JP2016143513A5 - 荷電粒子線装置及び走査電子顕微鏡 - Google Patents

Description

一次電子線１２は、加速電源１４で加速されたエネルギーで試料２３上を走査する。そのとき二次電子２１ａは、第２の対物レンズ２６の磁場により磁束に巻きついて螺旋運動をしながら上昇する。試料２３表面から離れると急速に磁束密度が低下するので、二次電子２１ａは旋回から振りほどかれて発散し、二次電子検出器１９からの引込み電界により偏向されて二次電子検出器１９に捕獲される。すなわち、二次電子検出器１９から発生する電界が、荷電粒子線によって試料から放出される二次電子を引き付けるように、二次電子検出器１９は配置される、このようにして、二次電子検出器１９に入る二次電子２１ａを多くすることができる。

Claims (23)

1. 荷電粒子源と、
   前記荷電粒子源から放出する荷電粒子線を加速するために設けられる、前記荷電粒子源に接続された加速電源と、
   試料に対して前記荷電粒子線が入射する側の反対側に設置され、前記荷電粒子線を前記試料に集束させる対物レンズと、
   前記対物レンズ上に配置される絶縁板と、
   前記絶縁板の上に配置される導電性試料台と
   を備え、
   前記対物レンズと前記導電性試料台とは絶縁される、荷電粒子線装置。
2. 前記導電性試料台の電位を可変するリターディング電源を接続し、前記試料に前記導電性試料台の電位を与える、請求項１に記載の荷電粒子線装置。
3. 前記導電性試料台は、周縁部に近付くほど前記絶縁板から離れる形状をしている、請求項１または２に記載の荷電粒子線装置。
4. 前記絶縁板と前記導電性試料台との間が、絶縁材で充填される、請求項１から３のいずれかに記載の荷電粒子線装置。
5. 前記導電性試料台の上部に、開口部のある電位板を備え、
   前記電位板には、接地電位、正の電位、または負の電位が与えられる、請求項１から４のいずれかに記載の荷電粒子線装置。
6. 前記電位板の開口部は直径２ｍｍから２０ｍｍの円形、またはメッシュ形状である、請求項５に記載の荷電粒子線装置。
7. 前記電位板は、試料の近く以外の場所では前記導電性試料台から離れる形状を有する、請求項５または６に記載の荷電粒子線装置。
8. 前記電位板を移動させる移動手段をさらに備えた、請求項５から７のいずれかに記載の荷電粒子線装置。
9. 前記導電性試料台の上の前記試料の周縁に配置され、その上面の角がＲ加工された筒状の導電性リングを備える、請求項１から８のいずれかに記載の荷電粒子線装置。
10. 前記対物レンズを形成する磁極は、
    前記荷電粒子線の理想光軸と中心軸が一致した中心磁極と、
    上部磁極と、
    筒形の側面磁極と、
    円盤形状の下部磁極とを有し、
    前記中心磁極の前記試料側に近い上部は、該上部ほど径が小さくなる形状であり、前記中心磁極の下部は円柱形状であり、
    前記上部磁極は、中心に円形の開口部が形成された磁極であり、中心に向かいテーパ状に前記中心磁極の重心に近い側が薄くなる円盤形状である、請求項１から９のいずれかに記載の荷電粒子線装置。
11. 前記中心磁極の前記試料側の面と、前記上部磁極の前記試料側の面とが同じ高さである、請求項１０に記載の荷電粒子線装置。
12. 前記中心磁極の上部先端径Ｄは、６ｍｍより大きく、かつ１４ｍｍより小さく、
    前記上部磁極の前記円形の開口部の径ｄと、前記中心磁極の前記上部先端径Ｄとの関係が、ｄ−Ｄ≧４ｍｍである、請求項１０または１１に記載の荷電粒子線装置。
13. 前記荷電粒子源として、熱電子源型のものが用いられる、請求項１から１２のいずれかに記載の荷電粒子線装置。
14. 前記対物レンズは、前記加速電源を−３０ｋＶから−１０ｋＶのいずれかにして加速された前記荷電粒子線を、前記対物レンズの磁極の前記試料に最も近いところから見て、０ｍｍから４．５ｍｍのいずれかの高さの位置に集束可能であることを特徴とする、請求項１から１３のいずれかに記載の荷電粒子線装置。
15. 前記荷電粒子線を前記試料に向けて射出する上部装置と、
    前記試料が保持される下部装置と、
    前記荷電粒子線によって前記試料から放出する信号電子を検出する検出器とを備え、
    前記上部装置は、孔部を有し、前記孔部から前記上部装置の内部を通った前記荷電粒子線を最終的に放出し、
    前記検出器は、前記上部装置と前記下部装置との間に設けられている、請求項１から１４のいずれかに記載の荷電粒子線装置。
16. 前記検出器は、前記孔部よりも下の位置に設けられている、請求項１５に記載の荷電粒子線装置。
17. 前記検出器は、前記荷電粒子線が通過する軌道をふさがないように配置され、前記上部装置の最下部に取り付けられる、請求項１５または１６に記載の荷電粒子線装置。
18. 前記試料に対して前記荷電粒子線が入射する側に設置される、前記対物レンズとは異なる他の対物レンズを備えた、請求項１５から１７のいずれかに記載の荷電粒子線装置。
19. 前記対物レンズの強度と前記他の対物レンズの強度とを独立に制御する機能と、
    前記荷電粒子線を前記対物レンズのみで試料に集束する機能と、
    前記荷電粒子線を前記他の対物レンズのみで前記試料に集束する機能とを有する、請求項１８に記載の荷電粒子線装置。
20. 前記検出器と前記対物レンズとの距離は、１０ｍｍから２００ｍｍとされる、請求項１５から１９のいずれかに記載の荷電粒子線装置。
21. 前記検出器は、半導体検出器、蛍光体の発光方式の検出器、またはマイクロチャンネルプレート検出器であり、前記荷電粒子線の軌道から３ｃｍ以内に配置される、請求項１５から２０のいずれかに記載の荷電粒子線装置。
22. 電子を引きつける電界を有する二次電子検出器を備え、
    前記信号電子は、前記試料から放出する二次電子を含み、
    前記二次電子検出器から発生する電界が、前記荷電粒子線によって前記試料から放出される二次電子を引き付けるように、前記二次電子検出器は配置される、請求項１５から２１のいずれかに記載の荷電粒子線装置。
23. 請求項１から２２のいずれかに記載の荷電粒子線装置を備える、走査電子顕微鏡。

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