带电粒子束装置、带电粒子束装置的控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于提供一种识别反射电子检测元件与试样之间的位置关系、试样周围的真空状态，自动地选择适合获取目的图像的反射电子检测元件的带电粒子束装置。本发明专利技术的带电粒子束装置在试样室内的真空度高试样与反射电子检测器离开时选择全部的反射电子检测元件，在试样室内的真空度高试样与反射电子检测器接近时选择适合于获取组成图像或凹凸图像的反射电子检测元件。在试样室内的真空度低时选择全部的反射电子检测元件(参照图7)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种带电粒子束装置。
技术介绍
扫描电子显微镜等带电粒子束装置使用带电粒子检测器检测通过对试样照射初级带电粒子束而发射的次级带电粒子，并使初级带电粒子束的照射位置与检测到的信号相对应，由此能够以高倍率获取试样的观察图像。在次级带电粒子中主要有次级电子和反射电子。扫描电子显微镜有时在物镜与试样之间具备用于检测反射电子的反射电子检测器。反射电子检测器具备用于检测反射电子的反射电子检测元件。以下专利文献1所记载的带电粒子束装置具备反射电子检测器，该反射电子检测器具备两个以上的圆环状的反射电子检测元件，并具有各自独立的放大器。在专利文献1中，通过选择该反射电子检测器所具备的反射电子检测元件中的配置于内周侧的反射电子检测元件获取组成图像，通过选择配置于外周侧的检测元件获取凹凸图像。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平7-65775号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题本申请的专利技术人通过对使用反射电子检测器获取目的图像进行认真研究，结果得到了以下见解。在上述专利文献1的带电粒子束装置中，为了适当地获取组成图像、凹凸图像，研究了反射电子检测元件的大小、形状、试样与反射电子检测元件之间的位置关系、试样周围的真空状态等，需要选择并使用最佳的反射电子检测元件。然而，带电粒子束装置的操作员难以根据该带电粒子束装置所具备的反射电子检测元件的大小、形状、试样与反射电子检测元件之间的位置关系、试样周围的真空状态等，选择最佳的反射电子检测元件。元件的分割数量越增加，选择变得越难。操作员为了判断应选择哪个反射电子检测元件以获取目的图像，在重复地进行选择反射电子检测元件，变更反射电子检测元件与试样之间的位置关系，改变试样周围的真空状态的事情的同时进行试错，这需要大量时间，且并不实用。本专利技术是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种识别反射电子检测元件与试样之间的位置关系、试样周围的真空状态，自动地选择适合于获取目的图像的反射电子检测元件的带电粒子束装置。用于解决课题的手段本专利技术的带电粒子束装置在试样室内的真空度高试样与反射电子检测器分离时选择全部的反射电子检测元件，在试样室内的真空度高试样与反射电子检测器接近时选择适合于获取组成图像或凹凸图像的反射电子检测元件。在试样室内的真空度低时选择全部的反射电子检测元件。专利技术的效果根据本专利技术的带电粒子束装置，即使操作员未意识到反射电子检测元件的尺寸、形状、反射电子检测元件与试样之间的位置关系、试样周围的真空状态等，也能够简单地获取目的图像。附图说明图1是表示实施方式1的带电粒子束装置的整体结构的侧视图。图2是从正下方观察反射电子检测器18的平面图。图3是表示反射电子检测器18与试样9之间的位置关系的侧视图。图4是表示将试样9与反射电子检测器18之间的距离增长的位置关系的侧视图。图5是表示由显示装置22进行画面显示的用于选择图像获取条件的用户接口(UI)的一例的图。图6A是表示在选择按钮304被按下时由显示装置22进行画面显示的UI的一例的图。图6B是表示在区域400～404被按下时的图像的一例的图。图7是在组成按钮301被按下时的带电粒子束装置的动作流程。图8是在凹凸按钮302被按下时的带电粒子束装置的动作流程。图9是从正下方仰视实施方式2的反射电子检测器18的平面图。图10是从正下方仰视实施方式3的带电粒子束装置具备的反射电子检测器18的平面图。具体实施方式<实施方式1>图1是表示本专利技术的实施方式1的带电粒子束装置的整体结构的侧视图。在此，作为带电粒子的例子，说明搭载了场发射电子枪(Field-emissionElectronGun：FEG)的扫描电子显微镜，但是带电粒子束装置和电子枪的形式均可以是其它形式。例如带电粒子束装置也可以是扫描透射电子显微镜(ScanningTransmissionElectronMicroscope：STEM)。另外，关于电子枪，例如除了使用场发射电子枪以外，也可以使用肖特基型电子枪(Schottky-typeelectrongun)、热阴极场发射电子枪(thermal(thermallyassisted)field-emissionelectrongun)、热电子发射电子枪(thermionic-emissionelectrongun)等。通过在阴极1与第一阳极2之间施加的引出电压Vext发射电子束3。电子束3进一步通过对第二阳极4施加的加速电压Vacc进行加速，向后级的电磁透镜系统行进。透镜系统具有会聚透镜5、物镜孔径6、偏转线圈7以及物镜8。通过一个以上的会聚透镜5和物镜孔径6，将被加速的电子束3控制为预定的电流量。偏转线圈7用于在试样9上扫描电子束3。控制物镜8以使电子束3在试样9上会聚。电子束控制电路10执行从产生电子束3到照射试样为止的透镜系统的控制。电子束控制电路10由计算机11进行控制。试样移动装置12具有用于机械地使试样9进行移动的机构以及动作用电动机。动作用电动机由试样移动控制电路13进行控制。试样移动控制电路13由计算机11进行控制。试样移动装置12的动作轴具有使试样9进行平面移动的XY轴、变更高度的Z轴、使其倾斜的T轴以及使其旋转的R轴这5个轴。为了通过场发射引出电子束3，阴极1的周围需要保持1×10-8Pa以下的超高真空。试样9周围的真空度通常为1×10-3Pa以下。但是，为了抑制试样9带电，也有在数百帕下使用的情况。扫描电子显微镜为了达成阴极1与试样9之间的排气差，具有一空间，该空间具有电子束3通过的微小的孔，使用不同的泵对各空间进行排气。对于阴极1的气氛使用吸气泵14进行排气。在扫描电子显微镜中，为了达成阴极1与试样9之间的排气差，很多时候使用多个吸气泵14。对于试样9周围的气氛，通常使用涡轮分子泵15进行排气。对于涡轮分子泵15的背压，使用未图示的回转泵进行排气。在配置了试样9的空间配置有泄漏阀16。泄漏阀16使大气少量流入配置有试样9的空间，能够将试样9周围的空间保持为数帕至数百帕。将保持为数帕至数百帕的该状态称为低真空状态。排气控制电路17控制这些泵和阀。排气控制电路17由计算机11进行控制。反射电子检测器18具有分割为两个以上的反射电子检测元件。各反射电子检测元件与独立的放大器19相连接。反射电子检测元件检测从试样9产生的反射电子20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带电粒子束装置，对试样照射带电粒子束，其特征在于，具备：带电粒子束源，其射出带电粒子束；试样移动装置，其使上述试样的位置移动；反射电子检测器，其具有多个检测元件，该检测元件检测通过对上述试样照射上述带电粒子束，从上述试样产生的反射电子；信号控制电路，其对使用上述反射电子检测器所具有的上述检测元件中的哪个检测元件进行选择；压力计，其对配置上述试样的试样室内的气压进行测量；以及排气系统，其对上述试样室内进行真空排气，沿同心环配置有多个上述检测元件，上述信号控制电路在上述试样室内的气压小于预定气压阈值并且沿上述带电粒子束的照射轴的上述试样与上述反射电子检测器之间的距离为预定距离阈值以上的情况下，选择全部的上述检测元件，在上述试样室内的气压小于上述预定气压阈值并且上述距离小于上述预定距离阈值的情况下，选择除了沿最内周侧的上述同心环配置的上述检测元件以外的上述检测元件中的至少任意一个检测元件或选择除了沿最外周侧的上述同心环配置的上述检测元件以外的上述检测元件中的至少任意一个检测元件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.08 JP 2013-2112231.一种带电粒子束装置，对试样照射带电粒子束，其特征在于，具备：
带电粒子束源，其射出带电粒子束；
试样移动装置，其使上述试样的位置移动；
反射电子检测器，其具有多个检测元件，该检测元件检测通过对上述试样
照射上述带电粒子束，从上述试样产生的反射电子；
信号控制电路，其对使用上述反射电子检测器所具有的上述检测元件中的
哪个检测元件进行选择；
压力计，其对配置上述试样的试样室内的气压进行测量；以及
排气系统，其对上述试样室内进行真空排气，
沿同心环配置有多个上述检测元件，
上述信号控制电路在上述试样室内的气压小于预定气压阈值并且沿上述
带电粒子束的照射轴的上述试样与上述反射电子检测器之间的距离为预定距
离阈值以上的情况下，选择全部的上述检测元件，
在上述试样室内的气压小于上述预定气压阈值并且上述距离小于上述预
定距离阈值的情况下，选择除了沿最内周侧的上述同心环配置的上述检测元件
以外的上述检测元件中的至少任意一个检测元件或选择除了沿最外周侧的上
述同心环配置的上述检测元件以外的上述检测元件中的至少任意一个检测元
件。
2.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，
上述带电粒子束装置还具备：
运算装置，其使用上述反射电子的检测信号，生成上述试样的观察图像；
以及
用户接口，其用于指示生成强调了上述试样的原子组成的组成图像还是生
成强调了上述试样的凹凸形状的凹凸图像，
上述信号控制电路在经由上述用户接口输入了应生成上述组成图像的主
旨的指示，上述试样室内的气压小于上述预定气压阈值并且上述距离小于上述
预定距离阈值的情况下，选择除了沿最外周侧的上述同心环配置的上述检测元

\t件以外的上述检测元件中的至少任意一个检测元件，
在经由上述用户接口输入了应生成上述凹凸图像的主旨的指示，上述试样
室内的气压小于上述预定气压阈值并且上述距离小于上述预定距离阈值的情
况下，选择除了沿最内周侧的上述同心环配置的上述检测元件以外的上述检测
元件中的至少任意一个检测元件。
3.根据权利要求2所述的带电粒子束装置，其特征在于，
上述信号控制电路在上述试样室内的气压为上述预定气压阈值以上的情
况下，与上述距离无关地选择全部的上述检测元件。
4.根据权利要求2所述的带电粒子束装置，其特征在于，
上述用户接口具备输入部，该输入部用于指示选择哪个上述检测元件，
上述信号控制电路在经由上述用户接口选择了上述检测元件的情况下，按
着该指示，选择上述检测元件。
5.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，
通过沿上述同心环连结多个扇形的上述检测元件而构成上述检测元件。
6.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，
通过沿上述同心环配置具有朝向上述同心环的中心变细的锥形形状的上
述检测元件而构成上述检测元件。
7.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，
通过沿上述同心环配置具有从上述同心环的中心朝向外周变细的锥形形
状的上述检测元件而构成上述检测元件。
8.一种带电粒子束装置，对试样照射带电粒子束，其特征在于，具备：
带电粒子束源，其射出带电粒子束；
试样移动装置，其使上述试样的位置移动；
反射电子检测器，其具有多个检测元件，该检测元件检测通过对上述试样
照射上述带电粒子束，从上述试样产生的反射电子；
信号控制电路，其对使用上述反射电子检测器所具有的上述检测元件中的
哪个检测元件进行选择；
压力计，其对配置上述试样的试样室内的气压进行测量；以及
排气系统，其对上述试样室内进行真空排气，
沿同心环配置有多个上述检测元件，
上述信号控制电路在上述试样室内的气压为预定气压阈值以上的情况下，
与沿上述带电粒子束的照射轴的上述试样与上述反射电子检测器之间的距离
无关地，选择全部的上述检测元件。
9.根据权利要求8所述的带电粒子束装置，其特征在于，
上述信号控制电路在上述试样室内的气压小于上述预定气压阈值并且上
述距离为预定距离阈值以上的情况下，选择全部的上述检测元件，
在上述试样室内的气压小于上述预定气压阈值并且上述距离小于上述预
定距离阈值的情况下，选择除了沿最内周侧的上述同心环配置的上述检测元件
以外的上述检测元件中的至少任意一个检测元件或选择除了沿最外周侧的上
述同心环配置的上述检测元件以外的上述检测元件中的至少任意一个检测元
件。
10.根据权利要求9所述的带电粒子束装置，其特征在于，
上述带电粒子束装置还具备：
运算装置，其使用上述反射电子的检测信号，生成上述试样的观察图像；
以及
用户接口，其用于指示生成强调了上述试样的原子组成的组成图像还是生
成强调了上述试样的凹凸形状的凹凸图像，
上述信号控制电路在经由上述用户接口输入了应生成上述组成图像的主
旨的指示，上述试样室内的气压...

【专利技术属性】
技术研发人员：青木贤治，斋藤勉，细谷幸太郎，中村光宏，重藤训志，
申请(专利权)人：株式会社日立高新技术，
类型：发明
国别省市：日本;JP