(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-16
(45)【発行日】2024-08-26
(54)【発明の名称】荷電粒子ビーム装置及び荷電粒子ビーム装置の調整方法
(51)【国際特許分類】
H01J 37/317 20060101AFI20240819BHJP
H01J 37/09 20060101ALI20240819BHJP
H01J 37/30 20060101ALI20240819BHJP
【ＦＩ】
H01J37/317 D
H01J37/09 A
H01J37/30 Z
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2023544876
(86)(22)【出願日】2021-09-01
(86)【国際出願番号】 JP2021032145
(87)【国際公開番号】W WO2023032083
(87)【国際公開日】2023-03-09
【審査請求日】2023-12-11
(73)【特許権者】
【識別番号】503460323
【氏名又は名称】株式会社日立ハイテクサイエンス
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100126664
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 慎吾
(74)【代理人】
【識別番号】100161207
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 和純
(74)【代理人】
【識別番号】100175824
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 淳一
(72)【発明者】
【氏名】大塚 靖孝
(72)【発明者】
【氏名】大庭 弘
(72)【発明者】
【氏名】永原 幸児
(72)【発明者】
【氏名】杉山 安彦
【審査官】右▲高▼ 孝幸
(56)【参考文献】
【文献】特開２００８－０５３００２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平６－３４９４３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－１２８０６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６０－１３６１４１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｊ ３７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
荷電粒子ビームを発生させる荷電粒子源と、前記荷電粒子源から発生する前記荷電粒子ビームの一部を通過させるために選択される少なくとも１つの貫通孔が形成された絞り部材と、
前記絞り部材を駆動する駆動機構と、
前記荷電粒子源から発生する前記荷電粒子ビームを試料上又は前記絞り部材上に集束させて走査する光学系と、
前記駆動機構及び前記光学系を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
所定軸に対して姿勢決めされた目印試料に前記荷電粒子ビームを照射して得られる画像で認識する前記目印試料に応じた前記所定軸である観察軸の姿勢情報を記憶し、
前記荷電粒子ビームを前記絞り部材に照射して得られる画像で認識する前記貫通孔の一部を形成する所定部位を、前記観察軸に対して姿勢決めするように前記駆動機構によって前記絞り部材を駆動する、
ことを特徴とする荷電粒子ビーム装置。
【請求項2】
前記荷電粒子ビームを第１の荷電粒子ビームとして、第２の荷電粒子ビームを前記試料上又は前記絞り部材上に集束させて走査するビーム鏡筒と、前記試料が配置されて駆動されるステージと、
を備え、
前記制御装置は、
前記ステージ上の前記試料の表面に配置される前記目印試料に前記第２の荷電粒子ビームを照射して得られる画像で認識する前記目印試料を前記所定軸に対して姿勢決めするように前記ステージを駆動する、
ことを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子ビーム装置。
【請求項3】
前記目印試料は前記所定軸に一致するように姿勢決めされる直線的な部位を備え、前記所定部位の外形は前記観察軸に一致するように姿勢決めされる直線的なエッジ状である、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の荷電粒子ビーム装置。
【請求項4】
前記所定軸は、前記第２の荷電粒子ビームの走査方向に平行な軸である、ことを特徴とする請求項２に記載の荷電粒子ビーム装置。
【請求項5】
前記光学系は、前記荷電粒子源と前記絞り部材との間で前記荷電粒子ビームを偏向させる偏向器を備える、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の荷電粒子ビーム装置。
【請求項6】
前記駆動機構は、前記絞り部材を前記荷電粒子ビームの軸に直交する平面内で並進移動させる第１駆動機構と、
前記絞り部材を前記平面内の所定の回転中心に対して回転移動させる第２駆動機構と、
を備える、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の荷電粒子ビーム装置。
【請求項7】
荷電粒子ビームを発生させる荷電粒子源と、前記荷電粒子源から発生する前記荷電粒子ビームの一部を通過させるために選択される少なくとも１つの貫通孔が形成された絞り部材と、
前記絞り部材を駆動する駆動機構と、
前記荷電粒子源から発生する前記荷電粒子ビームを試料上又は前記絞り部材上に集束させて走査する光学系と、
前記駆動機構及び前記光学系を制御する制御装置と、
を備える荷電粒子ビーム装置の調整方法であって、
前記制御装置が、所定軸に対して姿勢決めされた目印試料に前記荷電粒子ビームを照射して得られる画像で認識する前記目印試料に応じた前記所定軸である観察軸の姿勢情報を記憶するステップと、
前記制御装置が、前記荷電粒子ビームを前記絞り部材に照射して得られる画像で認識する前記貫通孔の一部を形成する所定部位を、前記観察軸に対して姿勢決めするように前記駆動機構によって前記絞り部材を駆動するステップと、
を含む、
ことを特徴とする荷電粒子ビーム装置の調整方法。
【請求項8】
前記荷電粒子ビームを第１の荷電粒子ビームとして、第２の荷電粒子ビームを前記試料上又は前記絞り部材上に集束させて走査するビーム鏡筒と、前記試料が配置されて駆動されるステージと、
を備える前記荷電粒子ビーム装置の調整方法であって、
前記制御装置が、前記ステージ上の前記試料の表面に配置される前記目印試料に前記第２の荷電粒子ビームを照射して得られる画像で認識する前記目印試料を前記所定軸に対して姿勢決めするように前記ステージを駆動するステップを含む、
ことを特徴とする請求項７に記載の荷電粒子ビーム装置の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、荷電粒子ビーム装置及び荷電粒子ビーム装置の調整方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、所望の形状の開口が形成されたマスク（アパーチャ）を光学系に備え、マスク形状に切り取られたビームを試料上に結像し、加工形状をマスクと相似形にする投射モードによって試料にビームを照射する荷電粒子ビーム装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この荷電粒子ビーム装置は、マスクを回転させる回転機構を備え、試料の加工時に所望の加工形状（主にマスクによって決まる加工形状を所望の角度）に対応させてマスクを回転させる。加工だけであれば、加工形状を所望の角度になるよう試料を載せるステージの回転機構により調整できる。
従来、イオンビームの照射により試料を観察及び加工して断面を形成する工程と、電子ビームの照射により断面像を取得する工程とを繰り返し実行するビーム装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
従来、イオンビームの照射により試料を観察及び加工して断面を形成する工程と、電子ビームの照射により断面像を取得する工程とを繰り返し実行するビーム装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１３－２１４５２１号公報
【文献】特開２０１３－１９７０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上記した荷電粒子ビーム装置には集束イオンビーム（ＦＩＢ）鏡筒と走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）とが試料室を構成する真空容器に取り付けられている。ＦＩＢ鏡筒により生成されるイオンビームによって試料に断面を形成した後に、電子ビームを試料の断面で走査することによって断面像を生成する場合、試料の断面を電子ビームの走査方向に平行に形成することによって、電子ビームの走査時のステージ移動は省略される。ステージ移動（例えば、電子ビームの走査方向を試料の断面に平行にするための回転補正等）の省略によって、工程に要する時間が嵩むことを抑制することができるとともに、ステージの位置ずれ等による位置精度の低下を抑制することができる。
例えば、直線状のエッジを有する縁形状の開口が形成されたマスクを用いる投射モードでは、開口の直線状のエッジの形状が試料上に平行に投影されることによって断面が形成されるので、開口の直線状のエッジは電子ビームの走査方向に平行に設定されればよい。
例えば、直線状のエッジを有する縁形状の開口が形成されたマスクを用いる投射モードでは、開口の直線状のエッジの形状が試料上に平行に投影されることによって断面が形成されるので、開口の直線状のエッジは電子ビームの走査方向に平行に設定されればよい。
【0005】
しかしながら、例えば、荷電粒子ビーム装置の組み立て時にマスクとＳＥＭの走査方向との相対的な回転姿勢を調整する場合、煩雑な手間がかかるとともに高精度の微調整が困難であり、必要となる部品精度が過大になるおそれがある。
また、上記した荷電粒子ビーム装置のように、単に、マスクを回転させる回転機構を備える場合、断面形成の加工に先立ってどのようにしてマスクとＳＥＭの走査方向との相対的な回転姿勢を調整するのか不明であり、簡便な方法で調整精度を向上させることが困難であるという問題が生じる。
また、上記した荷電粒子ビーム装置のように、単に、マスクを回転させる回転機構を備える場合、断面形成の加工に先立ってどのようにしてマスクとＳＥＭの走査方向との相対的な回転姿勢を調整するのか不明であり、簡便な方法で調整精度を向上させることが困難であるという問題が生じる。
【0006】
本発明は、投射モードに用いられるマスクとなる絞り部材の位置及び姿勢を精度良く設定することができる荷電粒子ビーム装置及び荷電粒子ビーム装置の調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の課題を解決するために、本発明に係る荷電粒子ビーム装置は、荷電粒子ビームを発生させる荷電粒子源と、前記荷電粒子源から発生する前記荷電粒子ビームの一部を通過させるために選択される少なくとも１つの貫通孔が形成された絞り部材と、前記絞り部材を駆動する駆動機構と、前記荷電粒子源から発生する前記荷電粒子ビームを試料上又は前記絞り部材上に集束させて走査する光学系と、前記駆動機構及び前記光学系を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、所定軸に対して姿勢決めされた目印試料に前記荷電粒子ビームを照射して得られる画像で認識する前記目印試料に応じた前記所定軸である観察軸の姿勢情報を記憶し、前記荷電粒子ビームを前記絞り部材に照射して得られる画像で認識する前記貫通孔の一部を形成する所定部位を、前記観察軸に対して姿勢決めするように前記駆動機構によって前記絞り部材を駆動する。
【0008】
上記構成では、前記荷電粒子ビームを第１の荷電粒子ビームとして、第２の荷電粒子ビームを前記試料上又は前記絞り部材上に集束させて走査するビーム鏡筒と、前記試料が配置されて駆動されるステージと、を備え、前記制御装置は、前記ステージ上の前記試料の表面に配置される前記目印試料に前記第２の荷電粒子ビームを照射して得られる画像で認識する前記目印試料を前記所定軸に対して姿勢決めするように前記ステージを駆動してもよい。
【0009】
上記構成では、前記目印試料は前記所定軸に一致するように姿勢決めされる直線的な部位を備え、前記所定部位の外形は前記観察軸に一致するように姿勢決めされる直線的なエッジ状であってもよい。
【0010】
上記構成では、前記所定軸は、前記第２の荷電粒子ビームの走査方向に平行な軸であってもよい。
【0011】
上記構成では、前記光学系は、前記荷電粒子源と前記絞り部材との間で前記荷電粒子ビームを偏向させる偏向器を備えてもよい。
【0012】
上記構成では、前記駆動機構は、前記絞り部材を前記荷電粒子ビームの軸に直交する平面内で並進移動させる第１駆動機構と、前記絞り部材を前記平面内の所定の回転中心に対して回転移動させる第２駆動機構と、を備えてもよい。
【0013】
上記の課題を解決するために、本発明に係る荷電粒子ビーム装置の調整方法は、荷電粒子ビームを発生させる荷電粒子源と、前記荷電粒子源から発生する前記荷電粒子ビームの一部を通過させるために選択される少なくとも１つの貫通孔が形成された絞り部材と、前記絞り部材を駆動する駆動機構と、前記荷電粒子源から発生する前記荷電粒子ビームを試料上又は前記絞り部材上に集束させて走査する光学系と、前記駆動機構及び前記光学系を制御する制御装置と、を備える荷電粒子ビーム装置の調整方法であって、前記制御装置が、所定軸に対して姿勢決めされた目印試料に前記荷電粒子ビームを照射して得られる画像で認識する前記目印試料に応じた前記所定軸である観察軸の姿勢情報を記憶するステップと、前記制御装置が、前記荷電粒子ビームを前記絞り部材に照射して得られる画像で認識する前記貫通孔の一部を形成する所定部位を、前記観察軸に対して姿勢決めするように前記駆動機構によって前記絞り部材を駆動するステップと、を含む。
【0014】
上記方法では、前記荷電粒子ビームを第１の荷電粒子ビームとして、第２の荷電粒子ビームを前記試料上又は前記絞り部材上に集束させて走査するビーム鏡筒と、前記試料が配置されて駆動されるステージと、を備える前記荷電粒子ビーム装置の調整方法であって、前記制御装置が、前記ステージ上の前記試料の表面に配置される前記目印試料に前記第２の荷電粒子ビームを照射して得られる画像で認識する前記目印試料を前記所定軸に対して姿勢決めするように前記ステージを駆動するステップを含んでもよい。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、所定軸に対して位置決めされた目印試料の画像から認識される観察軸に対して絞り部材の貫通孔の一部を形成する所定部位を位置決めする制御装置を備えることによって、投射モードに用いられる絞り部材の位置を精度良く設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の実施形態での荷電粒子ビーム装置の構成を示す図。
【図2】本発明の実施形態でのイオンビーム鏡筒の構成を示す図。
【図3】本発明の実施形態でのイオンビーム鏡筒の可動絞りの構成を示す図。
【図4】本発明の実施形態での荷電粒子ビーム装置の調整動作を示すフローチャート。
【図5】本発明の実施形態の第１変形例でのイオンビーム鏡筒の可動絞りの構成を示す図。
【図6】本発明の実施形態の第２変形例でのイオンビーム鏡筒の構成を示す図。
【図7】本発明の実施形態の第３変形例でのイオンビーム鏡筒の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施形態に係る荷電粒子ビーム装置１０について、添付図面を参照しながら説明する。
【0018】
（荷電粒子ビーム装置）
図１は、実施形態での荷電粒子ビーム装置１０の構成を示す図である。
荷電粒子ビーム装置１０は、試料室１１と、試料ホルダ１２と、試料台１３と、試料室１１に固定される電子ビーム鏡筒１５及びイオンビーム鏡筒１７とを備える。
荷電粒子ビーム装置１０は、試料室１１に固定される検出器として、例えば、二次荷電粒子検出器２１を備える。荷電粒子ビーム装置１０は、試料Ｓの表面にガスを供給するガス供給部２３を備える。荷電粒子ビーム装置１０は、試料室１１の外部で荷電粒子ビーム装置１０の動作を統合的に制御する制御装置２５と、制御装置２５に接続される入力装置２７及び表示装置２９を備える。
図１は、実施形態での荷電粒子ビーム装置１０の構成を示す図である。
荷電粒子ビーム装置１０は、試料室１１と、試料ホルダ１２と、試料台１３と、試料室１１に固定される電子ビーム鏡筒１５及びイオンビーム鏡筒１７とを備える。
荷電粒子ビーム装置１０は、試料室１１に固定される検出器として、例えば、二次荷電粒子検出器２１を備える。荷電粒子ビーム装置１０は、試料Ｓの表面にガスを供給するガス供給部２３を備える。荷電粒子ビーム装置１０は、試料室１１の外部で荷電粒子ビーム装置１０の動作を統合的に制御する制御装置２５と、制御装置２５に接続される入力装置２７及び表示装置２９を備える。
【0019】
なお、以下において、３次元空間で互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各軸方向は装置構成要素の各軸に平行な方向である。例えば、Ｚ軸方向は荷電粒子ビーム装置１０の上下方向（例えば、鉛直方向など）に平行である。Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、荷電粒子ビーム装置１０の上下方向に直交する基準面（例えば、水平面など）に平行である。
【0020】
試料室１１は、所望の減圧状態を維持可能な気密構造の耐圧筐体によって形成されている。試料室１１は、排気装置（図示略）によって内部を所望の減圧状態になるまで排気可能である。
試料ホルダ１２は、試料Ｓを固定する。
試料台１３は、試料室１１の内部に配置されている。試料台１３は、試料ホルダ１２を支持するステージ３１と、試料ホルダ１２と一体にステージ３１を３次元的に並進及び回転させるステージ駆動機構３３とを備える。
ステージ駆動機構３３は、例えば、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各軸方向に沿ってステージ３１を並進させる。ステージ駆動機構３３は、例えば、所定の回転軸及び傾斜軸の各軸周りに適宜の角度でステージ３１を回転させる。回転軸は、例えば、ステージ３１に対して相対的に設定され、ステージ３１が傾斜軸の軸周りの所定基準位置である場合に、荷電粒子ビーム装置１０の上下方向に平行である。傾斜軸は、例えば、荷電粒子ビーム装置１０の上下方向に直交する方向に平行である。ステージ駆動機構３３は、例えば、ステージ３１を回転軸及び傾斜軸の各軸周りにユーセントリック（ｅｕｃｅｎｔｒｉｃ）に回転させる。ステージ駆動機構３３は、荷電粒子ビーム装置１０の動作モードなどに応じて制御装置２５から出力される制御信号によって制御される。
試料ホルダ１２は、試料Ｓを固定する。
試料台１３は、試料室１１の内部に配置されている。試料台１３は、試料ホルダ１２を支持するステージ３１と、試料ホルダ１２と一体にステージ３１を３次元的に並進及び回転させるステージ駆動機構３３とを備える。
ステージ駆動機構３３は、例えば、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各軸方向に沿ってステージ３１を並進させる。ステージ駆動機構３３は、例えば、所定の回転軸及び傾斜軸の各軸周りに適宜の角度でステージ３１を回転させる。回転軸は、例えば、ステージ３１に対して相対的に設定され、ステージ３１が傾斜軸の軸周りの所定基準位置である場合に、荷電粒子ビーム装置１０の上下方向に平行である。傾斜軸は、例えば、荷電粒子ビーム装置１０の上下方向に直交する方向に平行である。ステージ駆動機構３３は、例えば、ステージ３１を回転軸及び傾斜軸の各軸周りにユーセントリック（ｅｕｃｅｎｔｒｉｃ）に回転させる。ステージ駆動機構３３は、荷電粒子ビーム装置１０の動作モードなどに応じて制御装置２５から出力される制御信号によって制御される。
【0021】
電子ビーム鏡筒１５は、試料室１１の内部における所定の照射領域内の照射対象に電子ビーム（ＥＢ）を照射する。電子ビーム鏡筒１５は、例えば、電子ビームの出射端部１５ａを荷電粒子ビーム装置１０の上下方向に対して所定角度傾斜した傾斜方向でステージ３１に臨ませる。電子ビーム鏡筒１５は、電子ビームの光軸を傾斜方向に平行にして、試料室１１に固定されている。
電子ビーム鏡筒１５は、電子を発生させる電子源と、電子源から射出された電子を集束及び偏向させる電子光学系とを備える。電子光学系は、例えば、電磁レンズ及び偏向器などを備える。電子源及び電子光学系は、電子ビームの照射位置及び照射条件などに応じて制御装置２５から出力される制御信号によって制御される。
電子ビーム鏡筒１５は、電子を発生させる電子源と、電子源から射出された電子を集束及び偏向させる電子光学系とを備える。電子光学系は、例えば、電磁レンズ及び偏向器などを備える。電子源及び電子光学系は、電子ビームの照射位置及び照射条件などに応じて制御装置２５から出力される制御信号によって制御される。
【0022】
イオンビーム鏡筒１７は、試料室１１の内部における所定の照射領域内の照射対象に集束イオンビーム等のイオンビーム（ＩＢ）を照射する。イオンビーム鏡筒１７は、例えば、イオンビームの出射端部１７ａを荷電粒子ビーム装置１０の上下方向でステージ３１に臨ませる。イオンビーム鏡筒１７は、イオンビームの光軸（ビーム軸）を上下方向に平行にして、試料室１１に固定されている。
実施形態でのイオンビーム鏡筒１７の詳細については後述する。
実施形態でのイオンビーム鏡筒１７の詳細については後述する。
【0023】
電子ビーム鏡筒１５及びイオンビーム鏡筒１７の互いの光軸は、例えば、試料台１３の上方の所定位置Ｐで交差している。
なお、電子ビーム鏡筒１５及びイオンビーム鏡筒１７の互いの配置は適宜に入れ替えられてもよい。例えば、電子ビーム鏡筒１５は上下方向に配置され、イオンビーム鏡筒１７は上下方向に対して傾斜する傾斜方向又は直交方向に配置されてもよい。
なお、電子ビーム鏡筒１５及びイオンビーム鏡筒１７の互いの配置は適宜に入れ替えられてもよい。例えば、電子ビーム鏡筒１５は上下方向に配置され、イオンビーム鏡筒１７は上下方向に対して傾斜する傾斜方向又は直交方向に配置されてもよい。
【0024】
荷電粒子ビーム装置１０は、照射対象の表面にイオンビームを走査しながら照射することによって、被照射部の画像化と、スパッタリングによる各種の加工（掘削及びトリミング加工など）と、デポジション膜の形成となどを実行可能である。荷電粒子ビーム装置１０は、試料Ｓから透過電子顕微鏡による透過観察用の試料片（例えば、薄片試料及び針状試料など）及び電子ビームによる分析用の分析試料片などを形成する加工を実行可能である。荷電粒子ビーム装置１０は、試料片ホルダに移設された試料片を、透過電子顕微鏡による透過観察に適した所望の厚さの薄膜とする加工を実行可能である。荷電粒子ビーム装置１０は、試料Ｓ、試料片及びニードルなどの照射対象の表面にイオンビーム又は電子ビームを走査しながら照射することによって、照射対象の表面の観察を実行可能である。
【0025】
二次荷電粒子検出器２１は、イオンビーム又は電子ビームなどの照射によって照射対象から発生する二次荷電粒子（二次電子及び二次イオン）を検出する。二次荷電粒子検出器２１は制御装置２５に接続されており、二次荷電粒子検出器２１から出力される検出信号は制御装置２５に送信される。
荷電粒子ビーム装置１０は、二次荷電粒子検出器２１に限らず、他の検出器を備えてもよい。他の検出器は、例えば、ＥＤＳ（ Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ－ｒａｙ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）検出器、反射電子検出器及びＥＢＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂａｃｋ－Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）検出器などである。ＥＤＳ検出器は、電子ビームの照射によって照射対象から発生するＸ線を検出する。反射電子検出器は、電子ビームの照射によって照射対象から反射される反射電子を検出する。ＥＢＳＤ検出器は、電子ビームの照射によって照射対象から発生する電子線後方散乱回折パターンを検出する。なお、二次荷電粒子検出器２１のうち二次電子を検出する二次電子検出器及び反射電子検出器は、電子ビーム鏡筒１５の筐体内に収容されてもよい。
荷電粒子ビーム装置１０は、二次荷電粒子検出器２１に限らず、他の検出器を備えてもよい。他の検出器は、例えば、ＥＤＳ（ Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ－ｒａｙ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）検出器、反射電子検出器及びＥＢＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂａｃｋ－Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）検出器などである。ＥＤＳ検出器は、電子ビームの照射によって照射対象から発生するＸ線を検出する。反射電子検出器は、電子ビームの照射によって照射対象から反射される反射電子を検出する。ＥＢＳＤ検出器は、電子ビームの照射によって照射対象から発生する電子線後方散乱回折パターンを検出する。なお、二次荷電粒子検出器２１のうち二次電子を検出する二次電子検出器及び反射電子検出器は、電子ビーム鏡筒１５の筐体内に収容されてもよい。
【0026】
ガス供給部２３は、試料室１１に固定されている。ガス供給部２３は、ステージ３１に臨ませて配置されるガス噴射部（ノズル）を備える。ガス供給部２３は、エッチング用ガス及びデポジション用ガスなどを照射対象に供給する。エッチング用ガスは、イオンビームによる照射対象のエッチングを照射対象の材質に応じて選択的に促進する。デポジション用ガスは、照射対象の表面に金属又は絶縁体などの堆積物によるデポジション膜を形成する。
ガス供給部２３は、荷電粒子ビーム装置１０の動作モードなどに応じて制御装置２５から出力される制御信号によって制御される。
ガス供給部２３は、荷電粒子ビーム装置１０の動作モードなどに応じて制御装置２５から出力される制御信号によって制御される。
【0027】
制御装置２５は、例えば、入力装置２７から出力される信号又は予め設定された自動運転制御処理によって生成される信号等によって、荷電粒子ビーム装置１０の動作を統合的に制御する。
制御装置２５は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサによって所定のプログラムが実行されることにより機能するソフトウェア機能部である。ソフトウェア機能部は、ＣＰＵなどのプロセッサ、プログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及びタイマーなどの電子回路を備えるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）である。制御装置２５の少なくとも一部は、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）などの集積回路であってもよい。
制御装置２５は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサによって所定のプログラムが実行されることにより機能するソフトウェア機能部である。ソフトウェア機能部は、ＣＰＵなどのプロセッサ、プログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及びタイマーなどの電子回路を備えるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）である。制御装置２５の少なくとも一部は、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）などの集積回路であってもよい。
【0028】
入力装置２７は、例えば、操作者の入力操作に応じた信号を出力するマウス及びキーボード等である。
表示装置２９は、荷電粒子ビーム装置１０の各種情報と、二次荷電粒子検出器２１から出力される信号によって生成された画像データと、画像データの拡大、縮小、移動及び回転等の操作を実行するための画面等を表示する。
表示装置２９は、荷電粒子ビーム装置１０の各種情報と、二次荷電粒子検出器２１から出力される信号によって生成された画像データと、画像データの拡大、縮小、移動及び回転等の操作を実行するための画面等を表示する。
【0029】
（イオンビーム鏡筒）
図２は、実施形態でのイオンビーム鏡筒１７の構成を示す図である。
イオンビーム鏡筒１７は、イオン源４１と、イオン光学系４２とを備える。イオン源４１及びイオン光学系４２は、イオンビーム（ＩＢ）の照射位置及び照射条件などに応じて制御装置２５から出力される制御信号によって制御される。
イオン源４１はイオンを発生させる。イオン源４１は、例えば、誘導結合又は電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）などによるプラズマ型イオン源である。なお、イオン源４１は、例えば、液体ガリウムなどを用いた液体金属イオン源又はガス電界電離型イオン源などであってもよい。
図２は、実施形態でのイオンビーム鏡筒１７の構成を示す図である。
イオンビーム鏡筒１７は、イオン源４１と、イオン光学系４２とを備える。イオン源４１及びイオン光学系４２は、イオンビーム（ＩＢ）の照射位置及び照射条件などに応じて制御装置２５から出力される制御信号によって制御される。
イオン源４１はイオンを発生させる。イオン源４１は、例えば、誘導結合又は電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）などによるプラズマ型イオン源である。なお、イオン源４１は、例えば、液体ガリウムなどを用いた液体金属イオン源又はガス電界電離型イオン源などであってもよい。
【0030】
イオン光学系４２は、イオン源４１から引き出されたイオンのビーム（イオンビーム）を集束及び偏向させる。イオン光学系４２は、光学条件を後述する集束モード及び投射モードなどの複数のモードのいずれかに切り替え可能である。イオン光学系４２は、例えば、イオン源４１側からイオンビーム鏡筒１７の出射端部１７ａ側（つまり試料Ｓ側）に向かって順次に配置される引出電極５１と、コンデンサレンズ５２と、ブランカー５３と、第１アライメント５４と、可動絞り５５と、第２アライメント５６と、スティグメータ５７と、走査電極５８と、対物レンズ５９とを備える。
【0031】
引出電極５１は、イオン源４１との間に発生させる電界によってイオン源４１からイオンを引き出す。引出電極５１に印加される電圧は、例えば、イオンビームの放射（エミッション）電流に応じて制御される。
コンデンサレンズ５２は、例えば、光軸に沿って配置される第１コンデンサレンズ５２ａ及び第２コンデンサレンズ５２ｂを備える。第１コンデンサレンズ５２ａ及び第２コンデンサレンズ５２ｂの各々は、例えば、光軸に沿って配置される３つの電極を備える静電レンズである。
コンデンサレンズ５２は、引出電極５１によってイオン源４１から引き出されたイオンビームを集束させる。コンデンサレンズ５２では、イオンビーム鏡筒１７の光学条件に応じて印加される電圧が調整されることによって、イオンビームの集束度合いに関するレンズ強度が変更される。
コンデンサレンズ５２は、例えば、光軸に沿って配置される第１コンデンサレンズ５２ａ及び第２コンデンサレンズ５２ｂを備える。第１コンデンサレンズ５２ａ及び第２コンデンサレンズ５２ｂの各々は、例えば、光軸に沿って配置される３つの電極を備える静電レンズである。
コンデンサレンズ５２は、引出電極５１によってイオン源４１から引き出されたイオンビームを集束させる。コンデンサレンズ５２では、イオンビーム鏡筒１７の光学条件に応じて印加される電圧が調整されることによって、イオンビームの集束度合いに関するレンズ強度が変更される。
【0032】
ブランカー５３、第１アライメント５４、第２アライメント５６及び走査電極５８は、イオンビームを偏向させる静電偏向器６０を構成し、スティグメータ５７はビーム形状を補正する。
ブランカー５３は、例えば、イオンビームの進行方向に交差する方向の両側から光軸を挟み込むように対向して配置される一対の電極（ブランキング電極）等を備える。ブランカー５３は、イオンビームの遮断の有無を切り替える。例えば、ブランカー５３は、イオンビームを偏向させることによってブランキングアパーチャ（図示略）に衝突させて遮断し、イオンビームを偏向させないことによって遮断を解除する。
第１アライメント５４は、例えば、イオンビームの光軸を取り囲むように筒状に配置される複数の電極等を備える。第１アライメント５４は、後述する可動絞り５５の絞り部材６２をイオンビームの照射によって観察する際に、コンデンサレンズ５２によって絞り部材６２の表面上に集束するように設定されたイオンビームを絞り部材６２の表面上で走査させる。絞り部材６２を通過したイオンビームが試料Ｓ上に到達すると、２次電子が発生する。走査によりイオンビームが絞り部材６２で遮られる走査領域では２次電子が発生しないため、絞り部材６２の形状を反映したＳＩＭ（走査イオン顕微鏡）像を得ることができる。さらに絞り部材６２上に集束したイオンビームとすることにより絞りの縁形状を鮮明にできる。
ブランカー５３は、例えば、イオンビームの進行方向に交差する方向の両側から光軸を挟み込むように対向して配置される一対の電極（ブランキング電極）等を備える。ブランカー５３は、イオンビームの遮断の有無を切り替える。例えば、ブランカー５３は、イオンビームを偏向させることによってブランキングアパーチャ（図示略）に衝突させて遮断し、イオンビームを偏向させないことによって遮断を解除する。
第１アライメント５４は、例えば、イオンビームの光軸を取り囲むように筒状に配置される複数の電極等を備える。第１アライメント５４は、後述する可動絞り５５の絞り部材６２をイオンビームの照射によって観察する際に、コンデンサレンズ５２によって絞り部材６２の表面上に集束するように設定されたイオンビームを絞り部材６２の表面上で走査させる。絞り部材６２を通過したイオンビームが試料Ｓ上に到達すると、２次電子が発生する。走査によりイオンビームが絞り部材６２で遮られる走査領域では２次電子が発生しないため、絞り部材６２の形状を反映したＳＩＭ（走査イオン顕微鏡）像を得ることができる。さらに絞り部材６２上に集束したイオンビームとすることにより絞りの縁形状を鮮明にできる。
【0033】
図３は、実施形態でのイオンビーム鏡筒１７の可動絞り５５の構成を示す図である。
図２及び図３に示すように、可動絞り５５は、駆動機構６１と、絞り部材６２とを備える。
駆動機構６１は、例えば、軸部材６１ａと、第１フランジ６１ｂ及び第２フランジ６１ｃと、伸縮管継手６１ｄと、ステージユニット６１ｅと、支持ブロック６１ｆと、回転アクチュエータ６１ｇとを備える。
軸部材６１ａは、イオンビーム鏡筒１７の内部で絞り部材６２に連結されるとともに、イオンビーム鏡筒１７の外部でステージユニット６１ｅに配置された支持ブロック６１ｆに支持されている。
第１フランジ６１ｂ及び第２フランジ６１ｃの外形は、例えば軸部材６１ａが挿入される貫通孔が形成された円環板状である。
第１フランジ６１ｂは、イオンビーム鏡筒１７の表面（外面）に固定されている。第１フランジ６１ｂの外面（第２フランジ６１ｃ側の表面）６１Ｂは、ビーム軸上の所定点を中心点とする球面の一部又はビーム軸を中心軸とする円筒面の一部を備える。駆動機構６１は、第１フランジ６１ｂと第２フランジ６１ｃの間をシールするシール材を備える。第１フランジ６１ｂの外面６１Ｂ上又は外面６１Ｂに対向する第２フランジ６１ｃの表面６１Ｃにシール材を装着する凹溝ｇ１が形成されている。
第２フランジ６１ｃは、ビーム軸の軸周りに第１フランジ６１ｂの外面上を移動可能である。第２フランジ６１ｃの内面（第１フランジ６１ｂ側の表面）６１Ｃの形状は、第１フランジ６１ｂの外面６１Ｂの形状とほぼ同一である。第２フランジ６１ｃの中心部を貫通する貫通孔には軸部材６１ａが挿入されており、軸部材６１ａは第２フランジ６１ｃの貫通孔内で所定方向に並進運動する。第２フランジ６１ｃの貫通孔の大きさは軸部材６１ａの可動範囲よりも大きい。
図２及び図３に示すように、可動絞り５５は、駆動機構６１と、絞り部材６２とを備える。
駆動機構６１は、例えば、軸部材６１ａと、第１フランジ６１ｂ及び第２フランジ６１ｃと、伸縮管継手６１ｄと、ステージユニット６１ｅと、支持ブロック６１ｆと、回転アクチュエータ６１ｇとを備える。
軸部材６１ａは、イオンビーム鏡筒１７の内部で絞り部材６２に連結されるとともに、イオンビーム鏡筒１７の外部でステージユニット６１ｅに配置された支持ブロック６１ｆに支持されている。
第１フランジ６１ｂ及び第２フランジ６１ｃの外形は、例えば軸部材６１ａが挿入される貫通孔が形成された円環板状である。
第１フランジ６１ｂは、イオンビーム鏡筒１７の表面（外面）に固定されている。第１フランジ６１ｂの外面（第２フランジ６１ｃ側の表面）６１Ｂは、ビーム軸上の所定点を中心点とする球面の一部又はビーム軸を中心軸とする円筒面の一部を備える。駆動機構６１は、第１フランジ６１ｂと第２フランジ６１ｃの間をシールするシール材を備える。第１フランジ６１ｂの外面６１Ｂ上又は外面６１Ｂに対向する第２フランジ６１ｃの表面６１Ｃにシール材を装着する凹溝ｇ１が形成されている。
第２フランジ６１ｃは、ビーム軸の軸周りに第１フランジ６１ｂの外面上を移動可能である。第２フランジ６１ｃの内面（第１フランジ６１ｂ側の表面）６１Ｃの形状は、第１フランジ６１ｂの外面６１Ｂの形状とほぼ同一である。第２フランジ６１ｃの中心部を貫通する貫通孔には軸部材６１ａが挿入されており、軸部材６１ａは第２フランジ６１ｃの貫通孔内で所定方向に並進運動する。第２フランジ６１ｃの貫通孔の大きさは軸部材６１ａの可動範囲よりも大きい。
【0034】
例えば、第１フランジ６１ｂの外面６１Ｂ及び第２フランジ６１ｃの内面６１Ｃが円筒面の場合、各フランジ６１ｂ，６１ｃは、互いの円筒軸がビーム軸と一致するように、例えばピン等のガイド部材によって精度良く、イオンビーム鏡筒１７の外周に取り付けられる。また、第１フランジ６１ｂの外面６１Ｂ及び第２フランジ６１ｃの内面６１Ｃが球面の場合、第２フランジ６１ｃをビーム軸に直交する平面に平行な面上を移動させるように、例えばレール等のガイド部材が設けられている。
例えば、第１フランジ６１ｂから位置決め用のピンが立ち、第２フランジ６１ｃにピンを通す切り欠きが形成されることによって、第２フランジ６１ｃは切り欠きに沿って移動することができる。
また、第２フランジ６１ｃの内面６１Ｃには第２フランジ６１ｃが円筒面上を移動できるように溝が形成されてもよい。
例えば、第１フランジ６１ｂから位置決め用のピンが立ち、第２フランジ６１ｃにピンを通す切り欠きが形成されることによって、第２フランジ６１ｃは切り欠きに沿って移動することができる。
また、第２フランジ６１ｃの内面６１Ｃには第２フランジ６１ｃが円筒面上を移動できるように溝が形成されてもよい。
【0035】
伸縮管継手６１ｄは、第２フランジ６１ｃとステージユニット６１ｅに配置された支持ブロック６１ｆとの間で軸部材６１ａを取り囲むとともに、内部を封止するように第２フランジ６１ｃと支持ブロック６１ｆとを一体的に接続する。伸縮管継手６１ｄは、例えば弾性的に伸縮及び変形可能な円筒状のベローズ等である。
なお、伸縮管継手６１ｄは、例えば、第１フランジ６１ｂと支持ブロック６１ｆとを一体的に接続するように配置されてもよい。この場合、伸縮管継手６１ｄは、ステージユニット６１ｅの２軸方向の動きに加えて、第１フランジ６１ｂの外面６１Ｂの動きに応じて弾性的に伸縮及び変形する。
なお、伸縮管継手６１ｄは、例えば、第１フランジ６１ｂと支持ブロック６１ｆとを一体的に接続するように配置されてもよい。この場合、伸縮管継手６１ｄは、ステージユニット６１ｅの２軸方向の動きに加えて、第１フランジ６１ｂの外面６１Ｂの動きに応じて弾性的に伸縮及び変形する。
【0036】
ステージユニット６１ｅは、荷電粒子ビーム装置１０の動作モードなどに応じて制御装置２５から出力される制御信号によって制御される。例えば、ステージユニット６１ｅは、駆動方向が２軸方向の圧電アクチュエータである。ステージユニット６１ｅの駆動方向は、イオンビーム鏡筒１７の光軸に直交する平面内にて互いに直交する任意の２軸方向であり、例えばＸ軸方向及びＹ軸方向である。ステージユニット６１ｅは、軸部材６１ａを駆動方向である２軸方向の各々での並進移動によって進退させる。ステージユニット６１ｅは、絞り部材６２に設けられた複数の貫通孔６２ａから動作モードに登録した貫通孔６２をビーム軸上に移動させることができる。
ステージユニット６１ｅは、伸縮管継手６１ｄの外周側に設けられる接続部材６１ｈによって第２フランジ６１ｃに一体に接続されている。接続部材６１ｈの外形は、例えば円筒状である。接続部材６１ｈは、例えば金属等の高剛性の材料によって形成されている。ステージユニット６１ｅは、接続部材６１ｈを介して第２フランジ６１ｃと共に回転する。
ステージユニット６１ｅは、伸縮管継手６１ｄの外周側に設けられる接続部材６１ｈによって第２フランジ６１ｃに一体に接続されている。接続部材６１ｈの外形は、例えば円筒状である。接続部材６１ｈは、例えば金属等の高剛性の材料によって形成されている。ステージユニット６１ｅは、接続部材６１ｈを介して第２フランジ６１ｃと共に回転する。
【0037】
支持ブロック６１ｆはステージユニット６１ｅに固定されている。支持ブロック６１ｆは軸部材６１ａを支持する。支持ブロック６１ｆの内周面６１Ｄ上には、軸部材６１ａとの間をシールするシール材が装着される凹溝ｇ２が形成されている。
【0038】
回転アクチュエータ６１ｇは、荷電粒子ビーム装置１０の動作モードなどに応じて制御装置２５から出力される制御信号によって制御される。例えば、回転アクチュエータ６１ｇは、駆動方向が１軸方向の圧電アクチュエータである。回転アクチュエータ６１ｇの駆動方向は、イオンビーム鏡筒１７の光軸に直交する平面内にて軸部材６１ａに交差する方向であり、例えばＹ軸方向である。回転アクチュエータ６１ｇは、例えば、第２フランジ６１ｃを第１フランジ６１ｂの外面に沿ってビーム軸の軸周りに進退させる。第２フランジ６１ｃは接続部材６１ｈを介してステージユニット６１ｅと一体であり、ステージユニット６１ｅに固定された支持ブロック６１ｆは軸部材６１ａを支持するので、回転アクチュエータ６１ｇは、軸部材６１ａに連結された絞り部材６２を、ビーム中心Ｃを回転中心として回転移動させる。
なお、回転アクチュエータ６１ｇは、電気信号による制御が可能な電動であるとしたが、これに限定されず、例えば絞り部材６２による絞りの交換時にのみ回転調整されるような手動の移動機構であってもよい。
なお、回転アクチュエータ６１ｇは、電気信号による制御が可能な電動であるとしたが、これに限定されず、例えば絞り部材６２による絞りの交換時にのみ回転調整されるような手動の移動機構であってもよい。
【0039】
絞り部材６２の外形は、例えば、所定方向に沿って配列される複数の貫通孔６２ａが形成された矩形板状である。所定方向は、ステージユニット６１ｅの駆動方向に平行な方向である。絞り部材６２は、ビーム軸に直交する方向に平行に配置されている。複数の貫通孔６２ａのいずれかは、駆動機構６１による絞り部材６２の駆動に応じて、イオンビームの少なくとも一部を通過させる。複数の貫通孔６２ａは、例えば、観察用の少なくとも１つの円形孔と、加工用の少なくとも各１つの矩形孔及び円形孔とである。
【0040】
図２に示すように、第２アライメント５６、スティグメータ５７及び走査電極５８の各々は、例えば、イオンビームの光軸を取り囲むように筒状に配置される複数の電極等を備える。
第２アライメント５６は、イオンビームが対物レンズ５９の中心軸を通過するようにイオンビームの軌道を調整する。
スティグメータ５７は、イオンビームの非点収差を補正する。
走査電極５８は、対物レンズ５９を通過したイオンビームを試料Ｓ上で走査させる。走査電極５８は、例えば、２次元走査用の偏向電圧が印加されることによって、試料Ｓの表面上の矩形領域をラスター走査する。なお、走査電極５８の形状は、図２に示すようなイオンビームを囲む形状に限らず、例えば一対の平行平板状等でもよい。
第２アライメント５６は、イオンビームが対物レンズ５９の中心軸を通過するようにイオンビームの軌道を調整する。
スティグメータ５７は、イオンビームの非点収差を補正する。
走査電極５８は、対物レンズ５９を通過したイオンビームを試料Ｓ上で走査させる。走査電極５８は、例えば、２次元走査用の偏向電圧が印加されることによって、試料Ｓの表面上の矩形領域をラスター走査する。なお、走査電極５８の形状は、図２に示すようなイオンビームを囲む形状に限らず、例えば一対の平行平板状等でもよい。
【0041】
対物レンズ５９は、例えば、光軸に沿って配置された３つの電極を備える静電レンズである。対物レンズ５９は、イオンビームを試料Ｓに集束させる。対物レンズ５９では、イオンビーム鏡筒１７の光学条件に応じて印加される電圧が調整されることによって、イオンビームの集束度合い及びビーム形状の大きさ等に関するレンズ強度が変更される。
【0042】
イオン光学系４２は、例えば、光学条件を集束モード及び投射モードなどの複数のモードのいずれかに切り替え可能である。
集束モードは、コンデンサレンズ５２と対物レンズ５９との間でイオンビームの軌道を交差させずにほぼ平行とし、可動絞り５５によってイオンビームの角度広がりを調整する。集束モードは、対物レンズ５９によって試料Ｓ上に集束させられて静電偏向器６０によって偏向されるイオンビームによって試料Ｓ上を走査する。
投射モードは、いわゆる均一照明であるケーラー照明法に基づいて、視野絞りに相当する可動絞り５５で成形されるイオンビームを走査せずに試料Ｓ上に投射する。投射モードは、対物レンズ５９によって可動絞り５５を光源とし、可動絞り５５によって切り取られたイオンビームを試料Ｓ上に結像させる。なお、投射モードでは、照射範囲を拡大するなどのために走査が実行されてもよい。
集束モードは、コンデンサレンズ５２と対物レンズ５９との間でイオンビームの軌道を交差させずにほぼ平行とし、可動絞り５５によってイオンビームの角度広がりを調整する。集束モードは、対物レンズ５９によって試料Ｓ上に集束させられて静電偏向器６０によって偏向されるイオンビームによって試料Ｓ上を走査する。
投射モードは、いわゆる均一照明であるケーラー照明法に基づいて、視野絞りに相当する可動絞り５５で成形されるイオンビームを走査せずに試料Ｓ上に投射する。投射モードは、対物レンズ５９によって可動絞り５５を光源とし、可動絞り５５によって切り取られたイオンビームを試料Ｓ上に結像させる。なお、投射モードでは、照射範囲を拡大するなどのために走査が実行されてもよい。
【0043】
（調整プロセス）
図４は、実施形態での荷電粒子ビーム装置１０の調整動作を示すフローチャートである。
図４に示すステップＳ０１からステップＳ０７の一連の処理は、例えば荷電粒子ビーム装置１０の組み立て時及び可動絞り５５の絞り部材６２の交換時等の所定のタイミングで実行される。
先ず、制御装置２５は、試料Ｓの表面上に目印試料Ｒ（図２参照）を設置する（ステップＳ０１）。目印試料Ｒは、軸合わせ用の少なくとも直線的な部位を目印として備える試料であって、例えば直交する格子状のメッシュ等である。
次に、制御装置２５は、電子ビーム鏡筒１５によって電子ビームを目印試料Ｒに走査しながら照射することによって、目印試料Ｒを観察するための画像を取得する（ステップＳ０２）。
次に、制御装置２５は、目印試料Ｒの直線的な所定部位を所定軸に一致させるように、ステージ駆動機構３３によってステージ３１の位置及び姿勢を調整する（ステップＳ０３）。所定軸は、例えば、電子ビーム鏡筒１５による電子ビームの走査方向に平行な走査軸（例えば、Ｘ軸方向に沿う走査Ｘ軸）、イオンビーム鏡筒１７によるイオンビームの走査方向に平行な走査軸（例えば、Ｘ軸方向の走査Ｘ軸）及びステージ３１の並進軸（例えば、Ｘ軸）又は傾斜軸等のいずれかである。
図４は、実施形態での荷電粒子ビーム装置１０の調整動作を示すフローチャートである。
図４に示すステップＳ０１からステップＳ０７の一連の処理は、例えば荷電粒子ビーム装置１０の組み立て時及び可動絞り５５の絞り部材６２の交換時等の所定のタイミングで実行される。
先ず、制御装置２５は、試料Ｓの表面上に目印試料Ｒ（図２参照）を設置する（ステップＳ０１）。目印試料Ｒは、軸合わせ用の少なくとも直線的な部位を目印として備える試料であって、例えば直交する格子状のメッシュ等である。
次に、制御装置２５は、電子ビーム鏡筒１５によって電子ビームを目印試料Ｒに走査しながら照射することによって、目印試料Ｒを観察するための画像を取得する（ステップＳ０２）。
次に、制御装置２５は、目印試料Ｒの直線的な所定部位を所定軸に一致させるように、ステージ駆動機構３３によってステージ３１の位置及び姿勢を調整する（ステップＳ０３）。所定軸は、例えば、電子ビーム鏡筒１５による電子ビームの走査方向に平行な走査軸（例えば、Ｘ軸方向に沿う走査Ｘ軸）、イオンビーム鏡筒１７によるイオンビームの走査方向に平行な走査軸（例えば、Ｘ軸方向の走査Ｘ軸）及びステージ３１の並進軸（例えば、Ｘ軸）又は傾斜軸等のいずれかである。
【0044】
次に、制御装置２５は、イオンビーム鏡筒１７によってイオンビームを目印試料Ｒに走査しながら照射することによって、目印試料Ｒを観察するための画像を取得する（ステップＳ０４）。この場合、制御装置２５は、例えば、イオンビーム鏡筒１７のイオン光学系４２の光学条件を集束モードに設定して、可動絞り５５の絞り部材６２での観察用の円形孔の中心をビーム中心Ｃ（図３参照）に一致させることによって、光軸に対する断面形状が円形であるイオンビームを形成する。制御装置２５は、第１アライメント５４によってイオンビームを目印試料Ｒ上で走査させる。
【0045】
次に、制御装置２５は、上述のステップＳ０４にて取得した画像にて、電子ビームの照射によって観察した部位と同一の部位（つまり目印試料Ｒの直線的な所定部位）に一致する軸（観察軸）を把握し、把握した観察軸の位置及び姿勢情報を記憶する（ステップＳ０５）。
次に、制御装置２５は、イオンビーム鏡筒１７によってイオンビームを可動絞り５５の絞り部材６２に走査しながら照射することによって、絞り部材６２の加工用の貫通孔６２ａを観察するための画像を取得する（ステップＳ０６）。この場合、制御装置２５は、例えば、イオンビーム鏡筒１７のイオン光学系４２の光学条件を絞り観察モードに設定して、第１アライメント５４に走査電極５８の走査信号を入力することによってイオンビームを絞り部材６２上で走査させる。制御装置２５は、例えば、コンデンサレンズ５２によってイオンビームを絞り部材６２の表面上に集束させるとともに、対物レンズ５９に印加する電圧をゼロにする。制御装置２５は、加工用の貫通孔６２ａがビーム中心Ｃと一致するように可動絞り５５を移動させる。
次に、制御装置２５は、イオンビーム鏡筒１７によってイオンビームを可動絞り５５の絞り部材６２に走査しながら照射することによって、絞り部材６２の加工用の貫通孔６２ａを観察するための画像を取得する（ステップＳ０６）。この場合、制御装置２５は、例えば、イオンビーム鏡筒１７のイオン光学系４２の光学条件を絞り観察モードに設定して、第１アライメント５４に走査電極５８の走査信号を入力することによってイオンビームを絞り部材６２上で走査させる。制御装置２５は、例えば、コンデンサレンズ５２によってイオンビームを絞り部材６２の表面上に集束させるとともに、対物レンズ５９に印加する電圧をゼロにする。制御装置２５は、加工用の貫通孔６２ａがビーム中心Ｃと一致するように可動絞り５５を移動させる。
【0046】
次に、制御装置２５は、上述のステップＳ０６にて取得した画像に基づき、可動絞り５５の絞り部材６２での加工用の矩形孔の一部を形成する所望の直線状のエッジを、上述したステップＳ０５にて記憶した観察軸に一致させるように可動絞り５５の駆動機構６１によって絞り部材６２の位置を調整する（ステップＳ０７）。例えば、加工用の矩形孔での所望の直線状のエッジがビーム中心Ｃを含む場合、回転アクチュエータ６１ｇの駆動によって絞り部材６２のビーム軸周りの位置を調整する。そして、制御装置２５は、処理をエンドに進める。
【0047】
上述したように、実施形態の荷電粒子ビーム装置１０は、所定軸に対して位置及び姿勢決めされた目印試料Ｒの画像から認識される観察軸に対して絞り部材６２の加工用の貫通孔６２ａを位置及び姿勢決めする制御装置２５を備えることによって、投射モードによる加工に用いられる絞り部材６２の貫通孔６２ａの位置及び姿勢を精度良く設定することができる。
制御装置２５は、電子ビームの照射により得られる画像から認識される目印試料Ｒの直線的な所定部位を所定軸に一致させた後に、イオンビームの照射により得られる画像から認識される目印試料Ｒに応じて把握される観察軸を絞り部材６２の貫通孔６２ａの直線状のエッジに一致させる。これにより、投射モードによる加工に用いられる絞り部材６２の貫通孔６２ａの位置及び姿勢を、電子ビームによる観察に関連する所定軸に対して精度良く設定することができ、加工位置の精度、再現性及び加工効率を向上させることができる。例えば加工時毎にステージ３１の駆動及び絞り部材６２の駆動によって加工位置の調整を行う必要無しに、精度良く加工位置決めを行うことができるとともに、加工に要する時間が嵩むことを抑制することができる。例えば貫通孔６２ａの直線状のエッジによる断面加工の場合、形成される断面形状のエッジの急峻性を容易に確保することができる。
制御装置２５は、電子ビームの照射により得られる画像から認識される目印試料Ｒの直線的な所定部位を所定軸に一致させた後に、イオンビームの照射により得られる画像から認識される目印試料Ｒに応じて把握される観察軸を絞り部材６２の貫通孔６２ａの直線状のエッジに一致させる。これにより、投射モードによる加工に用いられる絞り部材６２の貫通孔６２ａの位置及び姿勢を、電子ビームによる観察に関連する所定軸に対して精度良く設定することができ、加工位置の精度、再現性及び加工効率を向上させることができる。例えば加工時毎にステージ３１の駆動及び絞り部材６２の駆動によって加工位置の調整を行う必要無しに、精度良く加工位置決めを行うことができるとともに、加工に要する時間が嵩むことを抑制することができる。例えば貫通孔６２ａの直線状のエッジによる断面加工の場合、形成される断面形状のエッジの急峻性を容易に確保することができる。
【0048】
イオンビームを絞り部材６２の表面上で走査させる偏向器として、絞り部材６２よりも上流側に配置される第１アライメント５４を備えることによって、イオンビームの照射によって絞り部材６２の画像を適切に得ることができる。
可動絞り５５の駆動機構６１は、絞り部材６２を２軸方向に並進移動させるステージユニット６１ｅ及びビーム中心Ｃを回転中心として絞り部材６２を回転移動させる回転アクチュエータ６１ｇを備えることによって、絞り部材６２の加工用の貫通孔６２ａの位置決めを容易に行うことができる。ステージユニット６１ｅ及び回転アクチュエータ６１ｇは、イオンビーム鏡筒１７の外部、つまり内部が減圧状態に維持される筐体の外部に配置されていることによって、装置構成が複雑になることを抑制することができる。
可動絞り５５の駆動機構６１は、絞り部材６２を２軸方向に並進移動させるステージユニット６１ｅ及びビーム中心Ｃを回転中心として絞り部材６２を回転移動させる回転アクチュエータ６１ｇを備えることによって、絞り部材６２の加工用の貫通孔６２ａの位置決めを容易に行うことができる。ステージユニット６１ｅ及び回転アクチュエータ６１ｇは、イオンビーム鏡筒１７の外部、つまり内部が減圧状態に維持される筐体の外部に配置されていることによって、装置構成が複雑になることを抑制することができる。
【0049】
上述したように、実施形態の荷電粒子ビーム装置１０の調整方法によれば、電子ビームの照射により得られる画像から認識される目印試料Ｒの直線的な所定部位をステージ３１の駆動によって所定軸に一致させることによって、イオンビームによる加工後の観察時にステージ３１の駆動無しに電子ビームを照射することができる。
目印試料Ｒを所定軸に対して位置及び姿勢決めした後に、イオンビームの照射により得られる画像から認識される目印試料Ｒに応じて把握される観察軸を絞り部材６２の貫通孔６２ａの直線状のエッジに一致させることによって、投射モードによる加工に用いられる絞り部材６２の貫通孔６２ａの位置を所定軸に対して精度良く設定することができ、加工位置の精度、再現性及び加工効率を向上させることができる。
目印試料Ｒを所定軸に対して位置及び姿勢決めした後に、イオンビームの照射により得られる画像から認識される目印試料Ｒに応じて把握される観察軸を絞り部材６２の貫通孔６２ａの直線状のエッジに一致させることによって、投射モードによる加工に用いられる絞り部材６２の貫通孔６２ａの位置を所定軸に対して精度良く設定することができ、加工位置の精度、再現性及び加工効率を向上させることができる。
【0050】
（変形例）
以下、実施形態の変形例について説明する。なお、上述した実施形態と同一部分については、同一符号を付して説明を省略又は簡略化する。
以下、実施形態の変形例について説明する。なお、上述した実施形態と同一部分については、同一符号を付して説明を省略又は簡略化する。
【0051】
上述の実施形態では、ステップＳ０２及びステップＳ０３に示すように、電子ビームの照射による目印試料Ｒの観察に基づくステージ３１の駆動によって目印試料Ｒを所定軸に位置及び姿勢合わせするとしたが、これに限定されない。例えば、ステップＳ０２及びステップＳ０３の代わりに、電子ビームの照射によらずに他の手法に基づいて目印試料Ｒを所定軸に位置及び姿勢合わせしてもよい。この場合、制御装置２５は、ステップＳ０５にて、適宜の手法によって所定軸に位置及び姿勢合わせされた部位と同一の部位（つまり目印試料Ｒの直線的な所定部位）に一致する軸（観察軸）を把握し、把握した観察軸の位置及び姿勢情報を記憶する（ステップＳ０５）。なお、例えば、イオンビームによる試料Ｓの加工後に電子ビームによる加工部位の観察を行うことが前提であれば、所定軸は、電子ビームの走査方向に平行な走査軸（例えば、Ｘ軸方向の走査Ｘ軸）と実質的に同一又は関連する軸であることが好ましい。
【0052】
上述の実施形態では、可動絞り５５の駆動機構６１は、イオンビーム鏡筒１７の外部に配置される回転アクチュエータ６１ｇを備えるとしたが、これに限定されない。例えば、イオンビーム鏡筒１７の内部に配置される回転アクチュエータを備えてもよい。
図５は、実施形態の第１変形例でのイオンビーム鏡筒１７の可動絞り５５Ａの構成を示す図である。
図５に示すように、第１変形例の可動絞り５５Ａは、駆動機構７１と、絞り部材７２とを備える。駆動機構７１は、例えば、軸部材６１ａと、ステージユニット６１ｅと、支持ブロック６１ｆと、フランジ６１ｊと、回転ステージ６１ｋとを備える。
軸部材６１ａは、イオンビーム鏡筒１７の内部で回転ステージ６１ｋに接続されるとともに、イオンビーム鏡筒１７の外部でステージユニット６１ｅに配置された支持ブロック６１ｆに支持されている。
フランジ６１ｊの外形は、例えば軸部材６１ａが挿入される貫通孔が形成された円環板状である。フランジ６１ｊは、イオンビーム鏡筒１７の表面（外面）に固定されている。
図５は、実施形態の第１変形例でのイオンビーム鏡筒１７の可動絞り５５Ａの構成を示す図である。
図５に示すように、第１変形例の可動絞り５５Ａは、駆動機構７１と、絞り部材７２とを備える。駆動機構７１は、例えば、軸部材６１ａと、ステージユニット６１ｅと、支持ブロック６１ｆと、フランジ６１ｊと、回転ステージ６１ｋとを備える。
軸部材６１ａは、イオンビーム鏡筒１７の内部で回転ステージ６１ｋに接続されるとともに、イオンビーム鏡筒１７の外部でステージユニット６１ｅに配置された支持ブロック６１ｆに支持されている。
フランジ６１ｊの外形は、例えば軸部材６１ａが挿入される貫通孔が形成された円環板状である。フランジ６１ｊは、イオンビーム鏡筒１７の表面（外面）に固定されている。
【0053】
回転ステージ６１ｋは、荷電粒子ビーム装置１０の動作モードなどに応じて制御装置２５から出力される制御信号によって制御される。例えば、回転ステージ６１ｋは、圧電アクチュエータによる超音波モーター又は電磁モーター等を備える。回転ステージ６１ｋは、ビーム軸に平行な回転軸の軸周りに絞り部材７２を回転させる。なお、回転ステージ６１ｋは、電気信号による制御が可能な電動であるとしたが、これに限定されず、例えば絞り部材７２による絞りの交換時にのみ回転調整されるような手動の移動機構であってもよい。
絞り部材７２の外形は、例えば、少なくとも１つの円周上の周方向に沿って配列される複数の貫通孔７２ａが形成された円形板状である。絞り部材７２は、ビーム軸に直交する方向に平行に配置されている。絞り部材７２の回転中心Ｄは、ビーム軸に直交する平面内にてビーム中心ＣからＸ軸方向にステージユニット６１ｅ側にずれて配置されている。複数の貫通孔７２ａのいずれかは、駆動機構７１による絞り部材７２の駆動に応じて、イオンビームの少なくとも一部を通過させる。複数の貫通孔７２ａは、例えば、観察用の少なくとも１つの円形孔と、加工用の少なくとも各１つの矩形孔及び円形孔とである。
絞り部材７２の外形は、例えば、少なくとも１つの円周上の周方向に沿って配列される複数の貫通孔７２ａが形成された円形板状である。絞り部材７２は、ビーム軸に直交する方向に平行に配置されている。絞り部材７２の回転中心Ｄは、ビーム軸に直交する平面内にてビーム中心ＣからＸ軸方向にステージユニット６１ｅ側にずれて配置されている。複数の貫通孔７２ａのいずれかは、駆動機構７１による絞り部材７２の駆動に応じて、イオンビームの少なくとも一部を通過させる。複数の貫通孔７２ａは、例えば、観察用の少なくとも１つの円形孔と、加工用の少なくとも各１つの矩形孔及び円形孔とである。
【0054】
第１変形例によれば、制御装置２５は、絞り部材７２の同一円周上に配置される複数の貫通孔７２ａのいずれかをビーム中心Ｃに対して位置決めすることによって、複数の貫通孔７２ａをステージユニット６１ｅによる駆動無しに回転ステージ６１ｋの駆動によって切り替えることができる。
また、駆動方向が２軸方向であるステージユニット６１ｅによる駆動と回転ステージ６１ｋによる駆動との組み合わせによって、各貫通孔７２ａの適宜の回転中心に対する回転角度を任意に設定することができる。
また、駆動方向が２軸方向であるステージユニット６１ｅによる駆動と回転ステージ６１ｋによる駆動との組み合わせによって、各貫通孔７２ａの適宜の回転中心に対する回転角度を任意に設定することができる。
【0055】
上述の実施形態では、イオン光学系４２は、イオンビームを絞り部材６２の表面上で走査させる第１アライメント５４を備えるとしたが、これに限定されない。例えば、イオンビームを絞り部材６２の表面上で走査させるブランカーを備えてもよい。
図６は、実施形態の第２変形例でのイオンビーム鏡筒１７Ａの構成を示す図である。
図６に示すように、第２変形例のイオンビーム鏡筒１７Ａは、イオン源４１と、イオン光学系４２Ａとを備える。
第２変形例のイオン光学系４２Ａは、例えば、イオン源４１側からイオンビーム鏡筒１７Ａの出射端部側（つまり試料Ｓ側）に向かって順次に配置される引出電極５１と、コンデンサレンズ５２と、ブランカー５３Ａと、可動絞り５５と、アライメント５６Ａと、スティグメータ５７と、走査電極５８と、対物レンズ５９とを備える。ブランカー５３Ａ、アライメント５６Ａ、スティグメータ５７及び走査電極５８は、イオンビームを偏向させる静電偏向器６０Ａを構成する。
図６は、実施形態の第２変形例でのイオンビーム鏡筒１７Ａの構成を示す図である。
図６に示すように、第２変形例のイオンビーム鏡筒１７Ａは、イオン源４１と、イオン光学系４２Ａとを備える。
第２変形例のイオン光学系４２Ａは、例えば、イオン源４１側からイオンビーム鏡筒１７Ａの出射端部側（つまり試料Ｓ側）に向かって順次に配置される引出電極５１と、コンデンサレンズ５２と、ブランカー５３Ａと、可動絞り５５と、アライメント５６Ａと、スティグメータ５７と、走査電極５８と、対物レンズ５９とを備える。ブランカー５３Ａ、アライメント５６Ａ、スティグメータ５７及び走査電極５８は、イオンビームを偏向させる静電偏向器６０Ａを構成する。
【0056】
第２変形例のブランカー５３Ａは、例えば、イオンビームの進行方向に交差する少なくとも２方向の各々の両側から光軸を挟み込むように対向して配置される二対の電極（ブランキング電極）等を備える。ブランカー５３Ａは、イオンビームの遮断の有無を切り替えるとともに、可動絞り５５の絞り部材６２をイオンビームの照射によって観察する際に、コンデンサレンズ５２によって絞り部材６２の表面上に集束するように設定されたイオンビームを絞り部材６２の表面上で走査させる。
第２変形例のアライメント５６Ａは、例えば、イオンビームの光軸を取り囲むように筒状に配置される複数の電極等を備える。アライメント５６Ａは、イオンビームが対物レンズ５９の中心軸を通過するようにイオンビームの軌道を調整する。
第２変形例のアライメント５６Ａは、例えば、イオンビームの光軸を取り囲むように筒状に配置される複数の電極等を備える。アライメント５６Ａは、イオンビームが対物レンズ５９の中心軸を通過するようにイオンビームの軌道を調整する。
【0057】
第２変形例によれば、イオンビームを絞り部材６２の表面上で走査させる偏向器として、少なくとも４極のブランカー５３Ａを備えることによって、絞り部材６２の上流側にアライメントを備える必要無しに、イオン光学系４２Ａの構成が複雑になることを抑制することができる。
【0058】
上述の実施形態又は第２変形例では、イオン光学系４２，４２Ａは、加工用の貫通孔６２ａが形成された絞り部材６２を、第２アライメント５６又はアライメント５６Ａの上流側に備えるとしたが、これに限定されない。例えば、絞り部材６２は、対物レンズ５９と試料Ｓとの間に配置されてもよい。
図７は、実施形態の第３変形例でのイオンビーム鏡筒１７Ｂの構成を示す図である。
図７に示すように、第３変形例のイオンビーム鏡筒１７Ｂは、イオン源４１と、イオン光学系４２Ｂとを備える。
第３変形例のイオン光学系４２Ｂは、例えば、イオン源４１側からイオンビーム鏡筒１７Ｂの出射端部側（つまり試料Ｓ側）に向かって順次に配置される引出電極５１と、コンデンサレンズ５２と、ブランカー５３と、絞り８１と、アライメント５６Ａと、スティグメータ５７と、走査電極５８と、対物レンズ５９と、可動絞り５５とを備える。ブランカー５３、アライメント５６Ａ、スティグメータ５７及び走査電極５８は、イオンビームを偏向させる静電偏向器６０Ｂを構成する。
図７は、実施形態の第３変形例でのイオンビーム鏡筒１７Ｂの構成を示す図である。
図７に示すように、第３変形例のイオンビーム鏡筒１７Ｂは、イオン源４１と、イオン光学系４２Ｂとを備える。
第３変形例のイオン光学系４２Ｂは、例えば、イオン源４１側からイオンビーム鏡筒１７Ｂの出射端部側（つまり試料Ｓ側）に向かって順次に配置される引出電極５１と、コンデンサレンズ５２と、ブランカー５３と、絞り８１と、アライメント５６Ａと、スティグメータ５７と、走査電極５８と、対物レンズ５９と、可動絞り５５とを備える。ブランカー５３、アライメント５６Ａ、スティグメータ５７及び走査電極５８は、イオンビームを偏向させる静電偏向器６０Ｂを構成する。
【0059】
絞り８１は、駆動機構８１ａと、絞り部材８１ｂとを備える。
駆動機構８１ａは、荷電粒子ビーム装置１０の動作モードなどに応じて制御装置２５から出力される制御信号によって制御される。例えば、駆動機構８１ａは、少なくとも１軸方向に駆動する圧電アクチュエータを備える。圧電アクチュエータは、少なくともイオンビーム鏡筒１７Ｂの光軸に交差する平面内の任意の１軸方向に駆動する。圧電アクチュエータは、イオンビーム鏡筒１７の光軸に直交するＸ軸方向に駆動することによって、絞り部材８１ｂをＸ軸方向に進退させる。
絞り部材８１ｂの外形は、例えば、所定方向に沿って配列される複数の貫通孔８１ｃが形成された板状である。所定方向は、駆動機構８１ａの駆動方向であって、例えば、Ｘ軸方向である。複数の貫通孔８１ｃは、駆動機構８１ａによる絞り部材８１ｂの駆動に応じて、イオンビームの一部を通過させるために、いずれかに切り替えられる。複数の貫通孔８１ｃは、例えば、観察用の円形孔である。
駆動機構８１ａは、荷電粒子ビーム装置１０の動作モードなどに応じて制御装置２５から出力される制御信号によって制御される。例えば、駆動機構８１ａは、少なくとも１軸方向に駆動する圧電アクチュエータを備える。圧電アクチュエータは、少なくともイオンビーム鏡筒１７Ｂの光軸に交差する平面内の任意の１軸方向に駆動する。圧電アクチュエータは、イオンビーム鏡筒１７の光軸に直交するＸ軸方向に駆動することによって、絞り部材８１ｂをＸ軸方向に進退させる。
絞り部材８１ｂの外形は、例えば、所定方向に沿って配列される複数の貫通孔８１ｃが形成された板状である。所定方向は、駆動機構８１ａの駆動方向であって、例えば、Ｘ軸方向である。複数の貫通孔８１ｃは、駆動機構８１ａによる絞り部材８１ｂの駆動に応じて、イオンビームの一部を通過させるために、いずれかに切り替えられる。複数の貫通孔８１ｃは、例えば、観察用の円形孔である。
【0060】
第３変形例にて、制御装置２５は、イオンビームの照射によって絞り部材６２の加工用の貫通孔６２ａを観察するための画像を取得する場合、イオン光学系４２Ｂの光学条件を集束モードに設定して、走査電極５８によってイオンビームを絞り部材６２上で走査させる。制御装置２５は、例えば、対物レンズ５９によってイオンビームを絞り部材６２の表面上に集束させる。
第３変形例によれば、イオンビームの照射によって目印試料Ｒ及び絞り部材６２の各々の画像を取得する際に同一の偏向器である走査電極５８によってイオンビームを走査することができる。
第３変形例によれば、イオンビームの照射によって目印試料Ｒ及び絞り部材６２の各々の画像を取得する際に同一の偏向器である走査電極５８によってイオンビームを走査することができる。
【0061】
上述の実施形態では、制御装置２５は、目印試料Ｒをイオンビームの照射によって観察する際に、イオン光学系４２の光学条件を集束モードに設定するとしたが、これに限定されない。
例えば、制御装置２５は、コンデンサレンズ５２によってコンデンサレンズ５２の直後にイオンビームのクロスオーバーを形成するとともに、対物レンズ５９に印加する電圧をゼロにしてもよい。
上述の実施形態では、制御装置２５は、可動絞り５５の絞り部材６２をイオンビームの照射によって観察する際に、イオン光学系４２の光学条件を集束モードに設定するとしたが、これに限定されない。
例えば、制御装置２５は、イオン光学系４２の光学条件を投射モードに設定してもよい。投射モードの場合、絞り部材６２の貫通孔６２ａの中心とビーム中心Ｃとが一致していなくてもよい。
例えば、制御装置２５は、コンデンサレンズ５２によってコンデンサレンズ５２の直後にイオンビームのクロスオーバーを形成するとともに、対物レンズ５９に印加する電圧をゼロにしてもよい。
上述の実施形態では、制御装置２５は、可動絞り５５の絞り部材６２をイオンビームの照射によって観察する際に、イオン光学系４２の光学条件を集束モードに設定するとしたが、これに限定されない。
例えば、制御装置２５は、イオン光学系４２の光学条件を投射モードに設定してもよい。投射モードの場合、絞り部材６２の貫通孔６２ａの中心とビーム中心Ｃとが一致していなくてもよい。
【0062】
上述の実施形態では、可動絞り５５の回転アクチュエータ６１ｇは、第２フランジ６１ｃを介して、軸部材６１ａ、伸縮管継手６１ｄ、ステージユニット６１ｅ、支持ブロック６１ｆ及び接続部材６１ｈの全体を一体的に第１フランジ６１ｂの外面に沿ってビーム軸の軸周りに進退させるとしたが、これに限定されない。
例えば、軸部材６１ａをステージユニット６１ｅ側の端部を中心として回転可能に構成することによって、回転アクチュエータ６１ｇは、ステージユニット６１ｅを移動させずに、軸部材６１ａ、支持ブロック６１ｆ及び伸縮管継手６１ｄを一体的に第１フランジ６１ｂの外面に沿ってビーム軸の軸周りに進退させてもよい。この場合、制御装置２５は、ステージユニット６１ｅによって軸部材６１ａを駆動することによって、ビーム中心Ｃに対する絞り部材６２の位置を調整してもよい。
例えば、軸部材６１ａをステージユニット６１ｅ側の端部を中心として回転可能に構成することによって、回転アクチュエータ６１ｇは、ステージユニット６１ｅを移動させずに、軸部材６１ａ、支持ブロック６１ｆ及び伸縮管継手６１ｄを一体的に第１フランジ６１ｂの外面に沿ってビーム軸の軸周りに進退させてもよい。この場合、制御装置２５は、ステージユニット６１ｅによって軸部材６１ａを駆動することによって、ビーム中心Ｃに対する絞り部材６２の位置を調整してもよい。
【0063】
上述した実施形態又は第１変形例にて、回転アクチュエータ６１ｇ及び回転ステージ６１ｋは、制御装置２５から出力される制御信号によって制御されるとしたが、これに限定されない。例えば、絞り部材６２，７２は、ギヤ及びベルト等を備える駆動機構が操作者の手動により駆動されることによって回転してもよい。
【0064】
上述した実施形態又は第１変形例にて、ステージユニット６１ｅの駆動方向は２軸方向であるとしたが、これに限定されない。例えば、ステージユニット６１ｅの駆動方向は軸部材６１ａの軸方向に平行な１軸方向であってもよい。この場合、実施形態の絞り部材６２に形成される複数の貫通孔６２ａは１軸方向に沿って配列されればよく、第１変形例の絞り部材７２に形成される複数の貫通孔７２ａは１つの円周上の周方向に沿って配列されればよい。
また、上述した第１変形例では、ステージユニット６１ｅは省略されてもよい。この場合、回転ステージ６１ｋの駆動によって絞り部材７２に形成された同一円周上の複数の貫通孔７２ａのいずれかが選択される。
また、上述した第１変形例では、ステージユニット６１ｅは省略されてもよい。この場合、回転ステージ６１ｋの駆動によって絞り部材７２に形成された同一円周上の複数の貫通孔７２ａのいずれかが選択される。
【0065】
本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0066】
１０…荷電粒子ビーム装置、１１…試料室、１２…試料ホルダ、１３…試料台、１５…電子ビーム鏡筒、１７，１７Ａ，１７Ｂ…イオンビーム鏡筒、２１…二次荷電粒子検出器、２３…ガス供給部、２５…制御装置、２７…入力装置、２９…表示装置、４１…イオン源（荷電粒子源）、４２，４２Ａ，４２Ｂ…イオン光学系、５２…コンデンサレンズ、５３，５３Ａ…ブランカー（偏向器）、５４…第１アライメント（偏向器）、５５，５５Ａ…可動絞り、５６…第２アライメント、５６Ａ…アライメント、５７…スティグメータ、５８…走査電極（偏向器）、５９…対物レンズ、６１…駆動機構、６１ｅ…ステージユニット（第１駆動機構）、６１ｆ…支持ブロック、６１ｇ…回転アクチュエータ（第２駆動機構）、６１ｈ…接続部材、６１ｋ…回転ステージ（第２駆動機構）、６２…絞り部材、６２ａ…貫通孔、７１…駆動機構、７２…絞り部材、７２ａ…貫通孔、ＥＢ…電子ビーム、ＩＢ…イオンビーム、Ｃ…ビーム中心、Ｒ…目印試料、Ｓ…試料。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】