带电粒子束装置及其真空排气方法制造方法及图纸

本发明专利技术的带电粒子束装置在将试样室(18)设为高真空状态时，从涡轮分子泵的主吸气口(11)对带电粒子枪室(1)和所述试样室进行真空排气，在将所述试样室设为低真空状态时，通过主吸气口对所述带电粒子枪室进行真空排气，并且，通过涡轮分子泵的中间吸气口(13)对所述试样室进行真空排气。进行所述涡轮分子泵的背压排气的油回转泵(7)不对所述带电粒子枪室、所述试样室进行真空排气。由此，无论是高真空状态时以及低真空状态时均能够抑制装置内部的污染，因此可以防止观察试样的污染，并可以降低到达真空度的经年劣化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带电粒子束装置及其真空排气方法
本专利技术涉及可以进行高真空排气和低真空排气的带电粒子束装置。
技术介绍
作为可以进行高真空排气和低真空排气的带电粒子束装置，例如有像以下专利文献所记载的那样具有真空排气系统的低真空扫描电子显微镜。日本特开2007-141633号公报(专利文献1)公开了如下结构：以使用最小限的泵实现电子枪室的高真空排气和低真空排气的真空排气系统为目的，设置有对电子枪室进行高真空排气的第1泵(涡轮分子泵)以及合并进行该第1泵的背压排气和试样室的低真空排气的第2泵(油回转泵)。另外，日本特开2011-034744号公报(专利文献2)公开了如下排气系统：由于在专利文献1等的低真空扫描电子显微镜中，通常在试样更换时试样室、中间室以及电子枪室被大气释放，因此以提高从试样更换到观察的吞吐量等为目的，在电子枪室与试样室之间具有电子束通过的多个中间室，在该多个中间室之间的开口部具有阀，通过所述阀进行排气，以使试样室侧的中间室以及试样室的压力高于电子源侧的中间室以及电子枪室的压力。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-141633号公报专利文献2：日本特开2011-034744号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题本申请专利技术人通过针对完全实现高真空排气和低真空排气的小型真空排气系进行了深入的研究，其结果获得了以下的发现。在专利文献1中，如其图1以及图2所示，测量试样室10内的真空度，如果低于预定的真空度，则打开阀V4，进行基于油回转泵的真空室内的真空排气，迅速从高真空模式移至低真空模式。然而，通过从进行真空室内的预排气的油回转泵蒸发出的油流入试样室内、真空排气管内，会污染试样室内、真空排气管等的装置内部。另外，通过对配置在被污染的试样室内的观察试样照射电子束，也有可能污染观察试样。并且，由于多年的装置使用，如果污染到电子枪室，则电子枪室有可能无法到达预定的高真空。在作为专利文献1的改良专利技术的专利文献2中，如其图1～5所示，通过辅助真空泵11对真空室7和第二中间室4进行预排气来缩短排气时间，实现提高从试样更换到低真空观察的吞吐量，因此通过从进行真空室的预排气的油回转泵蒸发出的油会污染装置内部。另一方面，考虑通过使用干泵作为辅助真空泵，来防止装置内部污染的方法。然而，干泵通常具有与油回转泵相比设置空间大，或者成本高的缺点。本专利技术的目的在于，不污染装置内部地进行高真空排气以及低真空排气。用于解决课题的手段本专利技术涉及在进行高真空排气时，通过涡轮分子泵的主吸气口对带电粒子枪室和试样室进行真空排气，在进行低真空排气时，通过主吸气口对带电粒子枪室进行真空排气，并且，通过涡轮分子泵的中间吸气口对试样室进行真空排气。另外，还涉及油回转泵不对带电粒子枪室、试样室进行真空排气。专利技术效果根据本专利技术，高真空排气以及低真空排气中都可以抑制装置内部的污染，因此可以防止观察试样的污染，也可以降低到达真空度的经年劣化。附图说明图1是表示实施例1所涉及的带电粒子束装置100的结构的侧视图。图2是说明带电粒子束装置100实施低真空观察时的排气时序控制的流程图。图3是表示实施例2所涉及的带电粒子束装置100的结构的侧视图。图4是表示实施例3所涉及的带电粒子束装置100的结构的侧视图。图5是表示实施例4所涉及的带电粒子束装置100的结构的侧视图。图6是表示实施例5所涉及的带电粒子束装置100的结构的侧视图。具体实施方式实施例1图1是表示本实施例所涉及的带电粒子束装置100的结构的侧视图。带电粒子束装置100具备带电粒子枪室1、中间室15、物镜2以及试样室18。带电粒子枪室1容纳对试样照射带电粒子束的带电粒子源。中间室15容纳电子光学系统，使从带电粒子枪室1对试样照射的带电粒子束通过。物镜2使带电粒子束变细并对试样进行照射。试样室18容纳试样。物镜2具备孔口(orifice)3，其为了实施试样室18与中间室15之间的差动排气，限制从试样室18吹出的气体量。另外，带电粒子枪室1、中间室15以及试样室18通过复合涡轮分子泵6进行真空排气。复合涡轮分子泵6具有主吸气口11、第1中间吸气口13以及第2中间吸气口12。在复合涡轮分子泵6中，距离主吸气口11越远真空度越低，第1中间吸气口13位于比第2中间吸气口12远离主吸气口11的位置，比第2中间吸气口12的真空度低。另外，第2中间吸气口12位于比第1中间吸气口13接近主吸气口11的位置，真空度比主吸气口11低，但是比第1中间吸气口13高。换句话说，主吸气口11的真空度最高，第1中间吸气口13的真空度最低，第2中间吸气口介于它们之间的真空度。带电粒子枪室1经由真空排气管4与复合涡轮分子泵6的主吸气口11相连接。在真空排气管4中配置有真空计8a，由此监视带电粒子枪室1的真空度。试样室18经由从真空排气管4分支的排气管与主吸气口11相连接。并且，试样室18经由真空排气管22与复合涡轮分子泵6的第1中间吸气口13相连接。中间室15经由真空排气管5与复合涡轮分子泵6的第2中间吸气口12相连接。真空计8b监视试样室18的真空度。可变流量阀NV通过调节导入到试样室18的气体量，使试样室18的真空度可变。可变流量阀NV经由从真空排气管22分支的排气管被连接到试样室18。阀BV1打开和关闭试样室18与主吸气口11之间的排气管。阀SV2打开和关闭真空排气管22。阀SV3打开和关闭复合涡轮分子泵6的排气口与辅助真空泵7之间的排气管。阀SV4打开和关闭试样室18与可变流量阀NV之间。泄漏阀(leakvalve)LV1对带电粒子枪室1、中间室15、试样室18进行大气释放。泄漏阀LV2对复合涡轮分子泵6的背压侧进行大气释放。辅助真空泵7被连接到复合涡轮分子泵6的背压侧，实施复合涡轮分子泵6的背压排气。辅助真空泵7例如可以使用油回转泵等比较便宜的泵来构成。控制部110控制各阀、各泵、电子光学系统等带电粒子束装置100整体的动作。控制部110例如可以使用微型计算机、CPU(CentralProcessingUnit，中央处理器)等运算装置来构成。带电粒子枪室1内的压力需要尽量保持较低，因此增大与复合涡轮分子泵6的主吸气口11相连接的真空排气管4的直径来提高传导(conductance)。由此，获得较低的到达压力。试样室18容纳有用于搭载试样并移动观察视野的试样台、检测来自观察试样的信号的检测器等许多部件。由此，试样室18与带电粒子枪室1、中间室15相比体积大，因此使从真空排气管4分支并连接到试样室18的排气管的直径变大来提高传导。由此缩短排气时间，此外获得较低的到达压力。带电粒子枪室1与中间室15之间以及中间室15与试样室18之间配置有差动排气节流阀。当试样室18为低真空状态时，气体从试样室18经由孔口3吹向中间室15。经由第2中间吸气口12对中间室15进行排气，由此可以抑制气体从中间室15吹向带电粒子枪室1。由此，将带电粒子枪室1维持在高真空状态。为了实施差动排气，真空排气管5的直径形成为比真空排气管4的直径小。试样室18的压力与带电粒子枪室1的压力、中间室15的压力相比高，因此试样室18与远离主吸气口11的第1中间吸气口13相连接。由此，将带电粒子枪室1维持在高真空状态。在后述的低真空排气时序中使用真空排气管22，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带电粒子束装置，其特征在于，具备：带电粒子枪室，其收纳对试样照射带电粒子束的带电粒子源；配置所述试样的试样室；涡轮分子泵，其对所述带电粒子枪室以及所述试样室进行真空排气；第1排气管，其连接在所述涡轮分子泵的主吸气口与所述带电粒子枪室之间；第2排气管，其连接在所述涡轮分子泵的中间吸气口与所述试样室之间；第3排气管，其连接在所述试样室与所述第1排气管之间；第1阀，其对所述第2排气管进行开闭；以及第2阀，其对所述第3排气管进行开闭。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种带电粒子束装置，其特征在于，具备：带电粒子枪室，其收纳对试样照射带电粒子束的带电粒子源；配置所述试样的试样室；涡轮分子泵，其对所述带电粒子枪室以及所述试样室进行真空排气；第1排气管，其连接在所述涡轮分子泵的主吸气口与所述带电粒子枪室之间；第2排气管，其连接在所述涡轮分子泵的中间吸气口与所述试样室之间；第3排气管，其连接在所述试样室与所述第1排气管之间；第1阀，其对所述第2排气管进行开闭；以及第2阀，其对所述第3排气管进行开闭。2.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，所述带电粒子束装置具备：油回转泵，其对所述涡轮分子泵进行背压排气，该油回转泵不对所述带电粒子枪室或所述试样室进行真空排气。3.根据权利要求2所述的带电粒子束装置，其特征在于，所述带电粒子束装置具备：控制部，其对所述第1阀、所述第2阀以及所述涡轮分子泵进行控制，该控制部进行如下控制：将所述试样室排气为比预定真空度高的高真空度时，在关闭所述第1阀的同时打开所述第2阀的基础上，通过所述涡轮分子泵的所述主吸气口对所述带电粒子枪室以及所述试样室进行真空排气，将所述试样室排气为比所述预定真空度低的低真空度时，在打开所述第1阀的同时关闭所述第2阀的基础上，通过所述涡轮分子泵的所述主吸气口对所述带电粒子枪室进行真空排气，并且通过所述中间吸气口对所述试样室进行真空排气。4.根据权利要求3所述的带电粒子束装置，其特征在于，所述控制部进行如下控制：将所述试样室排气为比所述预定真空度低的低真空度时，在关闭所述第1阀的同时打开所述第2阀的基础上，通过所述涡轮分子泵的所述主吸气口对所述试样室进行预排气，之后，在打开所述第1阀的同时关闭所述第2阀的基础上，通过所述涡轮分子泵的所述中间吸气口对所述试样室进行真空排气。5.根据权利要求2所述的带电粒子束装置，其特征在于，所述带电粒子束装置具备：第4排气管，其连接在第2中间吸气口与中间室之间，该第2中间吸气口在所述涡轮分子泵中位于比所述中间吸气口靠近所述主吸气口的位置，该中间室连接所述带电粒子枪室与所述试样室。6.根据权利要求5所述的带电粒子束装置，其特征在于，连接所述第1排气管与所述主吸气口处的直径形成为比连接所述第4排气管与所述第2中间吸气口处的直径大，连接所述第4排气管与所述第2中间吸气口处的直径形成为比连接所述第2排气管与所述中间吸气口处的直径大。7.根据权利要求5所述的带电粒子束装置，其特征在于，所述带电粒子束装置具备：第3阀，其对所述第3排气管进行开闭；以及旁通管，其连接在所述带电粒子枪室或所述试样室与所述中间室之间。8.根据权利要求2所述的带电粒子束装置，其特征在于，所述带电粒子束装置具备：第4排气管，其连接在中间室与所述第1排气管之间，其中，该中间室连接所述带电粒子枪室与所述试样室。9.根据权利要求2所述的带电粒子束装置，其特征在于，在所述试样室的内部具备配置所述试样的第2试样室，该第2试样室中配置有膜，该膜使对所述试样照射的带电粒子束透射，并且使所述第2试样室的真空状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：海老根裕太，赤津光男，
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