[发明专利]带电粒子装置

说明书

技术领域

本发明涉及带电粒子束装置，特别是涉及检测通过照射带电粒子束而从试样得到的信号来取得试样的图像的带电粒子束装置。

背景技术

对于扫描电子显微镜等带电粒子束装置，期望使对试样照射的带电粒子束的束电流量可变。作为使束电流量可变的技术，存在专利文献1。在该公报中，记载了如下点：通过在扫描电子显微镜的镜筒内配置的隔膜电极(较り電極)来消除探测电流的外周部。

此外，在专利文献2中，记载了如下点：调节会聚透镜所形成的交叉(crossover)点与物侧光阑的距离来调节探测电流。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2010/146833号

专利文献2：JP特开2010-282977号公报

发明内容

发明要解决的课题

如专利文献1、2所记载的那样，为了使带电粒子束命中微小区域，利用物侧限制光阑(object limiting diaphragm)使粒子束直径以及粒子束量减小。为了确保达成所需的粒子束直径以及粒子束量那样的动态范围，物侧限制光阑的孔径需要为某种程度的大小，例如直径200μm～10μm程度。

为了从带电粒子源产生稳定的带电粒子，对该带电粒子源周围的气氛要求极高真空(例如10^-7Pa量级)。另一方面，使带电粒子命中的对象物，存在为了避免因带电粒子命中所引起的充电(charge up)而要求与带电粒子源周围的环境相比为低真空(例如100Pa量级)的情况。因此在带电粒子源到对象物之间需要高差动排气能力(例如10⁴～10¹⁰倍)。该差动排气通过设置于带电粒子光学系统中的差动排气节流阀(differential pumping diaphragm)而达成。

差动排气节流阀的直径越小就能够具有越大的差动排气能力，但若差动排气节流阀直径过小，则会遮住希望到达试样的带电粒子束的一部分，或者在最差的情况下遮住了所有的带电粒子束而无法进行轴调整。

因此，本发明的目的在于提供一种带电粒子装置，通过有效地配置差动排气节流阀和物侧限制光阑，从而保持照射电流的较大的动态范围并且具有高差动排气能力。

解决课题的手段

为了解决上述课题，采用例如权利要求书所记载的构成。

本申请包含多个解决上述课题的手段，若列举其中一例，则本发明的带电粒子束装置的特征在于，具有镜筒，所述镜筒在内部包含产生带电粒子束的带电粒子束源、能够调整带电粒子束的交叉点的聚光透镜、配置为比聚光透镜更靠近试样侧的物侧限制光阑、以及配置为比物侧限制光阑更靠近试样侧并使带电粒子束聚焦在试样上的物镜，该镜筒具有第1真空度的第1空间以及比第1真空度更高真空度的第2空间，物侧限制光阑配置于第2空间。

发明效果

根据本发明，能够提供一种保持照射电流的较大的动态范围并且具有高差动排气能力的带电粒子装置。

上述以外的课题、构成以及效果通过以下的实施方式的说明而变得清楚。

附图说明

图1是表示实施例1的带电粒子装置的一实施方式的图。

图2是表示实施例1的带电粒子装置的物侧限制光阑周围的详细情况的图。

图3是表示实施例2的带电粒子装置的一实施方式的图。

图4是表示实施例2的带电粒子装置的物侧限制光阑周围的详细情况的图。

具体实施方式

以下的实施例中举例说明扫描电子显微镜(SEM)，但这仅是本发明的一例，本发明并不限定于以下所说明的实施方式。本发明能够应用于扫描透射电子显微镜(STEM)、透射电子显微镜(TEM)、离子显微镜、其他的使用了带电粒子束的试样观察装置、或使用了带电粒子束的加工装置等带电粒子束装置。

首先，对于现有技术的课题进行详细说明。如上所述，带电粒子源周围的气氛和试样室的气氛中所需的真空度差别很大。实际观察试样时配置观察试样的试样室与配置带电粒子源的带电粒子源室通过使带电粒子束通过的通路而连接，所以带电粒子源室所达到的真空较大地依赖于试样室侧的真空气氛。为了形成该差压而使用了差动排气节流阀。差动排气节流阀直径越小就能具有越较大的差动排气能力。

另一方面，为了使带电粒子束命中微小区域，利用物侧限制光阑使粒子束直径以及粒子束量减小。为了确保达成所需的粒子束直径以及粒子束量那样的动态范围，物侧限制光阑的孔径需要为某种程度的大小、例如直径200μm～10μm程度的孔径。