JPH11329331A - 複合荷電粒子ビーム装置 - Google Patents

複合荷電粒子ビーム装置

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JPH11329331A JP10137119A JP13711998A JPH11329331A JP H11329331 A JPH11329331 A JP H11329331A JP 10137119 A JP10137119 A JP 10137119A JP 13711998 A JP13711998 A JP 13711998A JP H11329331 A JPH11329331 A JP H11329331A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 残留磁場による集束イオンビームの質量分離
の防止及び電子ビームのフォーカスの再現性、安定性の
向上。 【解決手段】 同一の試料室に集束イオンビーム鏡筒と
電子ビーム鏡筒と磁場測定器を備え、試料室内の残留磁
気を測定して、電磁気的手法により集束イオンビームの
軌道上の磁場を制御する機能を備えたことを特徴とする
複合荷電粒子ビーム装置。試料室内の磁場を測定して、
その値があらかじめ記憶した値になるように電磁気的手
法で制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、集束イオンビームを試
料の所定領域を走査させながら照射することにより、試
料表面の所定領域を加工するまたは/及び集束イオンビ
ーム照射、または/及び、電子ビーム照射により発生す
る2次粒子、または/及びX線を検出することにより試
料表面を観察、または/及び、元素分析する複合荷電粒
子ビーム装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一つの試料室内で、集束イオンビームや
電子ビームを試料の所定領域を走査させながら、また
は、走査せずに照射する(切換、同時照射、同時非照射
が可能)ことにより、試料表面を観察分析することがで
きる複合荷電粒子ビームが実現されている。これは、集
束イオンビームで加工した個所を、その場で走査電子顕
微鏡で観察し、EDSで元素分析出来るので便利である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、集束イオンビ
ームの液体金属イオン源としてガリウムを利用している
ので、集束イオンビームの軌道上に磁場があるとガリウ
ムの同位体やクラスターが質量分離し、集束イオンビー
ムの分解能が劣化する。仮に、集束イオンビームを使用
する場合に、電子ビーム鏡筒の対物レンズの励磁電流を
0にしても、残留磁気は0にはならないので数nm程度
の分解能が得られる集束イオンビーム鏡筒では、わずか
な残留磁気が問題となる。また、別の問題として、電子
ビーム鏡筒の励磁電流を集束イオンビーム鏡筒使用毎に
0にすると、電子ビーム鏡筒を再度使用しようとしたと
きに、電子ビームのフォーカスの再現性、安定性に不利
となる。
【0004】地磁気やEDS検出器や電子ビーム鏡筒か
ら集束イオンビームの軌道上に漏れ出す磁場による、ま
たは/及び電子ビーム鏡筒の対物レンズのヒステリシス
の影響の軽減による電子ビームのフォーカスの再現性の
向上または/及び電子ビーム鏡筒の対物レンズ及び電気
回路の温度ドリフトの影響の軽減による電子ビームのフ
ォーカスの安定性の向上を、目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、同一の試料室に、少なくとも1式以上の集束イオ
ンビーム鏡筒と少なくとも1式以上の電子ビーム鏡筒を
備えた複合荷電粒子ビーム装置において、試料室の中に
少なくとも1方向成分の測定が可能な磁場測定用の検出
器とその測定値の記憶手段を備え、集束イオンビームの
軌道上の磁場を制御する電磁気的手法を備えたことを特
徴とする装置を発明した。
【0006】試料室内に備えた磁場検出器の測定値に基
づき、電磁気的手法で集束イオンビームの軌道上の磁場
を制御することにより集束イオンビームの質量分離によ
る分解能劣化防止し、または/及び電子ビームのフォー
カスの再現性の向上させまたは/及び電子ビーム鏡筒の
対物レンズまたは/及び電気回路の温度ドリフトの影響
の軽減により電子ビームのフォーカスの安定性の向上さ
せることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下本発明を図示の実施例に基づ
き説明する。図1は本発明のの実施例を示したものであ
る。集束イオンビーム鏡筒1と電子ビーム鏡筒2(は電
子ビーム鏡筒2の対物レンズはインレンズまたはセミイ
ンレンズ方式を採用することもできる。)がサンプル8
の同一領域をそれぞれ照射できるように同一の試料室5
に配置され、さらに電子ビーム7および集束イオンビー
ム6の軌道を妨げない様に磁場検出器9が電子ビーム鏡
筒2の対物レンズから発生する磁場の大きさを測定でき
る様に配置されている。
【0008】集束イオンビーム6のみを使用する場合
に、試料室の中に備えた磁場検出器9の出力をモニター
し、この値が集束イオンビーム6の分解能に悪影響を及
ぼさないあらかじめ決定され記憶された値(磁場検出器
の位置やその他の条件によっては0とは限らない)にな
るように、電子ビーム鏡筒制御系4により電子ビーム鏡
筒2の対物レンズから発生する磁場の大きさを制御す
る。
【0009】電子ビーム7をフォーカスさせる時には、
フォーカス条件のときに試料室内の磁場検出器9の値が
あらかじめ測定して記憶されていた値になるように、電
子ビーム鏡筒制御系4により電子ビーム鏡筒2の対物レ
ンズの励磁電流の値を制御する。図2は本発明の他の実
施例を示したものである。
【0010】基本的には図1と同様の作用をするが、対
物レンズのコイルが別々に励磁電流を制御可能な2個の
コイルから形成され、そのうち一方が常に一定の励磁電
流によって励磁されており、もう一方が電気回路でN→
S、S→N両極性の磁場を制御する様になっている。この
ような構成にすることにより、集束イオンビーム6のみ
使用中でも対物レンズには常に一定以上の励磁電流が流
れることになり、温度ドリフトによるフォーカスの不安
定性を軽減することが出来る。
【0011】図3は本発明の更に他の実施例を示したも
のである。基本的には図1と同様の作用をするが、集束
イオンビーム6のみ使用中には電子ビーム鏡筒2の対物
レンズの励磁電流を0にし、対物レンズのコイルとは別
のコイルによって残留磁場を制御する。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の1実施例のブロック図を示して
いる。
【図2】図2は、他の実施例のブロック図を示してい
る。
【図3】図3は、更に他の実施例のブロック図を示して
いる。
【符号の説明】
1 集束イオンビーム鏡筒 2 電子ビーム鏡筒 3 集束イオンビーム鏡筒制御系 4 電子ビーム鏡筒制御系 5 試料室 6 集束イオンビーム 7 電子ビーム 8 サンプル 9 磁場検出器 10 磁場測定値記憶手段
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成11年8月12日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】前記課題を解決するために、同一の試料室
に、少なくとも1式以上の集束イオンビーム鏡筒と、少
なくとも1式以上の電子ビーム鏡筒を備えた複合荷電粒
子ビーム装置において、試料室の中に少なくとも1方向
成分の測定が可能な磁場測定用の検出器とその測定値の
記憶手段を備え、集束イオンビームのみを使用する場合
に前記磁場検出器の出力をモニターし、この値が集束イ
オンビームの分解能に悪影響を及ぼさないあらかじめ決
定され記憶された値になるように電子ビーム鏡筒制御系
により電子ビーム鏡筒の対物レンズから発生する磁場の
大きさを制御し、集束イオンビームの軌道上の磁場を制
御する電磁気的手法を備えたことを特徴とする装置を発
明した。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】
【発明の実施の形態】以下本発明を図示の実施例に基づ
き説明する。図1は本発明のの実施例を示したものであ
る。集束イオンビーム鏡筒1と電子ビーム鏡筒2(電子
ビーム鏡筒2の対物レンズはインレンズまたはセミイン
レンズ方式を採用することもできる。)がサンプル8の
同一領域をそれぞれ照射できるように同一の試料室5に
配置され、さらに電子ビーム7および集束イオンビーム
6の軌道を妨げない様にホール素子などの磁場検出器9
が電子ビーム鏡筒2の対物レンズから発生する磁場の大
きさを測定できる様に配置されている。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】集束イオンビーム6のみを使用する場合
に、試料室の中に備えた磁場検出器の出力をモニター
し、この値が集束イオンビーム6の分解能に悪影響を及
ぼさないあらかじめ決定され記憶された値(磁場検出器
の位置やその他の条件によっては0とは限らない)にな
るように、電子ビーム鏡筒制御系4により電子ビーム鏡
筒2の対物レンズから発生する磁場の大きさを制御す
る。具体的には、この磁場の大きさを制御する電磁的手
法として、電子ビーム鏡筒2の対物レンズが発生する磁
場を利用する手法であって、電子ビーム鏡筒2の対物レ
ンズの励磁電流を単一極性の電気回路で制御し、コイル
の入出力を入れ換えてコイルに流れる電流の向きを反転
して制御する手法や、電子ビーム鏡筒2の対物レンズが
発生する磁場を利用する手法であって、電子ビーム鏡筒
の対物レンズの励磁電流を正負両極性を流せる電気回路
で制御し、コイルに流れる電流向きを反転して制御する
手法がある。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同一の試料室に、少なくとも1式以上の
    集束イオンビーム鏡筒と、少なくとも1式以上の電子ビ
    ーム鏡筒を備えた複合荷電粒子ビーム装置において、集
    束イオンビーム鏡筒も含む試料室の中に少なくとも1方
    向成分の測定が可能な磁場測定用の検出器とその測定値
    の記憶手段を備え、集束イオンビームの軌道上の磁場を
    制御する電磁気的手法を備えたことを特徴とする複合荷
    電粒子ビーム装置。
  2. 【請求項2】 磁場測定用の検出器がホール素子を使用
    した検出器である請求項1記載の複合荷電粒子ビーム装
    置。
  3. 【請求項3】 集束イオンビームの軌道上の磁場を制御
    する電磁気的手法が電子ビーム鏡筒の対物レンズが発生
    する磁場を利用する手法であって電子ビーム鏡筒の対物
    レンズの励磁電流を単一極性の電気回路で制御し、コイ
    ルの入出力を入れ換えてコイルに流れる電流の向きを反
    転して制御する手法である請求項1記載の複合荷電粒子
    ビーム装置。
  4. 【請求項4】 集束イオンビームの軌道上の磁場を制御
    する電磁気的手法が電子ビーム鏡筒の対物レンズが発生
    する磁場を利用する手法であって電子ビーム鏡筒の対物
    レンズの励磁電流を正負両極性を流せる電気回路で制御
    し、コイルに流れる電流向きを反転して制御する手法で
    ある請求項1乃至2記載の複合荷電粒子ビーム装置。
  5. 【請求項5】 集束イオンビームの軌道上の磁場を制御
    する電磁気的手法が電子ビーム鏡筒の対物レンズが発生
    する磁場を利用する手法であって対物レンズのコイルが
    別々に励磁電流を制御可能な2個のコイルから形成さ
    れ、そのうち一方が常に一定の励磁電流によって励磁さ
    れており、もう一方が電気回路でN→S、S→N両極性の磁
    場を制御する手法である請求項3乃至4記載の複合荷電
    粒子ビーム装置。
  6. 【請求項6】 集束イオンビームの軌道上の磁場を制御
    する電磁気的手法が対物レンズとは別の少なくとも1個
    以上のコイルによって磁場を制御する手法である請求項
    1乃至2記載の複合荷電粒子ビーム装置。
  7. 【請求項7】 電子ビーム鏡筒の内、少なくとも1式の
    電子ビーム鏡筒の対物レンズが積極的に磁界を試料室内
    に発生させることを利用する方式であること請求項6記
    載の複合荷電粒子ビーム装置。
  8. 【請求項8】 元素分析機能を備えた請求項6記載の複
    合荷電粒子ビーム装置。
  9. 【請求項9】 元素分析の手段がEDSである請求項7記
    載の複合荷電粒子ビーム装置。
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