荷电粒子线装置及扫描电子显微镜制造方法及图纸

期望提升荷电粒子线装置的性能。一种荷电粒子线装置具备：荷电粒子源11；加速电源14，设置来加速从该荷电粒子源11射出的荷电粒子线12，并连接于该荷电粒子源11；及物镜透镜26，将该荷电粒子线12聚焦于试料23。物镜透镜26相对于试料23，设置于该荷电粒子线12的入射侧的相反侧；且形成该物镜透镜26的磁极具有：中心磁极26a，其中心轴与该荷电粒子线12的理想光轴一致；上部磁极26b；筒形的侧面磁极26c；及圆盘形状的下部磁极26d；其中，靠近于该中心磁极26a的试料23侧的上部中，该上部附近的径为较小的形状，该中心磁极26a的下部为圆柱形状；该上部磁极26b为中心形成圆形的开口部的磁极，且为于朝向中心的盘状的靠近该中心磁极的中心侧较薄的圆盘形状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】荷电粒子线装置及扫描电子显微镜
本专利技术关于荷电粒子线装置及扫描电子显微镜。更具体而言，本专利技术关于能期待性能提高的荷电粒子线装置及扫描电子显微镜。
技术介绍
就荷电粒子线装置而言，存在扫描电子显微镜(ScanningElectronMicroscope：以下，略称“SEM”。)、电子探针微分析(EPMA,ElectronProbeMicroAnalyser)、电子束熔接机、电子线描绘装置、及离子束显微镜等。传统的SEM中，从高分辨率化的观点来看，特别下工夫于透镜的短焦点化。为了高分辨率化，必须强化透镜的光轴上磁束密度分布B(z)中的B。而且，为了高分辨率化，必须薄化透镜的厚度(即B分布的z宽)。下述专利文献1中，记载了具备两个物镜透镜(第一物镜透镜与第二物镜透镜)的SEM(之后，将相对于试料的电子枪侧的透镜称为第一物镜透镜。从试料来看，位于电子枪的相反侧的物镜透镜称为第二物镜透镜)。更具体而言，第二物镜透镜用于加速电压Vacc为0.5～5kV的低加速时的高分辨率观察模式。第一物镜透镜用于加速电压Vacc为0.5～30kV的通常观察模式。下述专利文献1中，第一物镜透镜与第二物镜透镜不会同时动作。第一物镜透镜与第二物镜透镜借由模式切换手段来切换每个模式。而且，下述专利文献1的第二实施例([0017]段落)中，记载了将第二物镜透镜的磁极的一部分借由电性的绝缘部电流电位分离。然后，于磁极的一部分与试料，施加电压Vdecel。下述专利文献1的第一实施例([0010]～[0016]段落)中，二次电子(或反射电子)检测器设置于比第一物镜透镜更靠近电子枪侧。试料部所产生的二次电子(或反射电子)通过第一物镜透镜中，并进入检测器。下述专利文献2也揭示SEM的构成。专利文献2的SEM中的物镜透镜配置于相对于试料的电子枪的相反侧。二次电子借由来自二次电子检测器的导引电场来偏向，捕捉于二次电子检测器。[先前技术文献][专利文献][专利文献1]日本国公开专利公报“特开2007-250223号公报”[专利文献2]日本国公开专利公报“特开平6-181041号公报”
技术实现思路
[专利技术所欲解决的课题]本专利技术的目的在于提供期待性能上升的荷电粒子线装置及扫描电子显微镜。[用于解决课题的手段]为了解决上述的课题，有关本专利技术的一实施方式的荷电粒子线装置具备：荷电粒子源；加速电源，设置来加速从所述荷电粒子源射出的荷电粒子线，并连接于所述荷电粒子源；及物镜透镜，将所述荷电粒子线聚焦于试料；所述物镜透镜相对于试料，设置于所述荷电粒子线的入射侧的相反侧；且形成所述物镜透镜的磁极具有：中心磁极，其中心轴与所述荷电粒子线的理想光轴一致；上部磁极；筒形的侧面磁极；及圆盘形状的下部磁极；其中，靠近于所述中心磁极的试料侧的上部中，所述上部附近的径为较小的形状，所述中心磁极的下部为圆柱形状；所述上部磁极为中心形成圆形的开口部的磁极，且为于朝向中心的盘状的靠近所述中心磁极的中心侧较薄的圆盘形状。优选地，中心磁极的试料侧的面与上部磁极的试料侧的面为相同高度。优选地，中心磁极的上部边缘径D较6mm大并较14mm小，上部磁极的圆形的开口部的径d与中心磁极的上部边缘径D的关系为：d-D≥4mm。优选地，使用热电子源型组件作为荷电粒子源。优选地，从最靠近于物镜透镜的磁极的试料来看，物镜透镜可将使加速电源为-30kV至-10kV中的任一者来加速的荷电粒子线聚焦于0mm至4.5mm中的任一者的高度位置。优选地，荷电粒子线装置具备：绝缘板，配置于物镜透镜上；导电性试料台，配置于绝缘板上，其中，物镜透镜及导电性试料台为绝缘。为了解决上述的课题，有关本专利技术的一实施方式的荷电粒子线装置具备：荷电粒子源；加速电源，设置来加速从所述荷电粒子源射出的荷电粒子线，并连接于所述荷电粒子源；及物镜透镜，将所述荷电粒子线聚焦于试料；所述物镜透镜相对于试料，设置于所述荷电粒子线的入射侧的相反侧；且荷电粒子线装置具备：绝缘板，配置于所述物镜透镜上；导电性试料台，配置于所述绝缘板上，其中，所述物镜透镜及所述导电性试料台为绝缘。优选地，连接可变导电性试料台的迟滞电源，于试料赋予导电性试料台的电位。优选地，导电性试料台靠近于边缘部具有从绝缘板分离的形状。优选地，绝缘板与导电性试料台之间填充有绝缘材。优选地，荷电粒子线装置具备：具有开口部的电位板，配置于导电性试料台的上部；其中，于电位板，赋予接地电位、正电位、或负的电位。优选地，电位板的开口部为直径2mm至20mm的圆形、或网子状。优选地，电位板在试料附近以外的地方具有从导电性试料台分离的形状。优选地，荷电粒子线装置还具备：移动单元，移动电位板。优选地具备：筒状的导电环，配置于导电性试料台上的试料的边缘，其上面的角被R加工。优选地，荷电粒子线装置具备：于上部磁极与中心磁极间，设置以非磁性体形成的密封部，且物镜透镜借由上部磁极、密封部及中心磁极，将真空侧与大气侧气密分离。有关本专利技术的一实施方式的扫描电子显微镜具备上述荷电粒子线装置。[专利技术的效果]根据本专利技术，能期待性能提升的荷电粒子线装置及扫描电子显微镜。附图说明图1是说明本专利技术的第一实施方式的SEM的构成的概略剖面图。图2是显示本专利技术的第一实施方式中，使用第一物镜透镜，检测反射电子及二次电子的情况的概略剖面图。图3是显示本专利技术的第一实施方式中，主要聚焦而使用第二物镜透镜，检测二次电子的情况的概略剖面图。图4是用于说明本专利技术的第一实施方式中的迟滞时的透镜部的图，(a)说明迟滞时的等电位线、(b)说明第二物镜透镜的光轴上磁束密度分布B(z)、及(c)说明迟滞时的荷电粒子的速度。图5是说明本专利技术的第一实施方式中的绝缘部与试料台的其他构成的概略剖面图。图6是说明本专利技术的第一实施方式的借由第一物镜透镜的孔径角α的调整的图，(a)对应于仿真数据3(Vacc＝-1kV)、(b)对应于仿真数据4(Vacc＝-10kV、Vdecel＝-9kV)、及(c)对应于仿真数据5(Vacc＝-10kV、Vdecel＝-9kV、使用第一物镜透镜)。图7是用于说明本专利技术的第一实施方式中，以偏向线圈的上下偏向线圈的强度比调整来调整偏向的交点的图。图8是说明本专利技术的第二实施方式中，没有第一物镜透镜的简易情况的概略剖面图。图9是显示有关本专利技术的第四实施方式的SEM的装置构成的一例的剖面图。具体实施方式接着，参照附图，说明本专利技术的实施方式。以下的图是示意，应注意尺寸或长宽比率与现实有所差异。而且，如下所示的本专利技术的实施方式例示为了具现化本专利技术的技术思想的装置或方法。本专利技术的技术思想并未将构成组件的材质、形状、构造、配置等限定于下述的物。本专利技术的技术思想在记载于专利申请范围的技术范围内，能加以各种变化。第一实施方式]参照图1，说明本专利技术的第一实施方式中的SEM的概略构成。此SEM具备电子源11(荷电粒子源)、加速电源14、聚光透镜15、物镜透镜光圈16、二段偏向线圈17、物镜透镜(第一物镜透镜18、第二物镜透镜26)、及检测器20的电子线装置。加速电源14加速从电子源11射出的一次电子线12(荷电粒子线)。聚光透镜15聚焦加速的一次电子线12。物镜透镜光圈16去除一次电子线12的不必要部分。二段偏向线圈17将一次电子线12在试料23上进行二次本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种荷电粒子线装置，具备：荷电粒子源；加速电源，设置来加速从所述荷电粒子源射出的荷电粒子线，并连接于所述荷电粒子源；及物镜透镜，将所述荷电粒子线聚焦于试料；其特征在于：所述物镜透镜相对于试料，设置于所述荷电粒子线的入射侧的相反侧；且形成所述物镜透镜的磁极具有：中心磁极，其中心轴与所述荷电粒子线的理想光轴一致；上部磁极；筒形的侧面磁极；及圆盘形状的下部磁极；其中，靠近于所述中心磁极的试料侧的上部中，所述上部附近的径为较小的形状，所述中心磁极的下部为圆柱形状；所述上部磁极为中心形成圆形的开口部的磁极，且为于朝向中心的盘状的靠近所述中心磁极的中心侧较薄的圆盘形状。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.30 JP 2015-0173181.一种荷电粒子线装置，具备：荷电粒子源；加速电源，设置来加速从所述荷电粒子源射出的荷电粒子线，并连接于所述荷电粒子源；及物镜透镜，将所述荷电粒子线聚焦于试料；其特征在于：所述物镜透镜相对于试料，设置于所述荷电粒子线的入射侧的相反侧；且形成所述物镜透镜的磁极具有：中心磁极，其中心轴与所述荷电粒子线的理想光轴一致；上部磁极；筒形的侧面磁极；及圆盘形状的下部磁极；其中，靠近于所述中心磁极的试料侧的上部中，所述上部附近的径为较小的形状，所述中心磁极的下部为圆柱形状；所述上部磁极为中心形成圆形的开口部的磁极，且为于朝向中心的盘状的靠近所述中心磁极的中心侧较薄的圆盘形状。2.如权利要求1所述的荷电粒子线装置，所述中心磁极的试料侧的面与所述上部磁极的试料侧的面为相同高度。3.如权利要求1或2所述的荷电粒子线装置，所述中心磁极的上部边缘径D较6mm大并较14mm小，所述上部磁极的圆形的开口部的径d与所述中心磁极的上部边缘径D的关系为：d-D≥4mm。4.如权利要求1至3中任一项所述的荷电粒子线装置，使用热电子源型组件作为所述荷电粒子源。5.如权利要求1至4中的任一项所述的荷电粒子线装置，从最靠近于所述物镜透镜的磁极的试料来看，所述物镜透镜可将使所述加速电源为-30kV至-10kV中的任一者来加速的荷电粒子线聚焦于0mm至4.5mm中的任一者的高度位置。6.如权利要求1至5中任一项所述的荷电粒子线装置，所述荷电粒子线装置具备：绝缘板，配置于所述物镜透镜上；导电性试料台，配置于所述绝缘板上，其中，所述物镜透镜及所述导电性试料台为绝缘。7.一种荷电粒子线装置具备：荷电粒子源；加速电源，设置来加速从...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊本和哉，松田定好，
申请(专利权)人：松定精度株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP