离子束电流测定装置及计算方法、试样制成装置制造方法及图纸

本发明专利技术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。本发明专利技术的一个方式具备：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。

【技术实现步骤摘要】
离子束电流测定装置及计算方法、试样制成装置
本专利技术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。
技术介绍
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(polepiece)。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(probecurrent)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
技术实现思路
专利技术要解决的问题另外，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。第二个问题在于，通过向被插入到离子源10与试样3之间的电流检测板31照射离子束，来在电流检测板31的照射面上产生二次电子，由于离子源10侧的电位高这种电场分布的关系，二次电子向离子源10内部返回，导致离子化室腔51内的等离子体的状态发生变化。由于在离子束的光路上插入电流检测板31而导致离子化状态被扰乱，无法观察到实际的试样加工时的状态。在专利文献1所记载的技术中，也存在上述那样的问题。根据上述的状况，本专利技术的目的在于不扰乱离子源内的离子化状态地计算出离子束电流值。用于解决问题的方案为了解决上述问题，本专利技术的一个方式的离子束电流测定装置具备：离子源，其具有阳极、阴极以及利用向阳极供给的输出电流来引出离子束的引出电极；高压施加电路，其基于电压条件，向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，其记录表示成为离子材料的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；运算处理部，其基于该存储器中记录的信息来求出与成为离子材料的气体的流量对应的引出电流，并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，来计算通过引出电极的离子束的电流值；以及输出部，其输出由该运算处理部计算出的通过引出电极的离子束的电流值。专利技术的效果根据本专利技术中的至少一个方式，能够不扰乱离子源内的离子化状态地计算出离子束的电流值。通过以下的实施方式的说明来进一步明确上述以外的问题、结构以及效果。附图说明图1是示出以往的试样制成装置的控制系统的框图。图2是示出具备一般的截面抛光装置(CP)的离子光学系统的概要的结构图。图3是示出具备一般的离子切片装置(IS)的离子光学系统的概要的结构图。图4是示出本专利技术的第一实施方式所涉及的试样制成装置的控制系统的框图。图5是示出本专利技术的第一实施方式所涉及的离子束电流值的计算方法的过程例的流程图。图6是示出本专利技术的第一实施方式所涉及的CP中的引出电流与氩气流量的关系例的曲线图。图7是示出本专利技术的第一实施方式所涉及的CP中的各种电流与氩气流量的关系例的曲线图。图8是示出本专利技术的第一实施方式所涉及的IS中的引出电流与氩气流量的关系例的曲线图。图9是示出本专利技术的第一实施方式所涉及的用户接口画面的一例的图。图10是示出本专利技术的第二实施方式所涉及的试样制成装置的控制系统的框图。图11是示出本专利技术的第二实施方式所涉及的离子束电流值的计算方法的过程例的流程图。附图标记说明1、2：试样制成装置；3：试样；10：离子源；20、20A：高压施加电路；51：离子化室腔；52：试样室腔；60、60B：用户接口部；61：气体流量设定按钮；62：高压条件设定按钮；63：离子束电流显示部；70A：控制电路部；71：显示控制部；72A、72B：运算处理部；73：存储器(引出电极电流值表)；74：气体流量调整运算部；80A：离子源控制部；81：高压施加电路；82：气体流量调整机构；83：输出电流测定电路；110：监视器画面。具体实施方式以下，参照附图来说明用于实施本专利技术的方式(以下，记为“实施方式”)的例子。对于在本说明书和附图中具有实质上相同的功能或结构的构成要素，标注相同的附图标记来省略重复的说明。首先，参照图2和图3来对应用本专利技术的试样制成装置的结构例进行说明。<截面抛光装置(CP)的离子产生部的结构>图2是示出具备一般的截面抛光装置(CP)的离子产生部的离子光学系统的概要的结构图。图2所示的离子光学系统1是向试样3照射离子束来加工试样3的离子铣(ionmilling)装置。在离子铣装置中，通过调整即将导入的氩气(Ar)的流量来调整离子束状态(离子束电流值)。离子光学系统1为离子束电流测定装置的一例。离子光学系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离子束电流测定装置，具备：/n离子源，其具有阳极、阴极以及利用向所述阳极供给的输出电流来引出离子束的引出电极；/n高压施加电路，其基于电压条件，向所述阳极与所述阴极之间施加电压来向所述阳极供给所述输出电流；/n气体流量调整机构，其调整向所述离子源内导入的成为离子材料的气体的流量；/n存储器，其记录有表示所述成为离子材料的气体的流量与向所述引出电极流动的引出电流的值之间的关系的信息；/n运算处理部，其基于所述存储器中记录的所述信息来求出与所述成为离子材料的气体的流量相对应的所述引出电流，从由所述高压施加电路向所述阳极供给的所述输出电流的值减去所述引出电流的值，来计算要经过所述引出电极的所述离子束的电流值；以及/n输出部，其输出由所述运算处理部计算出的要经过所述引出电极的所述离子束的电流值。/n

【技术特征摘要】
20190214 JP 2019-0248451.一种离子束电流测定装置，具备：
离子源，其具有阳极、阴极以及利用向所述阳极供给的输出电流来引出离子束的引出电极；
高压施加电路，其基于电压条件，向所述阳极与所述阴极之间施加电压来向所述阳极供给所述输出电流；
气体流量调整机构，其调整向所述离子源内导入的成为离子材料的气体的流量；
存储器，其记录有表示所述成为离子材料的气体的流量与向所述引出电极流动的引出电流的值之间的关系的信息；
运算处理部，其基于所述存储器中记录的所述信息来求出与所述成为离子材料的气体的流量相对应的所述引出电流，从由所述高压施加电路向所述阳极供给的所述输出电流的值减去所述引出电流的值，来计算要经过所述引出电极的所述离子束的电流值；以及
输出部，其输出由所述运算处理部计算出的要经过所述引出电极的所述离子束的电流值。


2.根据权利要求1所述的离子束电流测定装置，其中，
还具备设定部，该设定部设定所述电压条件和所述成为离子材料的气体的流量，
所述运算处理部基于所述电压条件和所述成为离子材料的气体的流量的设定内容，来对所述高压施加电路和所述气体流量调整机构进行控制处理。


3.根据权利要求1所述的离子束电流测定装置，其中，
还具备设定部，该设定部设定所述电压条件，
所述运算处理部基于所述电压条件的设定内容对所述高压施加电路和所述气体流量调整机构进行控制处理，以及进行基于计算出的所述离子束的电流值来调整所述成为离子材料的气体的流量的控制处理。


4.根据权利要求3所述的离子束电流测定装置，其中，
所述运算处理部进行以下处理作为调整所述成为离子材料的气体的流量的控制处理，所述处理包括：
设定与所述电压条件对应的所述成为离子材料的气体的第一流量，
基于所述存储器中记录的所述信息，来求出与所述成为离子材料的气体的第一流量相对应的所述引出电流的第一电流值，
从向所述阳极供给的所述输出电流的值减去所述引出电流的第一电流值，来计算所述离子束的第一电流值，
接下来，计算与所述成为离子材料的气体的第二流量相对应的所述离子束的第二电流值，所述第二流量是使所述成为离子材料的气体的第一流量变化规定量所得到的流量，
根据所述离子束的第一电流值...

【专利技术属性】
技术研发人员：小塚心寻，
申请(专利权)人：日本电子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP