(57)【要約】  本発明は、ＳＥＭ観察を実施したときの残留磁場の作用を効率的に減少させることができる荷電粒子線装置を提供するものである。本発明に係る荷電粒子線装置は、第１コイルをオフにした後に第２コイルに直流電流を流す第１モードと、前記第１コイルをオフにした後に前記第２コイルに交流電流を流す第２モードとの少なくともいずれかを実施する（図５参照）。
2019043946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料に対して荷電粒子線を照射する荷電粒子線装置であって、
前記試料に対して電子ビームを出射する電子ビーム照射部、
前記電子ビームを前記試料に対して収束させる対物レンズ、
を備え、
前記対物レンズは、
第１磁極片、
前記第１磁極片に対して前記電子ビームの経路から離れる側の位置に配置された第２磁極片、
前記第１磁極片と前記第２磁極片との間に配置された第１コイル、
前記第２磁極片に対して前記電子ビームの経路から離れる側の位置に配置された第２コイル、
を備え、
前記荷電粒子線装置はさらに、
前記第１コイルに流す電流と前記第２コイルに流す電流を制御する制御部、
前記制御部に対する指令を記憶する記憶部、
を備え、
前記制御部は、前記記憶部が記憶している前記指令にしたがって、
前記第１コイルに流れる電流をオフにした後に前記第２コイルに直流電流を流すことにより、前記第２磁極片に残留している残留磁場の作用を減少させる、第１モード、
前記第１コイルに流れる電流をオフにした後に前記第２コイルに交流電流を流すことにより、前記第２磁極片に残留している残留磁場の作用を減少させる、第２モード、
の少なくともいずれかを実施する
ことを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項２】
前記荷電粒子線装置はさらに、前記試料に対して集束イオンビームを出射するイオンビーム照射部を備え、
前記制御部は、前記第１モードを実施している間に、前記イオンビーム照射部を制御することにより、前記試料に対して前記集束イオンビームを照射して前記試料を加工する
ことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子線装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第２モードを実施している間に、前記交流電流の振幅を経時減少させることにより、前記第２磁極片に残留している残留磁場を経時減少させる
ことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子線装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１コイルに電流を流すことにより磁界レンズを形成する第１磁界レンズモードと、前記第２コイルに電流を流すことにより磁界レンズを形成する第２磁界レンズモードとを切り替えることができるように構成されており、
前記制御部は、動作モードを前記第１磁界レンズモードと前記第２磁界レンズモードとの間で切り替えたとき、前記第１モードと前記第２モードの少なくともいずれかを実施する
ことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子線装置。
【請求項５】
前記荷電粒子線装置はさらに、
前記試料に対して集束イオンビームを出射するイオンビーム照射部、
前記制御部に対する指示を入力するユーザインターフェース、
を備え、
前記ユーザインターフェースは、前記集束イオンビームを用いて前記試料を加工する際に前記第１モードと前記第２モードのいずれを実施するかを指定する指定欄を有し、
前記制御部は、前記指定欄に対して入力された指定にしたがって、前記集束イオンビームを用いて前記試料を加工する際に前記第１モードと前記第２モードの少なくともいずれかを実施する
ことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子線装置。
【請求項６】
前記荷電粒子線装置はさらに、前記第２磁極片に対して前記電子ビームの経路から離れる側の位置に配置された第３コイルを備え、
前記制御部は、前記記憶部が記憶している前記指令にしたがって、
前記第１コイルに流れる電流と前記第２コイルに流れる電流をオフにした後に前記第３コイルに直流電流を流すことにより、前記第２磁極片に残留している残留磁場の作用を減少させる、第３モード、
前記第１コイルに流れる電流と前記第２コイルに流れる電流をオフにした後に前記第３コイルに交流電流を流すことにより、前記第２磁極片に残留している残留磁場の作用を減少させる、第４モード、
の少なくともいずれかを実施する
ことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子線装置。
【請求項７】
前記荷電粒子線装置はさらに、前記第２コイルに対して前記電子ビームの経路から離れる側の位置に配置された第３磁極片を備え、
前記第２磁極片と前記第３磁極片は、前記第２コイルを取り囲む磁路を形成している
ことを特徴とする請求項６記載の荷電粒子線装置。
【請求項８】
前記第１コイルと前記第２コイルの少なくともいずれかは、複数のコイルによって形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子線装置。
【請求項９】
前記第２コイルの巻数は前記第１コイルの巻数以上であり、
前記第１コイルの巻数は前記第３コイルの巻数以上である
ことを特徴とする請求項６記載の荷電粒子線装置。
【請求項１０】
前記第２コイルの巻数は前記第１コイルの巻数以上である
ことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＩＢ−ＳＥＭ装置は、同一の試料室内に集束イオンビーム（Ｆｏｃｕｓｅｄ  Ｉｏｎ  Ｂｅａｍ：ＦＩＢ）照射部と走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＥＭ）を配置した複合荷電粒子線装置である。ＦＩＢ−ＳＥＭ装置は、透過型電子顕微鏡を用いて観察する薄膜試料を作製したり、試料の３次元構造を解析したりするために用いられる。ＳＥＭはＦＩＢに比べてプローブのビーム径が小さいので、試料を高分解能で観察することができる。【０００３】
ＦＩＢ−ＳＥＭ装置は、ＦＩＢによる加工とＳＥＭによる観察を交互または同時に実施する。このとき、ＳＥＭの対物レンズからＦＩＢ−ＳＥＭの試料室内に対して磁場が漏れると、ＦＩＢのイオンビームが偏向され、あるいはイオン源の同位体が分離することにより、加工精度や分解能が劣化する。ＳＥＭ鏡筒の磁界レンズをオフにしたとしても、磁極片に残留磁場が残り、その残留磁場が試料室に漏れてＦＩＢによる加工や観察に影響を与える場合がある。【０００４】
下記特許文献１は、複合荷電粒子線装置の残留磁場について記載している。同文献は、『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の向上。』を課題として（要約参照）、『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、電子ビーム鏡筒の対物レンズの残留磁気消磁のための減衰交流回路と、電子ビーム鏡筒の対物レンズの励磁電流値を記憶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。』という技術を開示している（請求項２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３２９３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１のように、減衰交流磁場を用いて残留磁場を消磁する場合、ＦＩＢによる加工や観察に与える影響が許容できるレベルまで残留磁場を消磁するためには、数秒程度の時間が必要である。したがって、荷電粒子線装置を効率的に使用するためには、残留磁場の作用を効率的に減少させることが求められる。【０００７】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、ＳＥＭ観察を実施したときの残留磁場の作用を効率的に減少させることができる荷電粒子線装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る荷電粒子線装置は、第１コイルをオフにした後に第２コイルに直流電流を流す第１モードと、前記第１コイルをオフにした後に前記第２コイルに交流電流を流す第２モードとの少なくともいずれかを実施する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る荷電粒子線装置によれば、荷電粒子線装置の用途に応じて第１モードと第２モードを使い分けることにより、残留磁場の作用を効率的に減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１に係る荷電粒子線装置１０の構成図である。
【図２】ＳＥＭ鏡筒１００が備える対物レンズの構成を示す側面図である。
【図３Ａ】対物レンズが浸漬型磁界レンズとして形成されたとき発生する磁場を示す概略図である。
【図３Ｂ】対物レンズが非浸漬型磁界レンズとして形成されたとき発生する磁場を示す概略図である。
【図４】対物レンズをオフにしたときの残留磁場を示す概略図である。
【図５】荷電粒子線装置１０が残留磁場１３０の作用を抑制する手順を説明するフローチャートである。
【図６】荷電粒子線装置１０に対してオペレータが指示を与えるためのＧＵＩ１４０の例である。
【図７】実施形態２に係る荷電粒子線装置１０が備えるＳＥＭ鏡筒１００の対物レンズの構成図である。
【図８】実施形態３に係る荷電粒子線装置１０が備えるＳＥＭ鏡筒１００の対物レンズの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施形態１に係る荷電粒子線装置１０の構成図である。ＦＩＢ−ＳＥＭ装置の構成を示す図である。荷電粒子線装置１０は、ＦＩＢ−ＳＥＭ装置として構成されている。荷電粒子線装置１０は、ＳＥＭ鏡筒１００、ＦＩＢ鏡筒１０１、試料室１０２、ＦＩＢ−ＳＥＭ架台１０３、制御器１０５、モニタ１０６、記憶装置１０７を備える。ＦＩＢ鏡筒１０１は、試料１０４を加工または観察するため、試料１０４に対してＦＩＢを照射する。ＳＥＭ鏡筒１００は、試料１０４を高分解能で観察・分析するため、試料１０４に対して電子ビームを照射する。試料室１０２は、試料１０４を設置する空間であり、上記各鏡筒を備えている。ＦＩＢ−ＳＥＭ架台１０３は、試料室１０２を搭載する。制御器１０５は、荷電粒子線装置１０を制御することにより、試料１０４のＳＥＭ観察像を取得し、ＦＩＢにより試料１０４を加工し、試料１０４のＦＩＢ観察像を取得する。モニタ１０６は、試料１０４に対する処理結果（例えば観察像）を画面表示する。
【００１２】
ＦＩＢ鏡筒１０１は、イオン源、ブランカー、静電偏向器、静電対物レンズを備える。ブランカーは、ＦＩＢ鏡筒１０１を動作させたまま、イオンビームが試料１０４に対して照射されないようにするために用いられる。静電偏向器は、静電対物レンズのレンズ中心を基点にイオンビームを偏向し、試料１０４の表面を走査するためのものである。静電偏向器としては、１段の偏向器あるいは上下２段の偏向器などを用いることができる。
【００１３】
ＳＥＭ鏡筒１００は、電子銃、コンデンサレンズ、可動絞り、偏向器、対物レンズを備える。電子銃としては、フィラメント方式、ショットキー方式、フィールドエミッション方式などのものを用いることができる。偏向器としては、磁界偏向型あるいは静電偏向型のものが用いられる。１段の偏向器あるいは上下２段の偏向器などを用いることができる。対物レンズとしては、磁場による電子の集束作用を用いた磁界レンズや、磁場と電場を重畳させることにより色収差を低減させた電界重畳型磁界レンズなどを用いることができる。
【００１４】
試料１０４は、試料室１０２に備えられた傾斜可能な試料ステージに搭載されている。ＦＩＢによって試料１０４を加工するときは、試料１０４をＦＩＢ鏡筒１０１側に傾斜させ、ＳＥＭによって試料１０４を観察するときは、試料１０４をＳＥＭ鏡筒１００側に傾斜させる。ＳＥＭ観察時において試料１０４に対してバイアス電圧を印加する場合は、試料１０４とＳＥＭ鏡筒１００との間に形成される電界の歪みを考慮して、試料１０４をＳＥＭ鏡筒１００の中心軸に対して垂直になるように配置する。
【００１５】
制御器１０５は、電子銃より発生した１次電子線を偏向器により試料１０４上で走査し、試料１０４内部から発生する２次電子を２次電子検出器（ＳＥＭ鏡筒１００内や試料室１０２内に搭載されている）によって検出することにより、ＳＥＭ観察像を取得する。制御器１０５は、イオン源から試料１０４に対してイオンビームを照射することにより、試料１０４を加工し、試料１０４のＦＩＢ観察像を取得する。ＦＩＢ観察像は、ＳＥＭ観察像と同様の手法で取得することができる。
【００１６】
記憶装置１０７は、例えばハードディスクドライブなどの装置である。記憶装置１０７は、制御器１０５が使用するデータを記憶する。例えば後述する第１モードと第２モードのいずれを実施するかを指定する指令を格納することができる。
【００１７】
図２は、ＳＥＭ鏡筒１００が備える対物レンズの構成を示す側面図である。対物レンズは、第１磁極片１１０、第２磁極片１１１、第１コイル１１２、第３磁極片１１６を備える。第１磁極片１１０と第２磁極片１１１は、中空円筒形状の磁性材料によって形成することができる。電子ビームは中空部分を通過する。第１磁極片１１０と第２磁極片１１１は、電子ビームの経路を中心軸とする軸対称に形成されている。第２磁極片１１１は、電子ビームの経路から見て第１磁極片１１０の外側に配置されている。第２磁極片１１１の試料１０４側の端部は、第１磁極片１１０の試料１０４側の端部よりも、試料１０４に近い位置まで延伸している。
【００１８】
第１コイル１１２は、第１磁極片１１０と第２磁極片１１１との間に配置されている。制御器１０５は、第１コイル１１２に流す電流値を制御することにより、第１磁極片１１０から発生する磁束を調整する。これにより磁界レンズの特性を制御し、後述する非浸漬型磁界レンズを形成することができる。
【００１９】
第２コイル１１３は、電子ビームの経路（各磁極片の中心軸）から見て、第２磁極片１１１の外側に配置されている。ＳＥＭ鏡筒１００が第２コイル１１３を備えてもよいし、試料室１０２内に第２コイル１１３を配置してもよい。制御器１０５は、第２コイル１１３に流す電流値を制御することにより、第２磁極片１１１から発生する磁束を調整する。これにより磁界レンズの特性を制御し、後述する浸漬型磁界レンズを形成することができる。
【００２０】
第３磁極片１１６は、電子ビームの経路から見て第２磁極片１１１よりも外側に配置されている。第２磁極片１１１と第３磁極片１１６は、第２コイル１１３を取り囲む磁路を形成している。
【００２１】
第３コイル１１４は、電子ビームの経路から見て第２磁極片１１１の外側に配置されており、後述する手法により残留磁場を抑制するために用いられる。第３コイル１１４としては、第１コイル１１２および第２コイル１１３と比較して、コイル線の巻数が少なく小型なものを用いることができる。第３コイル１１４は、ＳＥＭ鏡筒１００の一部として構成することもできるし、試料室１０２に配置することもできる。
【００２２】
磁場検出器１１５は、試料室１０２に配置されており、試料室１０２内の磁場を測定することができる。制御器１０５は、磁場検出器１１５が測定した試料室１０２内の磁場を用いて、各コイルの電流値を制御する。
【００２３】
図３Ａは、対物レンズが浸漬型磁界レンズとして形成されたとき発生する磁場を示す概略図である。第２コイル１１３に電流を流すことにより、ＳＥＭ鏡筒１００と試料１０４との間に浸漬型磁界レンズ１２０が形成される。浸漬型磁界レンズ１２０はレンズ主面が試料１０４近傍にあるので、レンズの短焦点化により試料１０４を高分解能で観察することができる。他方で浸漬型磁界レンズを形成したとき、第２磁極片１１１から試料室１０２内部に強力なレンズ磁場１２１が発生するので、ＦＩＢがレンズ磁場１２１の作用を受ける。したがってこのときＦＩＢによる加工や観察を実施することはできない。
【００２４】
図３Ｂは、対物レンズが非浸漬型磁界レンズとして形成されたとき発生する磁場を示す概略図である。第１コイル１１２に電流を流すことにより、ＳＥＭ鏡筒１００と試料１０４との間に非浸漬型磁界レンズ１２２が形成される。非浸漬型磁界レンズ１２２はレンズ主面が第１磁極片１１０の端部と第２磁極片１１１の端部との間にあるので、レンズ磁場１２３が第２磁極片１１１によってブロックされる。したがって浸漬型磁界レンズと比較すると、ＦＩＢに対する磁場の影響は小さい。しかし非浸漬型磁界レンズ１２２においても、磁極片の形状や位置関係により試料室１０２内に磁場が漏れる場合がある（漏れ磁場１２４）。この漏れ磁場１２４は、ＦＩＢ像シフトや分解能劣化の要因となる。
【００２５】
図４は、対物レンズをオフにしたときの残留磁場を示す概略図である。第１コイル１１２に流す電流をオフにすると非浸漬型磁界レンズ１２２はオフになり、さらに第２コイル１１３に流す電流をオフにすると浸漬型磁界レンズ１２０もオフになる。このとき残留磁場１３０が試料室１０２内に残る。残留磁場１３０がＦＩＢの経路またはその近傍に存在すると、イオンビームに対してローレンツ力が作用し、イオンビームの進行方向と磁場の磁束方向に直交する方向にイオンビームが偏向される。
【００２６】
残留磁場１３０はＳＥＭ鏡筒１００の対物レンズの使用状況に応じて変化する。したがって、残留磁場１３０による試料１０４表面におけるイオンビームのシフト量は、数ｎｍから数十ｎｍのばらつきを持ち、これがＦＩＢの加工精度を悪化させる要因となる。浸漬型磁界レンズ１２０は第２磁極片１１１に流れる磁束密度が大きいので、非浸漬型磁界レンズ１２２よりも残留磁場が大きい（およそ１ｍＴ以上）。そこで本実施形態１においては、磁界レンズを浸漬型磁界レンズ１２０と非浸漬型磁界レンズ１２２との間で切り替えたとき、第２コイル１１３または第３コイル１１４を用いて、残留磁場１３０の作用を打ち消すことを図る。
【００２７】
図５は、荷電粒子線装置１０が残留磁場１３０の作用を抑制する手順を説明するフローチャートである。荷電粒子線装置１０は、（ａ）直流電流によって残留磁場１３０の作用を抑制しつつＦＩＢによる加工や観察を実施する第１モードと、（ｂ）交流電流によって残留磁場１３０をできる限り消滅させてからＦＩＢによる加工や観察を実施する第２モードの、２つの動作モードを実施することができる。制御器１０５は、例えば（ａ）磁界レンズを浸漬型磁界レンズ１２０と非浸漬型磁界レンズ１２２との間で切り替えたとき、（ｂ）オペレータが指示したとき、などに本フローチャートを実施することができる。以下図５の各ステップについて説明する。
【００２８】
（図５：ステップＳ５０１）
制御器１０５は、与えられた指令にしたがって、第１モードと第２モードのいずれを実施するかを判定する。第１モードを実施する場合はステップＳ５０２へ進み、第２モードを実施する場合はステップＳ５０４へ進む。指令は例えば後述するＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を介してオペレータが与えることもできるし、試料１０４のタイプや実施すべき加工・観察の内容に応じてあらかじめ動作モードを規定するとともに、その規定を指令として記憶装置１０７に格納しておき、制御器１０５がこれを読み出すこともできる。その他適当な方法によって指令を与えてもよい。いずれの場合であっても、荷電粒子線装置１０は与えられた指令をいったん記憶装置１０７に格納しておき、制御器１０５がこれを読み出す。
【００２９】
（図５：ステップＳ５０２）
制御器１０５は、ＳＥＭ鏡筒１００の対物レンズ（浸漬型磁界レンズ１２０または非浸漬型磁界レンズ１２２）をオフにする。具体的には、磁界レンズを形成しているコイル（第１コイル１１２または第２コイル１１３）の電流をオフにする。
【００３０】
（図５：ステップＳ５０３）
制御器１０５は、第２コイル１１３または第３コイル１１４に直流電流を流すことにより、残留磁場１３０をオフセットさせる磁場を発生させる。直流電流の向きは、残留磁場１３０の作用を打ち消す磁場を発生させる向きである。直流電流の大きさは、磁場検出器１１５が残留磁場１３０の大きさを測定することにより定めることもできるし、残留磁場１３０によってＦＩＢ観察像の位置がシフトする量に基づき定めることもできる。その他適当な手法により定めてもよい。
【００３１】
（図５：ステップＳ５０３：補足その１）
第１モードは、残留磁場１３０の影響を打ち消す磁場を発生させるのみであるので、後述する第２モードと比較して、素早く効果を発揮することができる。ただし残留磁場１３０を完全に除去するわけではないので、例えば残留磁場１３０が小さい非浸漬型磁界レンズ１２２の使用後や、ＦＩＢによる加工精度の要求があまり高くない用途（例：粗加工）において、第１モードを用いるのが適しているといえる。
【００３２】
（図５：ステップＳ５０３：補足その２）
第１コイル１１２を用いて非浸漬型磁界レンズ１２２を形成した後は、第２コイル１１３と第３コイル１１４のいずれか一方または双方を用いて、第１モードを実施することができる。第２コイル１１３を用いて浸漬型磁界レンズ１２０を形成した後は、第３コイル１１４を用いて第１モードを実施することができる。
【００３３】
（図５：ステップＳ５０３：補足その３）
第１モードは、残留磁場１３０を完全に消滅させるわけではなく、オフセット磁場を発生させている間は残留磁場１３０の作用を抑制できるに過ぎない。したがってＦＩＢを用いる場合、制御器１０５は第１モードを実施しながらＦＩＢによる加工・観察を実施することになる。
【００３４】
（図５：ステップＳ５０４）
本ステップはステップＳ５０２と同様である。
【００３５】
（図５：ステップＳ５０５）
制御器１０５は、第２コイル１１３または第３コイル１１４に交流電流を流すことにより、残留磁場１３０をできる限り消滅させる。交流電流の振幅を時間経過にともなって小さくすることにより、磁極片に残留している残留磁場１３０を経時的に減少させ、ゼロに近づけることができる。交流電流の振幅は、あらかじめ適当な値を定めておけばよい。
【００３６】
（図５：ステップＳ５０５：補足）
第２モードは、交流電流の振幅を経時減少させながら次第に残留磁場１３０を消滅させるので、残留磁場１３０がＦＩＢに対して与える作用が許容範囲内に収まるまで、概ね数秒程度を要する。他方で第２モードは、第１モードよりも消磁効果が高い。したがって第２モードは、ＦＩＢによる加工精度の要求が高い用途や３次元構造解析などを実施する前に、第２モードを用いるのが適しているといえる。
【００３７】
（図５：ステップＳ５０１：補足）
第１モードと第２モードを組み合わせて使用することもできる。この場合はステップＳ５０１において、その旨の指令を受け取り、制御器１０５は各モードをその指令にしたがって組み合わせて用いる。例えば第２モードによって残留磁場１３０をある程度まで減少させた後、第１モードにより残留磁場１３０をオフセットさせることができる。この場合、第２モードで残る僅かな残留磁場１３０を補正する目的で、第１モードを利用する。これにより、第２モードと同等以上の精度を、より素早く実現することができる。
【００３８】
図６は、荷電粒子線装置１０に対してオペレータが指示を与えるためのＧＵＩ１４０の例である。制御器１０５は、モニタ１０６上にＧＵＩ１４０を画面表示する。オペレータはＧＵＩ１４０を介して、加工項目ごとに、第１モードと第２モードのいずれを実施するかを指定する。両モードを実施することもできるし、いずれも実施しないこともできる。
【００３９】
ＧＵＩ１４０は、加工モード欄１４１と動作モード指定欄１４２を有する。加工モード欄１４１は、加工動作の内容を表示している。動作モード指定欄１４２は、加工動作ごとに第１モードと第２モードのいずれを実施するかを指定する欄である。オペレータは例えば、ＦＩＢ加工において精度をあまり必要としない粗加工や、イオンビームをデフォーカスさせて試料表面を取り除く広範囲加工においては、第１モードを選択し、精度を必要とする精密加工や長時間の連続加工においては第２モードあるいは両モードを選択する。
【００４０】
制御器１０５は、荷電粒子線装置１０の動作をＳＥＭ観察からＦＩＢ加工・観察に切り替えたとき、図５のフローチャートを自動的に実施することにより、ＦＩＢを用いる前に残留磁場１３０の作用を抑制することができる。
【００４１】
＜実施の形態１：まとめ＞
本実施形態１に係る荷電粒子線装置１０は、直流電流により残留磁場１３０の作用を減少させる第１モードと、交流電流により残留磁場１３０の作用を減少させる第２モードとを実施することができる。これにより、ＦＩＢ鏡筒１０１の用途に応じて第１モードと第２モードを使い分けることができるので、ＦＩＢによる加工・観察の精度と動作効率を両立させることができる。
【００４２】
＜実施の形態２＞
図７は、本発明の実施形態２に係る荷電粒子線装置１０が備えるＳＥＭ鏡筒１００の対物レンズの構成図である。本実施形態２に係る荷電粒子線装置１０は、実施形態１とは異なり第３コイル１１４を備えていない。その他構成は実施形態１と同様である。本実施形態２においては、第１モードと第２モードいずれも第２コイル１１３を用いて実施する。第３コイル１１４を用いないので、各モードにおいて第２コイル１１３に流す電流値は実施形態１と異なる場合があるが、動作手順は実施形態１と同様である。
【００４３】
第２コイル１１３は、磁界レンズを形成する役割と残留磁場を抑制する役割を兼ねるので、３つのコイルのなかで巻数が最も多い。すなわち、第２コイル巻数≧第１コイル巻数≧第３コイル巻数である。磁界レンズを形成するために第１コイル１１２のみを用いる場合は、第２コイル１１３の巻数を第１コイル１１２よりも少なくしてもよい。すなわち、第１コイル巻数≧第２コイル巻数としてもよい。
【００４４】
＜実施の形態３＞
図８は、本発明の実施形態３に係る荷電粒子線装置１０が備えるＳＥＭ鏡筒１００の対物レンズの構成図である。第１コイル１１２と第２コイル１１３のいずれか一方または両方は、複数のコイルに分割して構成することができる。図８においては、第１コイル１１２と第２コイル１１３ともに２つのコイルに分割した例を示した。
【００４５】
磁極片から生じる磁場を安定させるためには、磁極片の温度変化を抑制することが重要である。磁極片の温度変化を抑制するためには、コイルの消費電力を一定に保てばよい。コイルの消費電力を一定に保ちつつ磁場を調整するためには、コイルに流れる電流の大きさを一定に保ちつつ電流の向きを変化させればよい。例えば図８において、コイル１１２Ａと１１２Ｂに互いに反対向きの電流を流すことにより、発生する磁場を打ち消すことができる。磁場を発生させるときは、コイル１１２Ａと１１２Ｂに同じ向きの電流を流せばよい。いずれの場合においても電流値を一定に保つことにより、消費電力を一定に保つことができる。
【００４６】
各分割コイルの巻数は同じであってもよいしそれぞれ異なっていてもよい。巻数が同じであるほうが、電流制御を簡易化できる。コイルとしての性能は、分割コイルの場合も単一コイルの場合も同じである。
【００４７】
＜本発明の変形例について＞
本発明は、前述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００４８】
以上の実施形態においては、ＳＥＭ鏡筒１００の残留磁場がＦＩＢに対して影響を及ぼす例を説明した。ＳＥＭ鏡筒１００の残留磁場は、次にＳＥＭ鏡筒１００を用いる際にも影響を及ぼす。したがって、ＦＩＢを用いない場合においても、本発明の手法は有用である。
【００４９】
以上の実施形態において、制御器１０５は、その機能を実装した回路デバイスなどのハードウェアを用いて構成することもできるし、その機能を実装したソフトウェアを演算装置が実行することにより構成することもできる。
【符号の説明】
【００５０】
１０：荷電粒子線装置
１００：ＳＥＭ鏡筒
１０１：ＦＩＢ鏡筒
１０２：試料室
１０３：ＦＩＢ−ＳＥＭ架台
１０４：試料
１０５：制御器
１０６：モニタ
１１０：第１磁極片
１１１：第２磁極片
１１２：第１コイル
１１３：第２コイル
１１４：第３コイル
１１５：磁場検出器
１１６：第３磁極片
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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