復合帶電粒子線裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及具備多個帶電粒子線裝置的復合帶電粒子線裝置。
【背景技術】
[0002]具備掃描式電子顯微鏡(SEM)與聚焦離子束(FIB)雙方的復合帶電粒子線裝置具有能夠對使用聚焦離子束進行了加工(或正在進行加工)的區域在其現場進行高分辨率SEM觀察的特征。因此，以透射式電子顯微鏡觀察用試樣的制作為首，在要求納米級的精細加工的半導體領域或材料領域、醫用領域等種種生產領域中成為必須的工具。
[0003]在引用文獻I公開了物鏡的外部的磁場為最低限度的用于電子顯微鏡系統的物鏡。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2011-222525號公報
【發明內容】
[0007]發明所要解決的課題
[0008]本發明者對復合帶電粒子線裝置進行反復研宄，作為結果得到如下的認識。
[0009]在僅具備一個帶電粒子線柱的裝置、例如SEM的情況下，在SEM的光軸上放置試樣即可。因此，試樣與帶電粒子線柱的距離按照用途而適當改變。例如，在以高分辨率進行觀察的情況下，使試樣更靠近帶電粒子線柱來進行觀察。
[0010]另一方面，在具備兩個以上帶電粒子線柱的裝置、例如SHM和FIB的裝置的情況下，不移動試樣而能夠實施SEM觀察和FIB加工的位置僅限于SEM的光軸與FIB的光軸交叉的點(交叉點)一點。因此，在FIB-SEM裝置中一般情況下在交叉點使用，試樣與各帶電粒子線柱端的距離固定。
[0011]在具備兩個以上帶電粒子線柱的裝置中，也能夠將試樣配置在交叉點以外的位置，在這種情況下僅使用某一方的帶電粒子線柱。例如，在FIB-SEM裝置中，若試樣靠近SEM柱，則限于僅使用SEM。為了進行利用FIB的加工，需要使試樣再次移動至交叉點。
[0012]本發明鑒于上述課題，提供在具備兩個以上的帶電粒子線柱的復合帶電粒子線裝置中能夠以將試樣放置在交叉點的位置的狀態進行高分辨率觀察的復合帶電粒子線裝置。
[0013]用于解決課題的方法
[0014]本發明具有如下構成。一種復合帶電粒子線裝置，其具備多個帶電粒子線柱，上述復合帶電粒子線裝置的特征在于，將試樣配置在上述多個柱的光軸相交的交點的位置，形成上述帶電粒子線柱的物鏡的前端的多個部件可拆裝，上述部件能夠改變上述交點與上述帶電粒子線柱前端的距離。
[0015]對其他的實施例在【具體實施方式】一欄進行記述。
[0016]發明效果
[0017]根據本發明，在具備兩個以上的帶電粒子線柱的復合帶電粒子線裝置中，通過改變各帶電粒子線柱的光軸交叉的點與各帶電粒子線柱端的距離，能夠以將試樣放置于交叉點的位置的狀態進行高分辨率觀察。
【附圖說明】
[0018]圖1是第一實施方式的概要圖。
[0019]圖2是交叉點附近的放大圖。
[0020]圖3是物鏡前端的部件的固定例。
[0021]圖4是在物鏡前端安裝不同的部件的例子。
[0022]圖5是體現物鏡前端的部件的類型的⑶I畫面的例子。
[0023]圖6是體現各單元的可動范圍的⑶I畫面的例子。
[0024]圖7是警告或報錯畫面的一例。
[0025]圖8是物鏡的前端的部件為單元時的例子。
[0026]圖9是第二實施方式的概要圖。
[0027]圖10是第三實施方式的概要圖。
【具體實施方式】
[0028]參照附圖對本發明的新的特征與效果進行說明。另外，對各圖中相同的構成標記相同的附圖標記。
[0029]實施例1
[0030]〔復合帶電粒子線裝置的構成〕
[0031]首先，對本實施例的裝置構成進行記述。圖1是本實施例的復合帶電粒子線裝置的概要圖。圖2是交叉點附近的放大圖。
[0032]在圖1中，復合帶電粒子線裝置具備:離子束柱1la ;用于控制離子束柱1la的離子束柱控制器131 ;電子束柱102a ;用于控制電子束柱102a的電子束柱控制器132 ;能夠載置試樣103的試樣工作臺104 ;試樣工作臺控制器134、試樣室105 ;用于檢測電子束102b或離子束1lb照射試樣103時產生的電子的檢測器106、107 ;控制各個檢測器的檢測器控制器136、137 ;X射線檢測器109 ;控制X射線檢測器的X射線檢測器控制器139 ;控制復合帶電粒子線裝置整體動作的綜合計算機130 ;操作人員輸入照射條件、試樣工作臺的位置等各種指示等的調節器(鍵盤、鼠標等)151 ;以及顯示用于控制裝置的GUI畫面153、裝置的狀態、取得的信息(包含圖像)等的一個或多個顯示器152。此外，裝置的狀態、取得的信息等也可以包含于⑶I畫面153。
[0033]離子束柱1la是包含用于產生離子束的離子源、用于使離子束聚焦的透鏡、用于掃描、移動離子束的偏轉系統等FIB所必要的全部構成要素的系統。同樣地，電子束柱102a是包含用于產生電子束的電子源、用于使電子束聚焦的透鏡，用于掃描、移動電子束的偏轉系統等SEM所必要的全部構成要素的系統。另外，電子束柱102a的物鏡前端由可拆裝的部件108構成。
[0034]而且，離子束柱1la與電子束柱102a搭載于試樣室105，通過離子束柱1la的離子束1lb與通過電子束柱102a的電子束102b主要集中于離子束柱的光軸1lc與電子束柱的光軸102c的交點(交叉點171)。另外，離子束1lb —般使用鎵離子，但是就加工的目的而言離子種類不成問題。另外，離子束不限于聚焦離子束，也可以是寬幅離子束。
[0035]此外，在本實施例中，雖然將離子束柱1la垂直配置、將電子束柱102a傾斜配置，但并不限于此，也可以將離子束柱1la傾斜配置、將電子束柱102a垂直配置。另外，也可以將離子束柱1la與電子束柱102a雙方都傾斜配置。另外，也可以做成具備Ga聚焦離子束柱、Ar聚焦離子束柱以及電子束柱的、三柱構成。
[0036]試樣工作臺104能夠平面移動、旋轉移動。另外，能夠使離子束的加工、觀察所需要的部位移動至離子束照射位置、或者移動至利用電子束的觀察位置。
[0037]形成物鏡的前端的部件108考慮電子束柱102a、離子束柱101a、試樣工作臺104，優選全長在35mm以下。
[0038]檢測器106、107分別搭載于電子束柱102a、試樣室105。另外，各檢測器控制器136、137具備對檢測信號進行演算處理、圖像化的電路或演算處理部。此外，檢測器106、107也可以使用不僅能夠檢測電子還能夠檢測離子的復合帶點粒子檢測器。另外，也可以在試樣室105中除檢測器107以外，作為第二、第三、第四、第五檢測器，搭載有三次電子檢測器或STEM檢測器、后方散射電子檢測器、低能耗電子檢測器等檢測器。再有，也可以在X射線檢測器109之外搭載質量分析器等。
[0039]在試樣室105中，除上述以外，還搭載有氣相沉積單元、微型取樣單元等。而且，沉積單元以及微型取樣單元之類的各驅動機構也各自具有控制器。保護膜制作、標識所使用的氣相沉積單元存儲因帶電粒子束的照射而形成堆積膜的沉積氣體，并能夠按照需要從噴嘴前端供給。通過并用利用FIB的試樣的加工、切斷而將試樣的特定部位切下的微型取樣單元包括能夠通過探針驅動部而在試樣室105內移動的探針。探針用于取出形成于試樣的微小的試樣片，或與試樣表面接觸而向試樣供給電位。再有，在試樣室105中也可以搭載冷阱或光學顯微鏡等。此外，作為試樣103，除半導體試樣之外，還假定為鐵銅、輕金屬以及聚合物類高分子等。另外，綜合計算機130以及各控制器能夠相互通信。〔物鏡前端的固定方法〕
[0040]物鏡前端的部件108的固定方法考慮利用螺釘的固定方法、部件自身帶螺紋的方法，利用壓接的固定方法等種種方法。在此，對其中一個例子進行記述。
[0041]圖3(a)表示利用螺釘的固定例。使用一個螺釘便能夠進行固定，但考慮到穩定性而使用兩個以上的螺釘。再有，考慮組裝時的部件位置調整則優選使用三個乃至四個螺釘進行固定。其原因在于，在使用三個乃至四個螺釘的情況下，具有能夠通過螺釘相互的擰緊情況來調整部件308a的位置的優點。
[0042]圖3(b)表示部件308b自身帶螺紋的例子。具有不增加固定的部件數量點數的優點。
[0043]圖3 (C)表示通過槽與突起配合來固定的例子。在圖3 (C)中，在部件308c設置突起，在物鏡主體設置槽，但也可以反過來。由此能夠更簡便地拆裝。
[0044]上述以外，還考慮鉤住部件308d而固定的方法(圖3(d))、拉緊部件308e的方法(圖3(e))、使用可拆裝的連接件進行固定的方法等多種方法。另外，也可以處于固定部件108的目的而將多個方法組合。
[0045]對由可拆裝的部件108構成電子束柱102a的物鏡前端的效果進行記述。
[0046]通過由可拆裝的部件構成物鏡的前端，能夠按照用途而裝配不同構造的物鏡前端。其結果，例如能夠得到如下效果，(I)能夠改變試樣與物鏡下表面的距離(WorkingDistance:WD),⑵在物鏡前端損傷的情況、污染的情況下容易修復，(3)能夠通過準備多個不同材質的物鏡前端來與系統峰值對應。以下對各效果進行詳細的說明。
[0047]〔 (I)能夠改變WD帶來的效果〕
[0048]—般情況下WD越短SEM的分辨率越高。但另一方面，若縮短WD則搭載于試樣室的檢測器107、X射線檢測器109的檢測效率低下。因此，期望按照用途而改變WD。在搭載一個帶電粒子線柱的廣泛使用的SEM裝置的情況下，平時能夠通過移動試樣工作臺來進行對應。但是，在搭載兩個以上的帶電粒子線柱的FIB-SEM裝置的情況下，以試樣103位于交叉點171的方式調整試樣工作臺104。因此，光軸方向的試樣工作臺104的位置基本固定。即、WD基本上由離子束柱與電子束柱的搭載位置所決定。但是，通過由可拆裝的部件108構成電子束柱102a的物鏡前端，能夠改變W)。即、能夠通過不移動試樣工作臺104的位置地改變物鏡下表面來改變WD。例如，如圖4所示，高分辨率觀察變得重要的情況下，加長物鏡前端的部件408a，在試樣工作臺的驅動范圍、檢測器107或X射線檢測器109的檢測效率優先于分辨率的情況下，縮短物鏡前端的部件408b即可。
[0049]另外，在縮短物鏡前端的部件408b的情況下，也能夠擴大沉積單元、微型取樣單元的驅動范圍。除此之外，冷阱等也能夠更靠近試樣。即、復合帶電粒子線裝置的廣泛使用性能夠提