JP2005172611A - 荷電粒子線装置および荷電粒子線装置の圧力測定方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 荷電粒子銃付近の真空圧力を測定することができる荷電粒子線装置および荷電粒子線装置の圧力測定方法を提供する。
【解決手段】 加速管3と排気管6とイオンポンプ7のコンダクタンスに相当する値R1〜R8と、加速管3と排気管6の放出ガス量に相当する値I2〜I8が、オペレータにより入力手段23上において入力される。イオンポンプ7に流れるイオン電流値i0、Vsとして演算手段18に取り込まれる。真空ゲージ9で測定された真空圧力値P0は、Vgとして演算手段18に取り込まれる。放出ガス量演算手段19は、データ(Vg、Vs、R7、R8、I2〜I8)を用いて演算を行って、電子銃1付近の放出ガス量(I1)を求める。そのデータ(I1)と前記データ(Vg、R1〜R6、I2〜I6)を受け取った圧力演算手段20は、演算を行って、電子銃1付近の真空圧力値(Vt)を求める。
【選択図】 図2
【解決手段】 加速管3と排気管6とイオンポンプ7のコンダクタンスに相当する値R1〜R8と、加速管3と排気管6の放出ガス量に相当する値I2〜I8が、オペレータにより入力手段23上において入力される。イオンポンプ7に流れるイオン電流値i0、Vsとして演算手段18に取り込まれる。真空ゲージ9で測定された真空圧力値P0は、Vgとして演算手段18に取り込まれる。放出ガス量演算手段19は、データ(Vg、Vs、R7、R8、I2〜I8)を用いて演算を行って、電子銃1付近の放出ガス量(I1)を求める。そのデータ(I1)と前記データ(Vg、R1〜R6、I2〜I6)を受け取った圧力演算手段20は、演算を行って、電子銃1付近の真空圧力値(Vt)を求める。
【選択図】 図2
Description
本発明は、電子顕微鏡や電子ビーム露光装置やイオンビーム加工装置などの荷電粒子線装置に関し、荷電粒子銃付近の真空圧力を測定するための荷電粒子線装置およびその圧力測定方法に関する。
図1は、従来の透過電子顕微鏡を説明するために示した図である。
図1において1は電子銃(荷電粒子銃)であり、電子銃1はフィラメント1aとウェネルト1bを有している。電子銃1は電子銃容器2に収容されており、電子銃容器2は加速管3に接続されている。
加速管3は電子銃1からの電子を加速するために設けられており、この例における加速管3は、5つの加速電極(4a〜4e)を有した5段の多段加速管である。隣り合う加速電極間には高電圧碍子5が配置されている。なお、加速管3の電子銃側端部から加速電極4a間を「1段目の加速管」、加速電極4aから加速電極4b間を「2段目の加速管」、加速電極4bから加速電極4c間を「3段目の加速管」、加速電極4cから加速電極4d間を「4段目の加速管」、加速電極4dから加速電極4e間を「5段目の加速管」とする(図1参照)。
そして、加速管3には排気管6が接続されており、排気管6にはイオンポンプ(排気手段)7が接続されている。このイオンポンプ7は、排気管6、加速管3および電子銃容器2を排気するために設けられている。すなわち、上述した電子銃1部分は、加速管2および排気管6を介してイオンポンプ7により高真空に排気される。このような排気系は、たとえば特開平11−297248号公報(特許文献1)に記載されている。なお、イオンポンプ7には、イオンポンプ7に流れるイオン電流を測定する電流計8が設けられている。また、排気管6には真空ゲージ9が取り付けられている。
さらに図1に示すように、真空容器10が排気管6に接続されており、真空容器10の内部は図示しない排気装置によって高真空に排気されている。この真空容器10の内部には上から順に、集束レンズ11、対物レンズ12、中間レンズ13、投影レンズ14、蛍光板15の電子光学的構成要素が配置されており、試料16は集束レンズ11と対物レンズ12間に配置されている。
このような構成において、電子銃1から射出された電子は加速管3により加速され、電子線通過孔APを通過した電子線は集束レンズ11で集束されて試料16を照射する。そして、その電子線照射によって試料16を透過した電子線は、対物レンズ12と中間レンズ13と投影レンズ14によって結像拡大され、試料16の透過電子顕微鏡像が蛍光板15上に投影される。
さて、図1の透過電子顕微鏡においては、電子銃1と電子銃容器2と加速管3と排気管6とイオンポンプ7と電流計8と真空ゲージ9によって、「電子銃−多段加速管の真空排気システム」が構成されている。この真空排気システムにおける真空ゲージ9は、真空ゲージ付近の排気管6の真空圧力を測定することができる。また、電流計8は、イオンポンプ7に流れるイオン電流を測定して、イオンポンプ7の場所の真空圧力を測定することができる。そこで従来においては、真空ゲージ9で測定された圧力値や、電流計8で測定された圧力値を、前記「電子銃−多段加速管の真空排気システム」の圧力値としていた。
図1において1は電子銃(荷電粒子銃)であり、電子銃1はフィラメント1aとウェネルト1bを有している。電子銃1は電子銃容器2に収容されており、電子銃容器2は加速管3に接続されている。
加速管3は電子銃1からの電子を加速するために設けられており、この例における加速管3は、5つの加速電極(4a〜4e)を有した5段の多段加速管である。隣り合う加速電極間には高電圧碍子5が配置されている。なお、加速管3の電子銃側端部から加速電極4a間を「1段目の加速管」、加速電極4aから加速電極4b間を「2段目の加速管」、加速電極4bから加速電極4c間を「3段目の加速管」、加速電極4cから加速電極4d間を「4段目の加速管」、加速電極4dから加速電極4e間を「5段目の加速管」とする(図1参照)。
そして、加速管3には排気管6が接続されており、排気管6にはイオンポンプ(排気手段)7が接続されている。このイオンポンプ7は、排気管6、加速管3および電子銃容器2を排気するために設けられている。すなわち、上述した電子銃1部分は、加速管2および排気管6を介してイオンポンプ7により高真空に排気される。このような排気系は、たとえば特開平11−297248号公報(特許文献1)に記載されている。なお、イオンポンプ7には、イオンポンプ7に流れるイオン電流を測定する電流計8が設けられている。また、排気管6には真空ゲージ9が取り付けられている。
さらに図1に示すように、真空容器10が排気管6に接続されており、真空容器10の内部は図示しない排気装置によって高真空に排気されている。この真空容器10の内部には上から順に、集束レンズ11、対物レンズ12、中間レンズ13、投影レンズ14、蛍光板15の電子光学的構成要素が配置されており、試料16は集束レンズ11と対物レンズ12間に配置されている。
このような構成において、電子銃1から射出された電子は加速管3により加速され、電子線通過孔APを通過した電子線は集束レンズ11で集束されて試料16を照射する。そして、その電子線照射によって試料16を透過した電子線は、対物レンズ12と中間レンズ13と投影レンズ14によって結像拡大され、試料16の透過電子顕微鏡像が蛍光板15上に投影される。
さて、図1の透過電子顕微鏡においては、電子銃1と電子銃容器2と加速管3と排気管6とイオンポンプ7と電流計8と真空ゲージ9によって、「電子銃−多段加速管の真空排気システム」が構成されている。この真空排気システムにおける真空ゲージ9は、真空ゲージ付近の排気管6の真空圧力を測定することができる。また、電流計8は、イオンポンプ7に流れるイオン電流を測定して、イオンポンプ7の場所の真空圧力を測定することができる。そこで従来においては、真空ゲージ9で測定された圧力値や、電流計8で測定された圧力値を、前記「電子銃−多段加速管の真空排気システム」の圧力値としていた。
しかしながら、前記「電子銃−多段加速管の真空排気システム」においてオペレータが本当に知りたい真空圧力は、電子銃1近傍の真空圧力である。なぜなら、電子銃1近傍の真空圧力を知ることができれば、電子銃1のフィラメント1aに高電圧の加速電圧を印加する場合、電子銃1近傍の真空状態が良くなった時点でフィラメント1aに高電圧の加速電圧を印加することができ、真空状態が悪い状態で加速電圧を印加することによって発生する微小放電などのトラブルを防ぐことができるからである。
また、電子銃1近傍の真空圧力を知ることができれば、電子銃1のフィラメント1aにフィラメント加熱電流を流す場合、電子銃1近傍の真空状態が良くなった時点でフィラメント1aにフィラメント加熱電流を流すことができ、フィラメント1aの寿命を長くすることができる。これに反し、電子銃1近傍の真空状態が悪いときにフィラメント加熱電流を流してしまうと、フィラメント1aの寿命が短くなってしまう。
それならば、電子銃1付近に真空圧力ゲージを取り付ければ良いと考えられるが、電子銃1は高電圧が印加されるため、その真空圧力ゲージを制御する回路を高電圧に浮かせる必要がある。さらに、その高電圧に浮いた真空圧力ゲージ制御回路に電力を伝送する手段も必要となる。したがって、電子銃1付近に真空圧力ゲージを取り付けようとすると、装置が大型化してしまい、また複雑になってしまう。
また、電子銃1近傍の真空圧力を知ることができれば、電子銃1のフィラメント1aにフィラメント加熱電流を流す場合、電子銃1近傍の真空状態が良くなった時点でフィラメント1aにフィラメント加熱電流を流すことができ、フィラメント1aの寿命を長くすることができる。これに反し、電子銃1近傍の真空状態が悪いときにフィラメント加熱電流を流してしまうと、フィラメント1aの寿命が短くなってしまう。
それならば、電子銃1付近に真空圧力ゲージを取り付ければ良いと考えられるが、電子銃1は高電圧が印加されるため、その真空圧力ゲージを制御する回路を高電圧に浮かせる必要がある。さらに、その高電圧に浮いた真空圧力ゲージ制御回路に電力を伝送する手段も必要となる。したがって、電子銃1付近に真空圧力ゲージを取り付けようとすると、装置が大型化してしまい、また複雑になってしまう。
本発明はこのような点に鑑みて成されたものであり、その目的は、荷電粒子銃付近の真空圧力を測定することができる荷電粒子線装置および荷電粒子線装置の圧力測定方法を提供することにある。
上記目的を達成する本発明の荷電粒子線装置は、荷電粒子を射出させる荷電粒子銃と、前記荷電粒子銃からの荷電粒子を加速するための加速管と、排気手段と、前記加速管と排気手段とを接続する排気管と、前記排気管に取り付けられ、排気管内の真空圧力を測定するための圧力測定手段とを備え、前記荷電粒子銃部分は、前記加速管および排気管を介して前記排気手段により排気されるように構成された荷電粒子線装置において、次の(1)〜(7)に基づき、前記荷電粒子銃部分の真空圧力を算出する圧力演算手段を備えたことを特徴としている
(1)前記加速管におけるコンダクタンス
(2)前記排気管におけるコンダクタンス
(3)前記排気手段におけるコンダクタンス
(4)前記加速管における放出ガス量
(5)前記排気管における放出ガス量
(6)前記排気手段の真空圧力値
(7)前記圧力測定手段の真空圧力値。
(1)前記加速管におけるコンダクタンス
(2)前記排気管におけるコンダクタンス
(3)前記排気手段におけるコンダクタンス
(4)前記加速管における放出ガス量
(5)前記排気管における放出ガス量
(6)前記排気手段の真空圧力値
(7)前記圧力測定手段の真空圧力値。
したがって本発明によれば、荷電粒子銃付近の真空圧力を測定することができる荷電粒子線装置および荷電粒子線装置の圧力測定方法を提供することができる。
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
図2は、本発明の一例を示した図であり、本発明が適用された透過電子顕微鏡を示した図である。図2において、前記図1と同じ構成要素に対しては図1と同じ番号が付与されており、その構成要素の説明は省略する。
図2において、17は中央制御装置であり、中央制御装置17は演算手段18を備えている。この演算手段18は、放出ガス量演算手段19と圧力演算手段20を備えている。
また、演算手段18は、AD変換器21を介して前記電流計8に電気的に接続されていると共に、AD変換器22を介して前記真空ゲージ9に電気的に接続されている。さらに演算手段18は、キーボードやマウスなどで構成された入力手段23と、モニタ(表示手段)24に電気的に接続されている。
以上、図2の装置構成について説明したが、図2の透過電子顕微鏡は、図1の透過電子顕微鏡に上記構成要素(17〜24)が更に追加された構成となっている。
さて、図2の透過電子顕微鏡においては、上述したように、電子銃1と電子銃容器2と加速管3と排気管6とイオンポンプ7と電流計8と真空ゲージ9によって「電子銃−多段加速管の真空排気システム」が構成されている。この「電子銃−多段加速管の真空排気システム」は、各部のコンダクタンスの逆数を抵抗(R1〜R8)に、各部の放出ガスを電流源(I1〜I8)に、イオンポンプ7の真空圧力値を電圧源(Vs)にモデル化すると、図3に示すような電気回路モデルに置き換えることができる。
図3において、R1は前記「1段目の加速管」のコンダクタンスに相当する抵抗値、R2は前記「2段目の加速管」のコンダクタンスに相当する抵抗値、R3は前記「3段目の加速管」のコンダクタンスに相当する抵抗値、R4は前記「4段目の加速管」のコンダクタンスに相当する抵抗値、R5は前記「5段目の加速管」のコンダクタンスに相当する抵抗値である。抵抗値R1は、加速電極4aの電子線通過孔の形状より求められるコンダクタンスの逆数(定数)である。同様に、各抵抗値R2〜R5は、各加速電極(4b〜4e)の電子線通過孔の形状より求められるコンダクタンスの逆数(定数)である。これらの抵抗値R1〜R5は、オペレータが容易に求めることができる値である。
また、図3においてR6は、図2の場所6aにおけるコンダクタンスに相当する抵抗値である。すなわち抵抗値R6は、真空ゲージ9より加速管側排気管の流れコンダクタンスの逆数(定数)である。図3においてR7は、図2の場所6bにおけるコンダクタンスに相当する抵抗値である。すなわち抵抗値R7は、真空ゲージ9よりイオンポンプ側排気管の流れコンダクタンスの逆数(定数)である。図3においてR8は、イオンポンプ7のコンダクタンスに相当する抵抗値であり、イオンポンプ7の排気速度の逆数(定数)である。これらの抵抗値R6〜R8は、オペレータが容易に求めることができる値である。
また、図3において、I1は前記「1段目の加速管」と電子銃容器2内(電子銃1を含む)における放出ガス量に相当する電流値、I2は前記「2段目の加速管」における放出ガス量に相当する電流値、I3は前記「3段目の加速管」における放出ガス量に相当する電流値、I4は前記「4段目の加速管」における放出ガス量に相当する電流値、I5は前記「5段目の加速管」における放出ガス量に相当する電流値である。これらの電流値のうち、電流値I2〜I5は、各段の材質、内部表面積、洗浄処理内容、ベーク処理(熱処理)内容、イオンポンプ7による排気時間などから、オペレータが計算により容易に求めることができる値(定数)である。一方、電子銃1の形状や材質は複雑であるため、前記電流値I1をオペレータが計算により求めることは大変面倒な作業である。そこで本発明の図2の装置は、この電流値I1を演算により求めるように構成されている。詳しくは後述する。
また、図3においてI6は、図2の場所6aにおける放出ガス量に相当する電流値である。すなわち電流値I6は、真空ゲージ9より加速管側排気管の放出ガス量に相当する電流値である。図3においてI7は、図2の場所6cにおける放出ガス量に相当する電流値である。すなわち電流値I7は、真空ゲージ9付近の排気管の放出ガス量に相当する電流値である。図3においてI8は、図2の場所6bにおける放出ガス量に相当する電流値である。すなわち電流値I8は、真空ゲージ9よりイオンポンプ側排気管の放出ガス量に相当する電流値である。これらの電流値I6〜I8は、各部の材質、内部表面積、洗浄処理内容、ベーク処理(熱処理)内容、イオンポンプ7による排気時間などから、オペレータが計算により容易に求めることができる値(定数)である。
また、図3において、Vsはイオンポンプ7の真空圧力値に相当する電圧値(定数)、Vgは真空ゲージ9の真空圧力値に相当する電圧値(定数)、Vtは電子銃1付近の真空圧力値に相当する電圧値である。この電圧値Vtを求めることが本発明の目的であり、本発明の図2の装置は、この電圧値Vtを演算により求めるように構成されている。詳しくは後述する。
さて、図3に示した「電子銃−多段加速管の真空排気システム」の電気回路モデルにおいては、以下の式が成り立つ。
Vg=Vs+R8(I1+I2+I3+I4+I5+I6+I7+I8)
+R7(I1+I2+I3+I4+I5+I6+I7) …式(1)
Vt=Vg+R6(I1+I2+I3+I4+I5+I6)
+R5(I1+I2+I3+I4+I5)
+R4(I1+I2+I3+I4)+R3(I1+I2+I3)
+R2(I1+I2)+R1(I1) …式(2)
そして、本発明の図2の装置においては、上記式(2)が前記圧力演算手段20に記憶されている。さらに図2の装置においては、放出ガス量演算手段19は、上記式(1)を下記式(3)の形で記憶している。
+R7(I1+I2+I3+I4+I5+I6+I7) …式(1)
Vt=Vg+R6(I1+I2+I3+I4+I5+I6)
+R5(I1+I2+I3+I4+I5)
+R4(I1+I2+I3+I4)+R3(I1+I2+I3)
+R2(I1+I2)+R1(I1) …式(2)
そして、本発明の図2の装置においては、上記式(2)が前記圧力演算手段20に記憶されている。さらに図2の装置においては、放出ガス量演算手段19は、上記式(1)を下記式(3)の形で記憶している。
I1=(Vg−Vs−R8(I2+I3+I4+I5+I6+I7+I8)
−R7(I2+I3+I4+I5+I6+I7))/(R8+R7) …式(3)
以下、図2の装置の動作説明を行う。なお、図2の装置の現状は、イオンポンプ7による排気がある時間連続して行われている状態であって、フィラメント1aへの加速電圧印加やフィラメント加熱は行われていない状態とする。
−R7(I2+I3+I4+I5+I6+I7))/(R8+R7) …式(3)
以下、図2の装置の動作説明を行う。なお、図2の装置の現状は、イオンポンプ7による排気がある時間連続して行われている状態であって、フィラメント1aへの加速電圧印加やフィラメント加熱は行われていない状態とする。
このような状態においてオペレータは、予め求めた前記R1〜R8と前記I2〜I8を、定数として入力手段23に入力する。すると、それらの入力値を表すデータ(R1〜R8、I2〜I8)は演算手段18に取り込まれる。
また、イオンポンプ7に流れるイオン電流i0は電流計8で測定される。電流計8で測定されたイオン電流値i0はイオンポンプ7の真空圧力値に対応しており、そのイオン電流値i0は、AD変換器21を介し、前記Vsとして演算手段18に取り込まれる。さらに、真空ゲージ9で測定された真空圧力値P0は、AD変換器22を介し、前記Vgとして演算手段18に取り込まれる。
こうして各データ(Vg、Vs、R1〜R8、I2〜I8)が演算手段18に取り込まれると、演算手段18は、それらのデータのうちデータ(Vg、Vs、R7、R8、I2〜I8)を放出ガス量演算手段19に送ると共に、データ(Vg、R1〜R6、I2〜I6)を圧力演算手段20に送る。
すると、データ(Vg、Vs、R7、R8、I2〜I8)を受け取った放出ガス量演算手段19は、上記式(3)の演算を行って前記I1を求める。こうして、電子銃1付近の放出ガス量(I1)が求められる。このように本発明においては、電子銃1の形状や材質が複雑なためにオペレータが求めることが面倒な値I1、すなわち電子銃1付近の放出ガス量(I1)は、装置側において演算により求められる。
そして放出ガス量演算手段19は、求めたI1を表すデータ(I1)を圧力演算手段20に送る。すると、そのデータ(I1)と前記データ(Vg、R1〜R6、I2〜I6)を受け取った圧力演算手段20は、上記式(2)の演算を行って前記Vtを求める。こうして、電子銃1付近の真空圧力値(Vt)が求められる。
そして圧力演算手段20は、求めたVtを表す表示データ(Vt)を作成し、その表示データ(Vt)をモニタ24に供給する。この結果、モニタ24の画面上には、電子銃1付近の真空圧力値(Vt)が表示される。したがってオペレータは、電子銃1付近の現在の真空圧力値(Vt)を知ることができる。このため、オペレータはフィラメント1aに加速電圧を印加するタイミングを間違えることがなくなり、真空状態が悪い状態で加速電圧を印加することによって発生する微小放電などのトラブルを防ぐことができる。
また、オペレータは電子銃1付近の現在の真空圧力値を知ることができるので、フィラメント1aにフィラメント加熱電流を流す場合、電子銃1近傍の真空状態が良くなった時点でフィラメント1aにフィラメント加熱電流を流すことができる。このため、フィラメント1aの寿命を延ばすことができる。
また、図2の装置においては、放出ガス量演算手段19の演算は連続して繰り返し行われる。その演算結果はイオンポンプ7の真空圧力値(Vs)と真空ゲージ9の真空圧力値(Vg)の変化に伴って変化し、そして、それらの真空圧力値(Vs、Vg)は電子銃1付近の放出ガス量(I1)の変化に伴って変化する。このため、フィラメント加熱電流を流したことによって電子銃1付近の放出ガス量が増加した場合でも、そのときの電子銃1付近の放出ガス量(I1)は放出ガス量演算手段19によって迅速に求められる。
同様に図2の装置においては、圧力演算手段20の演算は連続して繰り返し行われる。その演算結果は、真空ゲージ9の真空圧力値(Vg)と、上述した放出ガス量演算手段19の演算値(I1)の変化に伴って変化する。このため、図2の装置においては、電子銃1付近の放出ガス量が変化した場合でも、電子銃1付近の真空圧力値(Vt)は圧力演算手段20によって迅速に求められる。
以上、本発明の一例を図2および図3を用いて説明したが、本発明はこの例に限定されるものではない。
たとえば、上記例では電子銃1付近の真空圧力値(Vt)を圧力演算手段20で求めるようにしているが、2段目の加速管(図3のR1とR2の接続部)や3段目の加速管(図3のR2とR3の接続部)などの真空圧力値を圧力演算手段20で求めるようにしてもよい。その場合、図3のR1とR2の接続部の電圧値V12を以下の計算式から求めることによって、2段目の加速管の真空圧力値(V12)が求められる。
V12=Vg+R6(I1+I2+I3+I4+I5+I6)
+R5(I1+I2+I3+I4+I5)+R4(I1+I2+I3+I4)
+R3(I1+I2+I3)+R2(I1+I2)
なお、他の部分の電圧値も計算により求めることができる(計算式は省略)。そして、計算により求めた各部の電圧値を、その各部の真空圧力値として前記モニタ24上に表示するようにすれば、この真空排気システム全体の真空圧力分布を表示することができる。
また、イオンポンプ7に流れるイオン電流i0は電流計8で測定される。電流計8で測定されたイオン電流値i0はイオンポンプ7の真空圧力値に対応しており、そのイオン電流値i0は、AD変換器21を介し、前記Vsとして演算手段18に取り込まれる。さらに、真空ゲージ9で測定された真空圧力値P0は、AD変換器22を介し、前記Vgとして演算手段18に取り込まれる。
こうして各データ(Vg、Vs、R1〜R8、I2〜I8)が演算手段18に取り込まれると、演算手段18は、それらのデータのうちデータ(Vg、Vs、R7、R8、I2〜I8)を放出ガス量演算手段19に送ると共に、データ(Vg、R1〜R6、I2〜I6)を圧力演算手段20に送る。
すると、データ(Vg、Vs、R7、R8、I2〜I8)を受け取った放出ガス量演算手段19は、上記式(3)の演算を行って前記I1を求める。こうして、電子銃1付近の放出ガス量(I1)が求められる。このように本発明においては、電子銃1の形状や材質が複雑なためにオペレータが求めることが面倒な値I1、すなわち電子銃1付近の放出ガス量(I1)は、装置側において演算により求められる。
そして放出ガス量演算手段19は、求めたI1を表すデータ(I1)を圧力演算手段20に送る。すると、そのデータ(I1)と前記データ(Vg、R1〜R6、I2〜I6)を受け取った圧力演算手段20は、上記式(2)の演算を行って前記Vtを求める。こうして、電子銃1付近の真空圧力値(Vt)が求められる。
そして圧力演算手段20は、求めたVtを表す表示データ(Vt)を作成し、その表示データ(Vt)をモニタ24に供給する。この結果、モニタ24の画面上には、電子銃1付近の真空圧力値(Vt)が表示される。したがってオペレータは、電子銃1付近の現在の真空圧力値(Vt)を知ることができる。このため、オペレータはフィラメント1aに加速電圧を印加するタイミングを間違えることがなくなり、真空状態が悪い状態で加速電圧を印加することによって発生する微小放電などのトラブルを防ぐことができる。
また、オペレータは電子銃1付近の現在の真空圧力値を知ることができるので、フィラメント1aにフィラメント加熱電流を流す場合、電子銃1近傍の真空状態が良くなった時点でフィラメント1aにフィラメント加熱電流を流すことができる。このため、フィラメント1aの寿命を延ばすことができる。
また、図2の装置においては、放出ガス量演算手段19の演算は連続して繰り返し行われる。その演算結果はイオンポンプ7の真空圧力値(Vs)と真空ゲージ9の真空圧力値(Vg)の変化に伴って変化し、そして、それらの真空圧力値(Vs、Vg)は電子銃1付近の放出ガス量(I1)の変化に伴って変化する。このため、フィラメント加熱電流を流したことによって電子銃1付近の放出ガス量が増加した場合でも、そのときの電子銃1付近の放出ガス量(I1)は放出ガス量演算手段19によって迅速に求められる。
同様に図2の装置においては、圧力演算手段20の演算は連続して繰り返し行われる。その演算結果は、真空ゲージ9の真空圧力値(Vg)と、上述した放出ガス量演算手段19の演算値(I1)の変化に伴って変化する。このため、図2の装置においては、電子銃1付近の放出ガス量が変化した場合でも、電子銃1付近の真空圧力値(Vt)は圧力演算手段20によって迅速に求められる。
以上、本発明の一例を図2および図3を用いて説明したが、本発明はこの例に限定されるものではない。
たとえば、上記例では電子銃1付近の真空圧力値(Vt)を圧力演算手段20で求めるようにしているが、2段目の加速管(図3のR1とR2の接続部)や3段目の加速管(図3のR2とR3の接続部)などの真空圧力値を圧力演算手段20で求めるようにしてもよい。その場合、図3のR1とR2の接続部の電圧値V12を以下の計算式から求めることによって、2段目の加速管の真空圧力値(V12)が求められる。
V12=Vg+R6(I1+I2+I3+I4+I5+I6)
+R5(I1+I2+I3+I4+I5)+R4(I1+I2+I3+I4)
+R3(I1+I2+I3)+R2(I1+I2)
なお、他の部分の電圧値も計算により求めることができる(計算式は省略)。そして、計算により求めた各部の電圧値を、その各部の真空圧力値として前記モニタ24上に表示するようにすれば、この真空排気システム全体の真空圧力分布を表示することができる。
また、上記例では、求められた真空圧力値をモニタ上に数値で表示するようにしたが、その真空圧力値に応じた長さを持つ「圧力バー」をモニタ上に表示させるようにしてもよい。その場合、真空圧力が低い場合には長い「圧力バー」をモニタ上に表示させ、真空圧力値が高い場合には短い「圧力バー」をモニタ上に表示させるようにすればよい。
また、上記電流値I2〜I8を、装置が置かれている場所の室温なども考慮して求めるようにしてもよい。また、ベーク処理中における電流値I2〜I8を求め、ベーク処理中における真空圧力値を求めるようにしてもよい。
また、上記例では、5段の加速管を備えた装置について説明したが、その段数は5段に限定されるものではなく、何段であっても構わない。
また、本発明は透過電子顕微鏡に限定されるものではなく、走査電子顕微鏡や電子ビーム露光装置、またはイオン銃を備えたイオンビーム加工装置などに適用することも可能である。
1…電子銃、1a…フィラメント、1b…ウェネルト、2…電子銃容器、3…加速管、4a〜4e…加速電極、5…高電圧碍子、6…排気管、7…イオンポンプ、8…電流計、9…真空ゲージ、10…真空容器、11…集束レンズ、12対物レンズ、13…中間レンズ、14…投影レンズ、15…蛍光板、16…試料、17…中央制御装置、18…演算手段、19…放出ガス量演算手段、20…圧力演算手段、21…AD変換器、22…AD変換器、23…入力手段、24…モニタ
Claims (8)
- 荷電粒子を射出させる荷電粒子銃と、
前記荷電粒子銃からの荷電粒子を加速するための加速管と、
排気手段と、
前記加速管と排気手段とを接続する排気管と、
前記排気管に取り付けられ、排気管内の真空圧力を測定するための圧力測定手段とを備え、前記荷電粒子銃部分は、前記加速管および排気管を介して前記排気手段により排気されるように構成された荷電粒子線装置において、
次の(1)〜(7)に基づき、前記荷電粒子銃部分の真空圧力を算出する圧力演算手段を備えたことを特徴とする荷電粒子線装置
(1)前記加速管におけるコンダクタンス
(2)前記排気管におけるコンダクタンス
(3)前記排気手段におけるコンダクタンス
(4)前記加速管における放出ガス量
(5)前記排気管における放出ガス量
(6)前記排気手段の真空圧力値
(7)前記圧力測定手段の真空圧力値。 - 荷電粒子を射出させる荷電粒子銃と、
前記荷電粒子銃からの荷電粒子を加速するための加速管と、
排気手段と、
前記加速管と排気手段とを接続する排気管と、
前記排気管に取り付けられ、排気管内の真空圧力を測定するための圧力測定手段とを備え、前記荷電粒子銃部分は、前記加速管および排気管を介して前記排気手段により排気されるように構成された荷電粒子線装置において、
次の(1)〜(6)に基づき、前記荷電粒子銃部分の放出ガス量を算出する放出ガス量演算手段を備えたことを特徴とする荷電粒子線装置
(1)前記排気管におけるコンダクタンス
(2)前記排気手段におけるコンダクタンス
(3)前記加速管における放出ガス量
(4)前記排気管における放出ガス量
(5)前記排気手段の真空圧力値
(6)前記圧力測定手段の真空圧力値。 - 各コンダクタンスおよび各放出ガス量は、予め計算により求められた値であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の荷電粒子線装置。
- 前記加速管における放出ガス量は、加速管の材質、加速管内部の表面積、加速管の洗浄処理、加速管のベーク処理、加速管の排気時間に基づき、予め計算により求められた値であることを特徴とする請求項3記載の荷電粒子線装置。
- 前記排気管における放出ガス量は、排気管の材質、排気管内部の表面積、排気管の洗浄処理、排気管のベーク処理、排気管の排気時間に基づき、予め計算により求められた値であることを特徴とする請求項3記載の荷電粒子線装置。
- 前記排気手段はイオンポンプであり、前記排気手段の真空圧力値は、イオンポンプに流れるイオン電流を測定する電流測定手段によって測定されることを特徴とする請求項1または請求項2記載の荷電粒子線装置。
- 荷電粒子を射出させる荷電粒子銃と、
前記荷電粒子銃からの荷電粒子を加速するための加速管と、
排気手段と、
前記加速管と排気手段とを接続する排気管と、
前記排気管に取り付けられ、排気管内の真空圧力を測定するための圧力測定手段とを備え、前記荷電粒子銃部分は、前記加速管および排気管を介して前記排気手段により排気されるように構成された荷電粒子線装置において、
次の(1)〜(7)に基づき、前記荷電粒子銃部分の真空圧力を算出するようにしたことを特徴とする荷電粒子線装置の圧力測定方法
(1)前記加速管におけるコンダクタンス
(2)前記排気管におけるコンダクタンス
(3)前記排気手段におけるコンダクタンス
(4)前記加速管における放出ガス量
(5)前記排気管における放出ガス量
(6)前記排気手段の真空圧力値
(7)前記圧力測定手段の真空圧力値。 - 荷電粒子を射出させる荷電粒子銃と、
前記荷電粒子銃からの荷電粒子を加速するための加速管と、
排気手段と、
前記加速管と排気手段とを接続する排気管と、
前記排気管に取り付けられ、排気管内の真空圧力を測定するための圧力測定手段とを備え、前記荷電粒子銃部分は、前記加速管および排気管を介して前記排気手段により排気されるように構成された荷電粒子線装置において、
次の(1)〜(6)に基づき、前記荷電粒子銃部分の放出ガス量を算出するようにしたことを特徴とする荷電粒子線装置の圧力測定方法
(1)前記排気管におけるコンダクタンス
(2)前記排気手段におけるコンダクタンス
(3)前記加速管における放出ガス量
(4)前記排気管における放出ガス量
(5)前記排気手段の真空圧力値
(6)前記圧力測定手段の真空圧力値。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003412908A JP2005172611A (ja) | 2003-12-11 | 2003-12-11 | 荷電粒子線装置および荷電粒子線装置の圧力測定方法 |
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JP2003412908A JP2005172611A (ja) | 2003-12-11 | 2003-12-11 | 荷電粒子線装置および荷電粒子線装置の圧力測定方法 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016177926A (ja) * | 2015-03-19 | 2016-10-06 | 日本電子株式会社 | 電子顕微鏡及び制御方法 |
CN109387324A (zh) * | 2017-08-08 | 2019-02-26 | 上海卓亚医疗科技有限公司 | 一种加速器真空等级实时监测系统 |
-
2003
- 2003-12-11 JP JP2003412908A patent/JP2005172611A/ja not_active Withdrawn
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