JP4977399B2 - 荷電粒子線装置 - Google Patents
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Description
図1に、本発明の一実施例になる荷電粒子線装置に構成を示す。本実施例では、電子源としては、熱電界放出型の電子銃(TFE)を用いている。この電子源1は、直径152mmのフランジに取り付けられており、図示しない電極(サプレッサ、引出し、チップ)への導入端子と結合されている。この電子源1は、電子銃用カラム2に挿入、固定される。電子銃カラム2には第一の真空室85と開口を隔てた第二の真空室86からなっている。こうすることにより、非蒸発ゲッターポンプによる差動排気効果があり、第一の真空室85の到達真空度を高く(圧力を低く)することができる。
結果を見ると明らかに両面に非蒸発ゲッター合金を成膜したものは、脱落異物が3000個以上と多いことがわかる。両面に成膜したものであっても固定治具で固定したものは、脱落異物数6個と桁違いに減少している。これは、真空容器内壁と非蒸発ゲッター合金の打撃時の接触頻度及び、接触時の力が固定治具により減少したためであると考えられる。最後の片面に非蒸発ゲッター合金を成膜したものは、脱落異物数が1個で最小値となることが確認された。この片面成膜のシートを固定治具で固定すれば、さらに外乱に対して異物発生しにくくする効果が得られるものと考えられる。
実施例1においては、完全に補助ポンプレスとはしない場合について説明した。本実施例においては、カラムにおいてイオンポンプおよびターボ分子ポンプといった補助ポンプを用いない完全補助ポンプレスの実施例について述べる。
本実施例においては、シートやペレット以外の形態をした非蒸発ゲッター合金の実施例について述べる。具体的には、mmオーダ(10ミリ未満)のサイズを有するものがよいが、代表的には略3mm×3mm四方の粒状の非蒸発ゲッター合金が扱いやすい。この合金は、上記サイズのバルク合金であるので、接触した程度では異物発生はない。ただし、実質的な表面積が狭くなるために、排気速度は低下する傾向がある。
本実施例においては、実施例1で説明した構成のうち、補助室17に設けた補助ポンプの真空ゲージ18を省略したものである。簡略化により装置コストを低減する効果がある。以下、図13を用いて詳細に説明する。
図15を用いて、本発明を集束イオンビーム(FIB)装置のカラムに応用した実施例を説明する。FIB装置は、電子より重いイオン粒子を試料49に当てて試料表面を加工したり、SEMと同様にイオンビームが照射された部位から発生する電子を検出して画像観察したりする装置である。
その他の構造は、従来のFIBと同様であるので、詳しい説明はここでは敢えて述べないが、電子ビーム以外の装置への導入も可能である。
本実施例においては、マイクロサンプリング装置に本発明を適用した例について、図16を用いて説明する。
Claims (18)
- 荷電粒子源と、前記荷電粒子源から放出される荷電粒子線を試料上に集束し走査する荷電粒子光学系と、前記荷電粒子光学系を排気するための真空排気手段とを備えた荷電粒子線装置において、
前記真空排気手段は、二つ以上の真空室を開口を介して結合した差動排気構造とし、
真空度の高い上流側の真空室に非蒸発ゲッター合金からなるポンプを配して、前記非蒸発ゲッター合金のガス吸着表面が他の部材と非接触に固定されていることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項1に記載の荷電粒子線装置において、前記非蒸発ゲッターポンプは、金属シートのどちらか一方の面に非蒸発ゲッター合金が成膜された構造を有することを特徴とする荷電粒子線装置。
- 請求項1又は2に記載の荷電粒子線装置において、前記非蒸発ゲッターポンプを、前記上流側の真空室に配し、前記非蒸発ゲッター合金が成膜された面を真空側にし、前記非蒸発ゲッター合金が成膜されていない面を前記真空度の高い真空室の内壁面に接触せしめて固定することを特徴とする荷電粒子線装置。
- 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の荷電粒子線装置において、前記非蒸発ゲッターポンプは、前記非蒸発ゲッター合金を成膜した面の一部の面が非蒸発ゲッター合金を欠いた領域を有し、前記欠いた領域に固定治具を設けて、前記上流側の真空室内に固定することを特徴とする荷電粒子線装置。
- 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の荷電粒子線装置において、前記上流側の真空室に補助室を設け、前記補助室に非蒸発ゲッター合金粒子を結合して構成したペレット設けたことを特徴とする荷電粒子線装置。
- 請求項5に記載の荷電粒子線装置において、前記上流側の真空室と前記補助室との間に多孔質状のメッシュを備えたことを特徴とする荷電粒子線装置。
- 請求項5又は6に記載の荷電粒子装置において、前記補助室の下面にヒータを備えたことを特徴とする荷電粒子線装置。
- 請求項5乃至7のいずれか一項に記載の荷電粒子装置において、前記補助室に真空ゲージを備えたことを特徴とする荷電粒子線装置。
- 請求項5乃至8のいずれか一項に記載の荷電粒子線装置において、前記補助室と前記上流側の真空室との開口位置は、前記ペレットの設置位置よりも高い位置にしたことを特徴とする荷電粒子線装置。
- 請求項1に記載の荷電粒子装置において、前記真空排気手段は、三つ以上の真空室を開口を介して結合した差動排気構造とし、真空度の高い上流側の真空室に非蒸発ゲッター合金からなるポンプを配し、前記上流側の真空室より下流側にあって前記上流側の真空室より真空度の低い真空室と、前記下流側の真空室よりさらに下流側にあって前記下流側の真空室より真空度のさらに低い真空室とを、流量の調整可能なバルブを介して接続し、前記真空度のさらに低い真空室の排気にターボ分子ポンプを配したことを特徴とする荷電粒子線装置。
- 荷電粒子源と、前記荷電粒子源から放出される荷電粒子線を試料上に集束し走査する荷電粒子光学系と、前記荷電粒子光学系を排気するための真空排気手段とを備えた荷電粒子線装置において、
前記真空排気手段は、二つ以上の真空室を開口を介して結合した差動排気構造とし、
真空度の高い最上流側の第1の真空室に、粒子状の非蒸発ゲッター合金からなる第1のポンプを配し、
前記第1の真空室より下流側にあって前記第1の真空室より真空度の低い第2の真空室に、略10mm立方の粒子よりも小さくかつ前記粒子状の非蒸発ゲッター合金の粒子よりも大きい粒子状の非蒸発ゲッター合金からなる第2のポンプを配してなり、
前記第1のポンプの非蒸発ゲッター合金のガス吸着表面が、他の部材と非接触に固定されており、前記第2のポンプの非蒸発ゲッター合金の粒子が、網状の金属により加熱ヒータ周りに保持されていることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項11に記載の荷電粒子線装置において、前記第2のポンプの非蒸発ゲッター合金は、略3mm立方の粒子からなることを特徴とする荷電粒子線装置。
- 請求項12に記載の荷電粒子線装置において、前記第2の非蒸発ゲッター合金の表面は、数μmから数+μmの周期で凹凸形状をなし、実効表面積を拡大したことを特徴とする荷電粒子線装置。
- 請求項11乃至13のいずれか一項に記載の荷電粒子線装置において、前記真空排気手段は、三つ以上の真空室を開口を介して結合した差動排気構造とし、それぞれの真空室は粗排気ポートより結合され、各室との真空は個別に設けたバルブにより行なえることを特徴とする荷電粒子線装置。
- 請求項1又は11に記載の荷電粒子線装置において、前記荷電粒子源は、熱電界放出型の電子銃であることを特徴とする荷電粒子線装置。
- イオン源と、前記イオン源から放出されるイオンビームを試料上に集束し走査するイオンビーム照射光学系と、前記イオンビーム照射光学系を排気するための真空排気手段とを備え、前記イオンビームの照射により前記試料面を加工する荷電粒子線装置において、
前記真空排気手段は、二つ以上の真空室を開口を介して結合した差動排気構造とし、
真空度の高い上流側の真空室に非蒸発ゲッター合金からなるポンプを配して、前記非蒸発ゲッター合金のガス吸着表面が他の部材と非接触に固定されていることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項16に記載の荷電粒子線装置において、前記非蒸発ゲッターポンプは、金属シートのどちらか一方の面に非蒸発ゲッター合金が成膜された構造を有することを特徴とする荷電粒子線装置。
- 請求項16又は17に記載の荷電粒子線装置において、前記非蒸発ゲッターポンプを、前記上流側の真空室に配し、前記非蒸発ゲッター合金が成膜された面を真空側にし、前記非蒸発ゲッター合金が成膜されていない面を前記真空度の高い真空室の内壁面に接触せしめて固定することを特徴とする荷電粒子線装置。
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