[发明专利]带电粒子束装置以及试样加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用聚焦离子束对试样进行加工的带电粒子束装置。

背景技术

随着半导体器件的微细化，利用透射式电子显微镜(TEM：Transmission Electron Microscope)针对器件的微小区域进行观察和分析的技术的重要性不断提高。为了用TEM来进行观察，需要将微小区域加工成电子束能够透过的厚度的薄片试样。在薄片试样的制作中，广泛使用聚焦离子束装置。但是，在基于聚焦离子束装置的薄片试样的制作中，存在会在薄片试样上形成因照射聚焦离子束而产生的损伤层的问题。

作为解决该问题的一个方法，公知有使用在聚焦离子束装置中具有氩离子束照射部的装置的技术(参照专利文献1)。

由此，在因照射聚焦离子束而形成的损伤层上，能够从恰当的角度照射氩离子束来执行去除加工。

另外，作为其他方法，公知有利用以低加速电压加速后的聚焦离子束来制作薄片试样的技术。由此，能够减小形成在薄片试样上的损伤层的厚度。但是，当加速电压低时，聚焦离子束的离子束光学系统的色差变大。由此，存在无法使聚焦离子束的束直径缩小的问题。

作为解决该问题的方法，公知有使用具有中间加速管的聚焦离子束镜筒的技术(参照专利文献2)。

由此，能够减小光学系统的色差，且能够使能量小的聚焦离子束到达试样。

另外，作为其他方法，公知有在试样上施加电压的减速法。由此，能够在即将到达试样之前减小聚焦离子束的能量，因此能够减小像差。

【专利文献1】日本特开2007-66710号公报

【专利文献2】日本特开2007-103108号公报

但是，在以往的装置中，存在如下所述的问题。

即、具有氩离子束照射部的装置的结构复杂。另外，对于具备拥有中间加速管的聚焦离子束镜筒的装置而言，其镜筒的构造复杂。另外，在使用减速法的情况下，不得不在聚焦离子束镜筒与试样之间形成关于聚焦离子束对称的电场。但是，当在装置中具备试样观察用的电子束镜筒时，试样附近的电场变得不对称。因此，无法起到减速效果。

发明内容

本发明正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种在不使用复杂装置结构的情况下，即使减小加速电压也能够照射线束直径小的聚焦离子束的带电粒子束装置。

为了实现上述目的，本发明提供以下的手段。

本发明提供一种带电粒子束装置，该带电粒子束装置具有：收纳试样的试样室；以及离子束镜筒，其通过加速电压对离子束进行加速，并使离子束聚焦地照射到该试样上，其中，离子束镜筒具有：离子源，其被收纳在离子束镜筒的基端侧，产生离子束；以及离子光学系统，其向试样照射离子束，离子光学系统具有：第1物镜电极，其使离子束聚焦至试样上；以及第2物镜电极，其使以第2加速电压加速后的离子束聚焦至试样上，其中，第2加速电压比对离子束进行加速的第1加速电压低。因此，与离子束的加速电压相应地形成最佳的物镜，能够使线束直径小的离子束聚焦至试样上。

另外，在上述带电粒子束装置中，优选的是，第2物镜电极被配置为比第1物镜电极更靠离子束镜筒的末端侧。通过使用被配置在比第1物镜更靠近试样的位置处的第2物镜，由此，缩短了透镜与焦点之间的距离。由此，即使是以低加速电压加速后的离子束，也能够减小色差。

另外，在上述带电粒子束装置中，优选的是，第1物镜电极由多个电极构成，多个电极至少具有与第2物镜电极相邻且接地的电极，由接地的电极、第2物镜电极、接地的离子束镜筒的末端部形成了使以第2加速电压加速后的离子束聚焦的透镜电场。即、带电粒子束装置形成有以第2物镜电极为中心的单透镜。由此，能够由一个电极来构成第2物镜电极。由此，透镜电极容易组装，透镜轴的偏差变小，能够组装成精度良好的离子束镜筒。而且，由此能够减小线束的直径。特别是，透镜电极的轴偏及倾斜是导致观察像的视野偏移的因素。因此，精确地组装透镜电极十分重要。将透镜电极的轴偏调整为15μm以下。