[发明专利]带电粒子束装置及其光轴调整方法

说明书

本发明的目的在于在改变了光学条件的情况下也抑制光轴偏移，在本发明的一个实施方式中，具有：带电粒子源(1)，其释放出照射到样本(14)的带电粒子束(4)；聚焦透镜系统，其包括至少一个将带电粒子束(4)以预定的缩小率聚焦的聚焦透镜(7、8)；偏转器(5、6)，其位于上述聚焦透镜系统中最下游的聚焦透镜(8)与带电粒子源(1)之间，使带电粒子源(1)的虚拟位置移动；以及控制单元(20、21、22)，其控制偏转器(5、6)以及上述聚焦透镜系统，控制单元(20、21、22)控制偏转器(5、6)使带电粒子源(1)的虚拟位置移动到抑制由上述聚焦透镜系统的缩小率的变化引起的、上述聚焦透镜系统的下游的带电粒子束(4)的中心轨道的偏移的位置(36)。

本申请是国际申请号为PCT/JP2016/052558，中国国家申请号为2016800781075的分案申请。

技术领域

本发明涉及带电粒子束装置，特别涉及适合抑制光轴偏移稳定地得到高亮度像的带电粒子束装置。

背景技术

在扫描电子显微镜或透射电子显微镜所代表的带电粒子束装置中，在样本上扫描通过静电透镜、电磁透镜等较细地聚焦的带电粒子束，从样本得到所希望的信息(例如样本像)。

在这样的带电粒子束装置中，带电粒子束的轨道偏离物镜的中心轴的情况(产生光轴偏移的情况)下，透镜的轴外色差增大。色差的增大使样本像的分辨率或析像度显著地降低。另外，光轴偏移使样本像的亮度的降低、焦点调整时产生视场偏移。

另外，作为带电粒子源，在使用钨丝所代表的热电子释放型电子枪的情况下，以数十～数百时间程度切断灯丝。在灯丝被切断的情况下，产生灯丝的更换作业。在灯丝的更换前后，带电粒子源的位置发生变化，所以需要进行用于修正其位置变化的轴调整。带电粒子源的位置在获取样本像时，尤其对亮度造成影响。

在不是钨丝，例如使用电场释放型电子枪的情况下也同样地需要更换作业以及伴随更换的轴调整。

因此，为了以高分辨率并且高亮度得到没有视场偏移的样本像，需要高精度地调整带电粒子束装置的光轴。

作为以往的轴调整方法，公知有手动地调整轴调整用的偏转器(对准器)的动作条件以使物镜的励磁电流等周期性地变化时的、由励磁电流等的变化引起的样本像等的运动最小的方法。

日本特开2000－195453号(专利文献1)公开了基于在物镜的2个励磁条件间变化的电子线照射位置的推移来改变对准器的励磁设定值，从而自动地调整带电粒子束的光轴的技术。

日本特表2005－521990号公报(专利文献2)公开了通过设置于带电粒子源的下级的枪对准线圈电磁性地自动调整带电粒子源的虚拟位置等以使样本像的亮度变高的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2000－195453号公报

专利文献2:日本特表2005－521990号公报

发明的概要

本申请发明者对通过配置于光路的电磁透镜或静电透镜使一次带电粒子束的射束量变化时产生的带电粒子束装置的光轴偏移进行了仔细研究，其结果，得到如下的见解。

在带电粒子束装置中，为了对照射到样本的带电粒子束量进行调整等，使设置于光路上的聚焦透镜等的光学条件变化。特别是，在使用热电子释放型电子枪的扫描电子显微镜中，得到高分辨率的情况和元素分析等需要高亮度的情况中，使聚焦透镜的缩小率例如1/300～1/3那样大幅变化。在使光学条件变化时，电子束的轨道变化，产生光轴偏移。