复合带电粒子线装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具备多个带电粒子线装置的复合带电粒子线装置。
【背景技术】
[0002]具备扫描式电子显微镜(SEM)与聚焦离子束(FIB)双方的复合带电粒子线装置具有能够对使用聚焦离子束进行了加工(或正在进行加工)的区域在其现场进行高分辨率SEM观察的特征。因此，以透射式电子显微镜观察用试样的制作为首，在要求纳米级的精细加工的半导体领域或材料领域、医用领域等种种生产领域中成为必须的工具。
[0003]在引用文献I公开了物镜的外部的磁场为最低限度的用于电子显微镜系统的物镜。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2011-222525号公报
【发明内容】
[0007]发明所要解决的课题
[0008]本发明者对复合带电粒子线装置进行反复研宄，作为结果得到如下的认识。
[0009]在仅具备一个带电粒子线柱的装置、例如SEM的情况下，在SEM的光轴上放置试样即可。因此，试样与带电粒子线柱的距离按照用途而适当改变。例如，在以高分辨率进行观察的情况下，使试样更靠近带电粒子线柱来进行观察。
[0010]另一方面，在具备两个以上带电粒子线柱的装置、例如SHM和FIB的装置的情况下，不移动试样而能够实施SEM观察和FIB加工的位置仅限于SEM的光轴与FIB的光轴交叉的点(交叉点)一点。因此，在FIB-SEM装置中一般情况下在交叉点使用，试样与各带电粒子线柱端的距离固定。
[0011]在具备两个以上带电粒子线柱的装置中，也能够将试样配置在交叉点以外的位置，在这种情况下仅使用某一方的带电粒子线柱。例如，在FIB-SEM装置中，若试样靠近SEM柱，则限于仅使用SEM。为了进行利用FIB的加工，需要使试样再次移动至交叉点。
[0012]本发明鉴于上述课题，提供在具备两个以上的带电粒子线柱的复合带电粒子线装置中能够以将试样放置在交叉点的位置的状态进行高分辨率观察的复合带电粒子线装置。
[0013]用于解决课题的方法
[0014]本发明具有如下构成。一种复合带电粒子线装置，其具备多个带电粒子线柱，上述复合带电粒子线装置的特征在于，将试样配置在上述多个柱的光轴相交的交点的位置，形成上述带电粒子线柱的物镜的前端的多个部件可拆装，上述部件能够改变上述交点与上述带电粒子线柱前端的距离。
[0015]对其他的实施例在【具体实施方式】一栏进行记述。
[0016]发明效果
[0017]根据本发明，在具备两个以上的带电粒子线柱的复合带电粒子线装置中，通过改变各带电粒子线柱的光轴交叉的点与各带电粒子线柱端的距离，能够以将试样放置于交叉点的位置的状态进行高分辨率观察。
【附图说明】
[0018]图1是第一实施方式的概要图。
[0019]图2是交叉点附近的放大图。
[0020]图3是物镜前端的部件的固定例。
[0021]图4是在物镜前端安装不同的部件的例子。
[0022]图5是体现物镜前端的部件的类型的⑶I画面的例子。
[0023]图6是体现各单元的可动范围的⑶I画面的例子。
[0024]图7是警告或报错画面的一例。
[0025]图8是物镜的前端的部件为单元时的例子。
[0026]图9是第二实施方式的概要图。
[0027]图10是第三实施方式的概要图。
【具体实施方式】
[0028]参照附图对本发明的新的特征与效果进行说明。另外，对各图中相同的构成标记相同的附图标记。
[0029]实施例1
[0030]〔复合带电粒子线装置的构成〕
[0031]首先，对本实施例的装置构成进行记述。图1是本实施例的复合带电粒子线装置的概要图。图2是交叉点附近的放大图。
[0032]在图1中，复合带电粒子线装置具备:离子束柱1la ;用于控制离子束柱1la的离子束柱控制器131 ;电子束柱102a ;用于控制电子束柱102a的电子束柱控制器132 ;能够载置试样103的试样工作台104 ;试样工作台控制器134、试样室105 ;用于检测电子束102b或离子束1lb照射试样103时产生的电子的检测器106、107 ;控制各个检测器的检测器控制器136、137 ;X射线检测器109 ;控制X射线检测器的X射线检测器控制器139 ;控制复合带电粒子线装置整体动作的综合计算机130 ;操作人员输入照射条件、试样工作台的位置等各种指示等的调节器(键盘、鼠标等)151 ;以及显示用于控制装置的GUI画面153、装置的状态、取得的信息(包含图像)等的一个或多个显示器152。此外，装置的状态、取得的信息等也可以包含于⑶I画面153。
[0033]离子束柱1la是包含用于产生离子束的离子源、用于使离子束聚焦的透镜、用于扫描、移动离子束的偏转系统等FIB所必要的全部构成要素的系统。同样地，电子束柱102a是包含用于产生电子束的电子源、用于使电子束聚焦的透镜，用于扫描、移动电子束的偏转系统等SEM所必要的全部构成要素的系统。另外，电子束柱102a的物镜前端由可拆装的部件108构成。
[0034]而且，离子束柱1la与电子束柱102a搭载于试样室105，通过离子束柱1la的离子束1lb与通过电子束柱102a的电子束102b主要集中于离子束柱的光轴1lc与电子束柱的光轴102c的交点(交叉点171)。另外，离子束1lb —般使用镓离子，但是就加工的目的而言离子种类不成问题。另外，离子束不限于聚焦离子束，也可以是宽幅离子束。
[0035]此外，在本实施例中，虽然将离子束柱1la垂直配置、将电子束柱102a倾斜配置，但并不限于此，也可以将离子束柱1la倾斜配置、将电子束柱102a垂直配置。另外，也可以将离子束柱1la与电子束柱102a双方都倾斜配置。另外，也可以做成具备Ga聚焦离子束柱、Ar聚焦离子束柱以及电子束柱的、三柱构成。
[0036]试样工作台104能够平面移动、旋转移动。另外，能够使离子束的加工、观察所需要的部位移动至离子束照射位置、或者移动至利用电子束的观察位置。
[0037]形成物镜的前端的部件108考虑电子束柱102a、离子束柱101a、试样工作台104，优选全长在35mm以下。
[0038]检测器106、107分别搭载于电子束柱102a、试样室105。另外，各检测器控制器136、137具备对检测信号进行演算处理、图像化的电路或演算处理部。此外，检测器106、107也可以使用不仅能够检测电子还能够检测离子的复合带点粒子检测器。另外，也可以在试样室105中除检测器107以外，作为第二、第三、第四、第五检测器，搭载有三次电子检测器或STEM检测器、后方散射电子检测器、低能耗电子检测器等检测器。再有，也可以在X射线检测器109之外搭载质量分析器等。
[0039]在试样室105中，除上述以外，还搭载有气相沉积单元、微型取样单元等。而且，沉积单元以及微型取样单元之类的各驱动机构也各自具有控制器。保护膜制作、标识所使用的气相沉积单元存储因带电粒子束的照射而形成堆积膜的沉积气体，并能够按照需要从喷嘴前端供给。通过并用利用FIB的试样的加工、切断而将试样的特定部位切下的微型取样单元包括能够通过探针驱动部而在试样室105内移动的探针。探针用于取出形成于试样的微小的试样片，或与试样表面接触而向试样供给电位。再有，在试样室105中也可以搭载冷阱或光学显微镜等。此外，作为试样103，除半导体试样之外，还假定为铁铜、轻金属以及聚合物类高分子等。另外，综合计算机130以及各控制器能够相互通信。〔物镜前端的固定方法〕
[0040]物镜前端的部件108的固定方法考虑利用螺钉的固定方法、部件自身带螺纹的方法，利用压接的固定方法等种种方法。在此，对其中一个例子进行记述。
[0041]图3(a)表示利用螺钉的固定例。使用一个螺钉便能够进行固定，但考虑到稳定性而使用两个以上的螺钉。再有，考虑组装时的部件位置调整则优选使用三个乃至四个螺钉进行固定。其原因在于，在使用三个乃至四个螺钉的情况下，具有能够通过螺钉相互的拧紧情况来调整部件308a的位置的优点。
[0042]图3(b)表示部件308b自身带螺纹的例子。具有不增加固定的部件数量点数的优点。
[0043]图3 (C)表示通过槽与突起配合来固定的例子。在图3 (C)中，在部件308c设置突起，在物镜主体设置槽，但也可以反过来。由此能够更简便地拆装。
[0044]上述以外，还考虑钩住部件308d而固定的方法(图3(d))、拉紧部件308e的方法(图3(e))、使用可拆装的连接件进行固定的方法等多种方法。另外，也可以处于固定部件108的目的而将多个方法组合。
[0045]对由可拆装的部件108构成电子束柱102a的物镜前端的效果进行记述。
[0046]通过由可拆装的部件构成物镜的前端，能够按照用途而装配不同构造的物镜前端。其结果，例如能够得到如下效果，(I)能够改变试样与物镜下表面的距离(WorkingDistance:WD),⑵在物镜前端损伤的情况、污染的情况下容易修复，(3)能够通过准备多个不同材质的物镜前端来与系统峰值对应。以下对各效果进行详细的说明。
[0047]〔 (I)能够改变WD带来的效果〕
[0048]—般情况下WD越短SEM的分辨率越高。但另一方面，若缩短WD则搭载于试样室的检测器107、X射线检测器109的检测效率低下。因此，期望按照用途而改变WD。在搭载一个带电粒子线柱的广泛使用的SEM装置的情况下，平时能够通过移动试样工作台来进行对应。但是，在搭载两个以上的带电粒子线柱的FIB-SEM装置的情况下，以试样103位于交叉点171的方式调整试样工作台104。因此，光轴方向的试样工作台104的位置基本固定。即、WD基本上由离子束柱与电子束柱的搭载位置所决定。但是，通过由可拆装的部件108构成电子束柱102a的物镜前端，能够改变W)。即、能够通过不移动试样工作台104的位置地改变物镜下表面来改变WD。例如，如图4所示，高分辨率观察变得重要的情况下，加长物镜前端的部件408a，在试样工作台的驱动范围、检测器107或X射线检测器109的检测效率优先于分辨率的情况下，缩短物镜前端的部件408b即可。
[0049]另外，在缩短物镜前端的部件408b的情况下，也能够扩大沉积单元、微型取样单元的驱动范围。除此之外，冷阱等也能够更靠近试样。即、复合带电粒子线装置的广泛使用性能够提