[发明专利]离子束电流测定装置及计算方法、试样制成装置

说明书

本发明提供一种离子束电流测定装置及计算方法、试样制成装置。不扰乱离子源内的离子化状态地计算出离子束电流值。本发明的一个方式具备：高压施加电路，其基于电压条件，向离子源的阳极与阴极之间施加电压来向阳极供给输出电流；气体流量调整机构，其调整向离子源内导入的成为离子材料的气体的流量；存储器，其记录有表示气体的流量与向引出电极流动的引出电流的值之间的关系的信息；以及运算处理部，其基于存储器中记录的信息来求出与气体的流量对应的引出电流，从由高压施加电路向阳极供给的输出电流的值减去引出电流的值，来计算离子束的电流值。

技术领域

本发明涉及一种离子束电流测定装置、试样制成装置以及离子束电流计算方法。

背景技术

在试样制成装置中，具有用于制成截面试样的截面抛光装置(CP)、用于制成薄膜试样的离子切片装置(IS)，并组装有被称为潘宁(Penning)型的构造的离子源。在图2中示出安装了CP的离子源的离子光学系统1，在图3中示出安装了IS的离子源的离子光学系统2。如图2和图3所示，离子源10都由筒状的阳极(anode)11(阳极)、相向的阴极(cathode)12(阴极)和环状的阴极13(对阴极)以及环状的引出电极14(接地电极)构成。各电极的形状不限于此例。阴极13是极片(pole piece)。在CP与IS之间，高压电源(高压施加电路20、20A)的结构及电路不同。

关于针对从离子源10引出的离子束的电流的检测，在CP和IS中，都是向金属制的电流检测板31直接照射离子束，例如用电流计33测定出电流检测板31获得的电流。为了适当地产生离子束，需要对向离子源10导入的氩气(Ar)等成为离子材料的气体进行流量调整。以往，使用如下方法：操作员在画面上观察在改变了氩气的流量时通过电流检测板31检测出的离子束电流的变化，来设定氩气的流量。

使用了以往的CP、IS的试样制成装置的控制系统像图1那样构成。图1是示出以往的试样制成装置的控制系统的框图。图1所示的试样制成装置的控制系统具备用户接口部60、控制电路部70、离子源控制部80以及射束电流测定电路30。

用户接口部60例如具备高压条件设定按钮61、气体流量设定按钮62以及离子束电流显示部63。控制电路部70的运算处理部72基于经由显示控制部71接收到的高电压的施加条件(以下称为“高压条件”。)以及成为离子材料的气体的流量的设定内容，来对离子源控制部80的高压施加电路81和气体流量调整机构82进行控制处理。

离子束电流的值是由射束电流测定电路30(图2和图3的电流计33)测定照射到试样室腔52内的射束电流检测单元53(相当于图2和图3的电流检测板31)的离子束的电流值所得到的数值。该数值被显示于用户接口部60的离子束电流显示部63。操作员一边观察该数值一边利用气体流量设定按钮62调整氩气流量，设定离子束加工条件。然后，在试样室腔52内，向准备好的试样3照射通过了引出电极14的离子束，来对试样3进行加工。

例如，在专利文献1中公开了如下内容：“对来自电场电离型气体离子源的、与取出了探针电流(probe current)的离子化面具有相同的电流电压特性的其它离子化面的放出离子电流进行测定，并改变引出电压以控制该放出离子电流值，由此控制探针电流”。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平2-54851号公报

发明内容

发明要解决的问题

另外，以往的电流测定方法主要存在两个问题点。第一个问题在于，在与试样位置不同的部位测量离子束电流。在离子束存在发散(散射)、衰减的情况下，测定电流不被获得为实际对加工有贡献的信息。