技术摘要：
本发明提供复合带电粒子束装置和控制方法，能够根据会聚离子束的期望的加速电压来设定会聚离子束的射束助推器的电压的值。复合带电粒子束装置具有：离子供给部，其供给离子束；加速电压施加部，其通过向离子供给部所供给的离子束施加加速电压，而使离子束加速；第1会聚  全部
背景技术：
在以使用具有电子束(EB：Electron  Beam)和会聚离子束(FIB：Focused  Ion  Beam)的复合带电粒子束装置的透射电子显微镜(TEM：Transmission  Electron  Microscope)的试样制作为代表的试样形状的加工中，存在想要将离子束照射对试样的损 伤抑制为最小限度的要求。因此，在使用复合带电粒子束装置的加工中，使离子束的加速能 量降为数keV以下而对试样进行加工。 例如公知有使用了以30keV进行粗加工、以10keV进行精加工的会聚离子束的TEM 试样的制作方法(专利文献1)。另外，公知有如下方法：使精加工中所使用的离子束的能量 较低，并且通过按照该试样的形状使向试样入射的入射角度最优化，从而会有效地去除损 伤层(专利文献2)。另外，已知为了减小损伤层而需要降低会聚离子束装置的加速电压(专 利文献3)。这样，在使用会聚离子束装置的加工中，加速电压较低是公知事实。 但是，如果使会聚离子束的加速电压较低，则色差所导致的射束模糊量的增大或 库伦相互作用所导致的束轮廓的扩大会变得显著。作为针对射束模糊量的增大或射束轮廓 的扩大的对策，使用了射束助推器技术(专利文献4、非专利文献1)。在射束助推器技术中， 在提高光学系统的中间部的势能之后，通过物镜使该势能降低。 另外，在电子束中使用射束助推器是公知的(专利文献5)。 公知有向试样上的同一点照射电子束和会聚离子束的复合带电粒子束装置(专利 文献6)。在复合带电粒子束装置中，要求向试样上的同一点照射电子束和会聚离子束，并且 使电子束的焦点与会聚离子束的焦点对准在所述试样上的同一点。将被该电子束与会聚离 子束照射的试样上的同一点定义为重合点(Coincidence  Point：CP)。 作为会聚离子束的控制方法，公开有如下内容：对应着离子束的电流量，将透镜的 设定、像散校正值、孔径、针对射束校正的施加电压以及对物镜的施加电压等离子束光学条 件和多个加工内容存储于计算机，根据加工内容选择以及设定光学条件，进行多个加工(专 利文献7)。 作为会聚离子束的透镜的控制，公开有如下内容：制作会聚电压表格，通过根据该 会聚电压表格设定聚焦电压，使束电流值与基准值或任意值一致(专利文献8)。 专利文献1：日本特开平11-223588号公报 专利文献2：日本特开2007-193977号公报 专利文献3：日本特开2009-272293号公报 专利文献4：日本特开2007-103108号公报 专利文献5：日本特开2000-173520号公报 专利文献6：日本特开2006-236836号公报 专利文献7：日本特开平10-106474号公报 3 CN 111584335 A 说　明　书 2/10 页 专利文献8：日本特开2013-196826号公报 非专利文献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 但是，当在会聚离子束装置中使用射束助推器的情况下，会聚离子束的焦距受到 射束助推电压的限制。该限制使得会聚离子束的焦点仅能对准试样的上方，因此产生不能 够使焦点与CP重合的状况。 这里，参照图10，对不能使会聚离子束的焦点与CP对齐的状况进行说明。图10是示 出现有的复合带电粒子束装置的束轨道的一例的图。在图10中，从会聚离子束镜筒A0向试 样SP0照射会聚离子束，并且从电子束镜筒B0向试样SP0照射电子束。 束轨道T1是没有施加射束助推电压的情况下的会聚离子束的轨道。束轨道T2是施 加了射束助推电压的情况下的会聚离子束的轨道。束轨道T3是电子束的轨道。 在没有施加射束助推电压的情况下，束轨道T1使焦点在试样SP0的表面上的点FP1 重合。这里，点FP1是CP，也是电子束的焦点。另一方面，在施加了射束助推电压的情况下，会 聚离子束的焦点不再与点FP1重合，束轨道T1有时会使焦点重合于试样SP0的上方的点FP0。 即，在向会聚离子束施加射束助推电压的情况下，产生不能使会聚离子束的焦点与CP重合 的状况。 当没有使用射束助推器的情况下，在上述的会聚离子束中产生的能够聚焦的范围 的限制根据加速电压而变化。另外，在使用射束助推器的情况下，产生的能够聚焦的范围的 限制还根据射束助推器的电压而变化。因此，因射束助推器的电压的范围，有时会导致无法 将会聚离子束的焦距按照CP来设置。在使用不能使会聚离子束的焦距按照CP来设置的射束 助推器的电压的条件下，即使对会聚离子束装置的物镜的施加电压进行调整，并对透镜光 焦度进行调整，也难以使焦点与CP重合。 如上所述，在由电子束和会聚离子束构成的复合带电粒子束装置中，当在会聚离 子束镜筒搭载有射束助推器且当会聚离子束的工作距离比电子束的工作距离长的情况下， 会产生本课题，会产生不能将电子束和会聚离子束照射在试样上的同一点上，并且不能使 电子束的焦点与会聚离子束的焦点在所述试样上的同一点重合的状况。 针对本课题，即使应用专利文献7所记载的方法也不能得到解决对策。在专利文献 7中，没有记载会聚离子束的射束助推器，另外，也没有记载复合带电粒子束，不存在CP。因 此，不能推出课题的产生，不能退出应该怎样设定射束助推电压这样的课题。 另外，针对本课题，即使应用专利文献8所记载的方法也不能得到解决对策。专利 文献8的控制对象是会聚透镜的会聚电压，在专利文献8中，其目的在于，通过设定会聚电压 来对束电流进行调整。在专利文献8中，没有记载会聚离子束的射束助推器，另外，也没有记 载复合带电粒子束，不存在CP。因此，不能推出课题的产生，不能退出应该怎样设定射束助 推电压这一课题。 因此，在复合带电粒子束装置中，当在会聚离子束镜筒搭载有射束助推器的情况 下，要求能够根据期望的会聚离子束的加速电压来设定射束助推器的电压。 4 CN 111584335 A 说　明　书 3/10 页
技术实现要素：
本发明就是鉴于上述的点而完成的，提供能够根据会聚离子束的期望的加速电压 来设定射束助推器的电压的值的复合带电粒子束装置和控制方法。 为了解决课题，达成该目的，本发明采用以下方式。 (1)本发明的一个方式是复合带电粒子束装置，其具有：离子供给部，其供给离子 束；加速电压施加部，其通过向所述离子供给部所供给的所述离子束施加加速电压，使所述 离子束加速；第1会聚部，其使被所述加速电压施加部加速后的所述离子束会聚；射束助推 电压施加部，其向由所述第1会聚部会聚得到的所述离子束施加射束助推电压；第2会聚部， 其使被所述射束助推电压施加部施加了所述射束助推电压的所述离子束会聚，并向试样照 射；电子束照射部，其向所述试样照射电子束；以及控制部，其根据如下设定值设定所述射 束助推电压施加部向所述离子束施加的所述射束助推电压的值，该设定值是根据所述加速 电压施加部向所述离子束施加的所述加速电压的值和被会聚后的所述离子束的焦距而预 先确定的。 在上述方面(1)所记载的方式的复合带电粒子束装置中，被会聚后的所述离子束 的照射点和焦点与所述电子束的照射点是所述试样上的同一点。 (2)上述方面(1)所记载的复合带电粒子束装置中，所述会聚离子束的焦点与CP重 合。 在上述方面(2)所记载的方式的复合带电粒子束装置中，在试样的能够通过电子 束进行观察的范围内，能够通过射束助推器抑制在比规定的电压低的加速电压下使会聚离 子束加速的情况下的离子束的扩展，能够形成微小的离子探头来进行加工和观察。在上述 方面(2)所记载的的方式的复合带电粒子束装置中，能够在不对试样载台进行位置调整的 情况下，对试样的同一部位进行基于电子束的观察和基于具有射束助推器功能的会聚离子 束的加工和观察。 (3)在上述的方面(1)或方面(2)所记载的复合带电粒子束装置中，所述控制部根 据从存储所述加速电压的值与所述设定值的组的存储部读取的所述组，将所述射束助推电 压的值设定为所述设定值。 在上述方面(3)所记载的方式的复合带电粒子束装置中，从存储部读取加速电压 的值与射束助推电压的值的组，根据会聚离子束的期望的加速电压限制射束助推器的电压 的值，从而能够在在所述限制的范围内进行设定。 (4)本发明的一个方式的控制方法是复合带电粒子束装置的控制方法，该复合带 电粒子束装置具有：离子供给部，其供给离子束；加速电压施加部，其通过向所述离子供给 部所供给的所述离子束施加加速电压，使所述离子束加速；第1会聚部，其使被所述加速电 压施加部加速后的所述离子束会聚；射束助推电压施加部，其向被所述第1会聚部会聚后的 所述离子束施加射束助推电压；第2会聚部，其使被所述射束助推电压施加部施加了所述射 束助推电压的所述离子束会聚，并向试样照射；以及电子束照射部，其向所述试样照射电子 束，其中，该控制方法该具有如下控制过程：根据如下设定值设定所述射束助推电压施加部 向所述离子束施加的所述射束助推电压的值，该设定值是根据所述加速电压施加部向所述 离子束施加的所述加速电压的值和被会聚后的所述离子束的焦距而预先确定的。 根据本发明，能够根据会聚离子束的期望的加速电压来设定会聚离子束的射束助 5 CN 111584335 A 说　明　书 4/10 页 推器的电压的值。 附图说明 图1是示出本发明的实施方式的复合带电粒子束装置的结构的一例的图。 图2是示出本发明的实施方式的扫描系统的绝缘的一例的图。 图3是示出本发明的实施方式的控制部的结构的一例的图。 图4是示出本发明的实施方式的射束助推电压值的相对于加速电压值的范围的一 例的图。 图5是示出本发明的实施方式的FIB工作距离和SEM工作距离的一例的图。 图6是示出本发明的实施方式的FIB工作距离与射束助推电压的关系的一例的图。 图7是示出本发明的实施方式的射束助推电压值的设定处理的一例的图。 图8是示出本发明的实施方式的变形例的会聚离子束镜筒和电子束镜筒的配置的 第1例的图。 图9是示出本发明的实施方式的变形例的会聚离子束镜筒和电子束镜筒的配置的 第2例的图。 图10是示出现有的复合带电粒子束装置的射束轨道的一例的图。 标号说明 D：复合带电粒子束装置；D1：会聚离子束装置；D2：扫描型电子显微镜；1：离子源控 制部；10：加速电源；3：会聚透镜；4：射束助推器；5：物镜；9：控制部；91：存储部；T：电压表； Eb：射束助推电压值；TEb：射束助推电压设定值；Eacc：加速电压值。