裡應注意的是，需要使第1電壓值與第2電壓值的極性反轉。 此外，第1電壓值是在試樣上賦予特定的掃描寬度的值，例如是0.5mm的掃描時的值。另外，當使第1電壓值及第2電壓值的極性反轉時，向相反方向進行掃描。 在(步驟S25)中將第1電壓值和第2電壓值設定於MCU60之後，基於第1電壓值與第2電壓值之比，變更第1電壓值和第2電壓值，由此能夠變更為任意的掃描範圍。由於基於第1電壓值與第2電壓值之比來變更第1電壓值和第2電壓值，因此，能夠得到無畸變的準確的掃描像。
根據本實施方式的變形例2的帶電粒子束裝置D1，具備：帶電粒子源(在實施方式中為離子發射器E)，其產生帶電粒子；多個掃描電極，它們對帶電粒子產生用於使前述帶電粒子偏轉的電場，該帶電粒子是藉由向前述帶電粒子源施加加速電壓且向引出帶電粒子的引出電極施加引出電壓而放出的帶電粒子；靜電透鏡(在實施方式中為物鏡)，其配置在多個掃描電極與試樣台之間，將藉由掃描電壓掃描後的帶電粒子束聚焦；以及處理部，其取得測定條件(這裡為加速電壓值Eacc、增強器電壓值Eb以及表示動作模式的資訊)，基於取得的測定條件和確定靜電透鏡的主面的位置的資訊，分別設定多個掃描電壓。 藉由這樣構成，在具備物鏡OL等靜電透鏡和設置於靜電透鏡的前級的2級掃描電極的帶電粒子束裝置中，在進行了物鏡的加速模式與減速模式的切換或構成物鏡的增強器電極的施加電壓的變更的情況下，能夠得到與切換或變更前同等的無畸變的準確尺寸的試樣表面的掃描像。此外，即便在變更了測定條件(這裡為加速電壓值Eacc、增強器電壓值Eb以及表示動作模式的資訊)且變更了靜電透鏡的主面的位置的情況下，也能夠基於變更後的測定條件來分別設定多個掃描電壓，因此，能夠變更離子束B的軌道。因此，能夠降低掃描後的射束受到的透鏡作用。
(第2實施方式) 第2實施方式的複合帶電粒子束裝置D在參照圖5說明的帶電粒子束裝置D1的基礎上具備電子束鏡筒等掃描型電子顯微鏡D2(未圖示)。但是，未省略射束增強器4b所包含的對準電極41、像散校正電極42以及消隱電極43。此外，未省略射束增強器控制部6所包含的對準電源61、像散校正電源62以及消隱電源63。未省略射束增強器電源部7。 掃描型電子顯微鏡D2藉由將電子束向試樣SP1照射來檢測從試樣SP1放出的二次電子、反射電子，從而觀察試樣SP1的表面、剖面。 第2實施方式的複合帶電粒子束裝置D將電子束和聚焦離子束向試樣上的同一點照射。為了將電子束和聚焦離子束向試樣上的同一點照射，要求電子束的焦點與聚焦離子束的焦點對準試樣上的同一點(照射點)。將被照射電子束和聚焦離子束的試樣上的同一點稱為疊合點(Coincidence Point：CP)。 第2實施方式的複合帶電粒子束裝置具備控制部9c而代替控制部9。
對控制部9c的結構詳細進行說明。 圖19是示出第2實施方式的複合帶電粒子束裝置中的控制部9c的結構的一例的圖。控制部9c具備處理部90c和儲存部91c。在儲存部91c中儲存掃描電壓資訊92c和射束增強器電壓資訊93c。 處理部90c基於從PC17供給的加速電壓值Eacc和從儲存部91a讀出的射束增強器電壓資訊93c，導出射束增強器電壓Vb的值即射束增強器電壓值Eb。處理部90c將計算出的射束增強器電壓值Eb向射束增強器電源部7供給。 處理部90c基於從PC17供給的加速電壓值Eacc和導出的射束增強器電壓值Eb，導出第1電壓VdefU的值即第1電壓值EdefU和第2電壓VdefL的值即第2電壓值EdefL。處理部90c將導出的第1電壓值EdefU和第2電壓值EdefL向MCU60輸出。
掃描電壓資訊92c是將加速電壓值Eacc、射束增強器電壓值Eb、表示第1電壓值EdefU與第2電壓值EdefL之比的資訊、以及第1電壓值EdefU建立關連的表格形式的資訊。 掃描電壓資訊92c的一例能夠應用參照圖12說明的掃描電壓資訊92a。 射束增強器電壓資訊93c是將加速電壓值Eacc與根據所希望的焦距而預先計算出的射束增強器電壓設定值TEb建立關連的表格形式的資訊。射束增強器電壓設定值TEb是在施加了加速電壓值Eacc的情況下電子束與聚焦離子束能夠對焦於試樣上的同一點即CP的電壓值。在複合帶電粒子束裝置D中，基於射束增強器電壓資訊93c來設定射束增強器電壓設定值TEb，由此，將離子束B和電子束照射於試樣SP1上的同一點。 圖13示出能夠對焦的射束增強器電壓Vb的範圍，因此，這裡省略說明。 根據第2實施方式的複合帶電粒子束裝置D，能夠基於加速電壓值Eacc、由物鏡聚焦的帶電粒子束的焦距、以及照射電子束的電子束照射部所照射的電子束的焦距，導出射束增強器電壓值Eb，因此，能夠使帶電粒子束對焦於CP。即，能夠根據向帶電粒子束(離子束B)施加的加速電壓，來設定能夠將聚焦離子束對焦於CP的增強器管4a的射束增強器電壓Vb的值(射束增強器電壓值Eb)。
也可以藉由電腦來實現上述實施方式中的帶電粒子束裝置D1、複合帶電粒子束裝置D的一部分，例如控制部9(9、9a、9b、9c)。在該情況下，也可以藉由將用於實現該控制功能的程式記錄到電腦可讀取的記錄媒體中，使電腦系統讀入並執行記錄於該記錄媒體的程式而實現。另外，這裡所說的“電腦系統”是內置於帶電粒子束裝置D1、複合帶電粒子束裝置D的電腦系統，包括OS或周邊設備等硬體。此外，“電腦可讀取的記錄媒體”是指軟碟、光磁片、ROM、CD-ROM等可搬運媒體、內置於電腦系統的硬碟等儲存裝置。此外，“電腦可讀取的記錄媒體”也可以包括如經由網際網路等網路或電話線路等通信線路而傳送程式的情況下的通信線那樣短時間內動態地保持程式的記錄媒體、如成為該情況下的伺服器或用戶端的電腦系統內部的揮發性記憶體那樣在一定時間內保持程式的記錄媒體。另外，上述程式可以為用於實現上述功能的一部分的程式，此外，也可以為能夠藉由與已經記錄於電腦系統的程式的組合而實現上述功能的程式。 此外，也可以以LSI(Large Scale Integration)等積體電路的形式實現上述實施方式中的控制部9的一部分或全部。控制部9的各功能方塊可以單獨地成為處理器，也可以將一部分或全部集成而成為處理器。此外，積體電路化的方法不限於LSI，也可以藉由專用電路或通用處理器來實現。此外，在由於半導體技術的進步而出現了代替LSI的積體電路化的技術的情況下，也可以使用基於該技術的積體電路。
以上，參照附圖對該發明的一實施方式詳細進行了說明，但具體的結構不限於上述的結構，能夠在不脫離該發明的主旨的範圍內進行各種設計變更等。
D:複合帶電粒子束裝置 D1:帶電粒子束裝置 D2:掃描型電子顯微鏡 1:離子源控制部 10:加速電源 3:聚光透鏡中央電極 4b:射束增強器 5:物鏡中央電極 9,9a,9b,9c:控制部 90,90a,90b,90c:處理部 91,91a,91b,91c:儲存部 92,92a,92b,92c:掃描電壓資訊 93,93a,93b,93c:射束增強器電壓資訊 41:對準電極 42:像散校正電極 43:消隱電極 44:第1掃描電極 45:第2掃描電極 60:MCU
[圖1]是用於說明藉由物鏡的加速模式與減速模式的切換而引起的物鏡的主面的移動的示意圖。 [圖2]是用於說明藉由增強器電壓的施加而引起的物鏡的主面的移動的示意圖。 [圖3]是示出使用了2級掃描電極時的射束的掃描的例1的圖。 [圖4]是示出使用了2級掃描電極時的射束的掃描的例2的圖。 [圖5]是示出第1實施方式的帶電粒子束裝置的結構的一例的圖。 [圖6]是示出本實施方式的帶電粒子束裝置中的控制部的結構的一例的圖。 [圖7]是示出掃描電壓資訊的一例的圖。 [圖8]是示出本實施方式的帶電粒子束裝置中的第1電極、第2電極、入射側電極、中間電極以及出射側電極的一例的圖。 [圖9]示出圖8所示的結構中的離子束的軌道的一例。 [圖10]是示出本實施方式的帶電粒子束裝置的動作的一例的流程圖。 [圖11]是示出本實施方式的變形例1的帶電粒子束裝置中的控制部的結構的一例的圖。 [圖12]是示出掃描電壓資訊的一例的圖。 [圖13]是示出第1實施方式的變形例1的帶電粒子束裝置中的加速電壓值Eacc與射束增強器電壓值Eb的範圍之間的關係的一例的圖。 [圖14]是示出離子束的軌道的一例的圖。 [圖15]是示出離子束的軌道的一例的圖。 [圖16]是示出第1實施方式的變形例1的帶電粒子束裝置的動作的一例的流程圖。 [圖17]是示出本實施方式的變形例2的帶電粒子束裝置中的控制部的結構的一例的圖。 [圖18]是示出第1實施方式的變形例2的帶電粒子束裝置的動作的一例的流程圖。 [圖19]是示出第2實施方式的複合帶電粒子束裝置中的控制部的結構的一例的圖。
9:控制部
17:PC
60:MCU
90:處理部
91:儲存部
92:掃描電壓資訊

Claims (10)

  1. 一種帶電粒子束裝置，係具備： 帶電粒子源，其產生帶電粒子； 多個掃描電極，它們對帶電粒子產生用於使前述帶電粒子偏轉的電場，該帶電粒子是藉由向前述帶電粒子源施加加速電壓並向引出帶電粒子的引出電極施加引出電壓而放出的帶電粒子； 靜電透鏡，其配置在多個前述掃描電極與試樣台之間，將藉由前述掃描電極偏轉後的帶電粒子束聚焦；以及 處理部，其取得測定條件，基於取得的測定條件分別設定向多個前述掃描電極施加的每個掃描電壓。
  2. 根據請求項1所述的帶電粒子束裝置，其中， 前述處理部從將測定條件與確定由多個前述掃描電極分別施加的掃描電壓的資訊建立關連而成的掃描電壓資訊中，取得多個與所取得的前述測定條件相對應的用來確定掃描電壓的資訊，基於所取得的確定多個掃描電壓的多個前述資訊，設定多個前述掃描電壓的每個掃描電壓， 前述掃描電壓資訊是基於測定條件而導出者。
  3. 根據請求項1或2所述的帶電粒子束裝置，其中， 多個前述掃描電極包括： 第1掃描電極，其向前述帶電粒子束施加第1掃描電壓；以及 第2掃描電極，其配置在前述第1掃描電極與前述試樣台之間，向前述帶電粒子束施加第2掃描電壓。
  4. 根據請求項1至3中的任一項所述的帶電粒子束裝置，其中， 前述測定條件包括確定加速電壓的資訊和確定動作模式的資訊。
  5. 根據請求項1至3中的任一項所述的帶電粒子束裝置，其中， 前述帶電粒子束裝置具備射束增強器電壓施加部，該射束增強器電壓施加部配置在前述帶電粒子源與前述試樣台之間，向前述帶電粒子束施加射束增強器電壓， 前述測定條件包括確定加速電壓的資訊和確定前述射束增強器電壓的資訊。
  6. 根據請求項5前述的帶電粒子束裝置，其中， 前述處理部從將測定條件與用來確定前述射束增強器電壓施加部所施加的射束增強器電壓的資訊建立關連而成的射束增強器電壓資訊中，取得與所取得的前述測定條件相對應的用來確定射束增強器電壓的資訊，基於所取得的用來確定射束增強器電壓資訊的前述資訊，設定前述射束增強器電壓資訊。
  7. 一種複合帶電粒子束裝置，其是在請求項5所述的帶電粒子束裝置中還搭載有電子束鏡筒的複合帶電粒子束裝置， 前述處理部基於前述加速電壓、由前述靜電透鏡聚焦的前述帶電粒子束的焦距、以及由照射電子束的電子束照射部照射的電子束的照射點，設定前述射束增強器電壓。
  8. 根據請求項7所述的複合帶電粒子束裝置，其中， 由前述靜電透鏡聚焦的前述帶電粒子束的焦點與前述電子束的照射點一致。
  9. 根據請求項7或8所述的複合帶電粒子束裝置，其中， 前述處理部從將測定條件與用來確定由前述射束增強器電壓施加部施加的射束增強器電壓的資訊建立關連而成的射束增強器電壓資訊中，取得與所取得的前述測定條件相對應的用來確定射束增強器電壓的資訊，基於所取得的用來確定射束增強器電壓資訊的前述資訊，設定前述射束增強器電壓資訊。
  10. 一種帶電粒子束裝置的控制方法，具有如下步驟： 向帶電粒子源施加加速電壓且向引出帶電粒子的引出電極施加引出電壓，由此，前述帶電粒子源放出帶電粒子的步驟； 取得測定條件，基於取得的測定條件，分別設定向多個掃描電極施加的多個掃描電壓，該多個掃描電極產生用於使前述帶電粒子偏轉的電場的步驟； 基於所設定的多個前述掃描電壓的各個掃描電壓，向前述多個掃描電極施加掃描電壓的步驟；以及 配置在多個前述掃描電極與試樣台之間的靜電透鏡將經由前述掃描電壓偏轉後的前述帶電粒子聚焦的步驟。
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