JPH0498746A - 荷電粒子線装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、例えば走査型電子顕微鏡、オージェ電子分析
装置、イオン顕微鏡、二次イオン質量分析装置などの細
く集束された電子線またはイオン線を用いる荷電粒子線
装置の改良に係り、特にそれにおける荷電粒子線発生部
並びに荷電粒子線集束光学系の改良構造に係る。

【従来の技術］ 従来、走査型電子顕微鏡、イオン顕微鏡、二次イオン質
量分析装置などの細く集束された電子線またはイオン線
を用いる荷電粒子線装置においては、分解能を向上させ
るために、電界放射型の荷電粒子源を用いることが盛ん
に行なわれている。 しかるに、この電界放射型荷電粒子源を安定に動作させ
るためには、該粒子源の内部空間内を超高真空状態に維
持してやる必要があり、そのために従来通常は、電界放
射型荷電粒子源の近傍の真空外壁に直接排気口を設け、
該排気口に接続用配管を介して例えばイオンポンプなど
の超高真空ポンプを接続し、それによって電界放射型荷
電粒子源の内部空間内を所要の高真空に排気する方式が
採られている［例えば、特開昭５５−１４８３５７号公
報参照］。しかしながら、このような排気方式を採る場
合には、上記の接続用配管などを鏡体外に設ける必要が
あることから、排気系そのものの構造が複雑になる上に
、排気能力の点からしても、これら接続用配管などを十
分に小径化してやることが難しいため、これら荷電粒子
１ＩＡｆＩＸのための排気系構造をも含めての鏡筒郡全
体の構造を十分に小型化してやることが困難であった。 また、被観察試料を収容するための試料室内は。 試料観察中は、通常１Ｏ−４Ｐａ程度の真空度に排気さ
れているが、場合によっては、試料室内を大気圧にさら
して試料交換を行なうこともある。したがって、試料室
内が１Ｏ−４Ｐａ程度の低真空状態や大気圧状態であっ
ても、荷電粒子線源の内部空間内は、常に安定な電界放
射が得られるように、常に十分な真空度に維持しなけれ
ばならないが、かかる条件を満足させることについても
、上記した従来技術においてはなんらの配慮もなされて
いない。 【発明が解決しようとする課題】 上記従来技術にあっては、試料室内が大気圧であったり
極端に真空度が悪い場合には、荷電粒子源内部の真空度
を十分に高めてやることができない。そして、荷電粒子
源内部の真空度を、例えば１０−’Ｐａ程度の中真空に
しか高めてやることができない場合には、電界放射によ
る安定な荷電粒子線の引き出しを行なわせることができ
ないという問題があった。 したがって、本発明の主たる目的は、試料室内が大気圧
の場合や極端に真空度が悪い場合であっても、荷電粒子
源の内部空間内を、常に安定な荷電粒子線の電界放射を
行なわせるのに十分な超真空状態に維持してやることの
できる装置構成を提供することである。 本発明の他の目的は、荷電粒子源の内部空間内を真空排
気するための排気系を小型に構成することにより、荷電
粒子源を含めた鏡筒郡全体の構造を小型化してやること
のできる装置構成を提供することである。 本発明のさらに他の目的は、荷電粒子源を含めた鏡筒部
全体が外部磁場の影響を受けにくくなるような装置構成
を提供することである。 本発明のさらに他の目的は、低加速電圧領域においても
高い分解能を得ることのできる荷電粒子線装置を提供す
ることである。 本発明のさらに他の目的は、試料面上でより大きな荷電
粒子線電流（プローブ電流）を得ることのできる荷電粒
子線装置を提供することである。

【課題を解決するための手段１ 上記の目的を達成するために、本発明においては、超高
真空排気を必要とする荷電粒子源の内部空間内を、該空
間中またはその近傍の鏡筒内空間中に内蔵させたイオン
ポンプを用いて高真空排気させる構成とし、かつ、該イ
オンポンプを動作させるために必要な磁界発生源を、荷
電粒子線を集束させるためのレンズ磁界を発生させるた
めにも共用する構成としている。 また、本発明においては、上記荷電粒子源を含む荷電粒
子線発生部の下側に排気用の開口を有する仕切り壁と該
排気用開口を閉塞するエアロツクバルブとを付設し、荷
電粒子線発生部の内部空間を試料室側空間から仕切れる
構成としている。 さらに１本発明においては、外部磁界による荷電粒子線
の軸ずれなどの妨害を除去するために、鏡筒部外層を荷
電粒子線通路（［箇中心軸）に対して軸対称に構成され
た磁性体製のシールド部材によって包囲する構成とした
。なお、このシールド部材には、鏡筒部の真空容器壁と
しての役割を兼ね備えさせるのが良い。 さらに、本発明においては、低加速電圧領域において高
い分解能が得られるようにするために、荷電粒子線集束
系における対物レンズを静電型のレンズ構成としている
。 さらに、本発明においては、上記した静電型対物レンズ
に至るまでの荷電粒子線のエネルギーを高くとることに
よって、より外部磁界の影響を受けにくくするようにし
ている。また、試料面上でより大きな荷電粒子線電流（
プローブ電流）が得られるようにするために、荷電粒子
線源の近傍に集束磁界を形成させ、該集束磁界によって
電界放射される荷電粒子線の放射角を絞りこむことがで
きるようにしている。 【作用】 上記した本発明の特徴的構成によれば、次のような作用
効果が得られる。 すなわち、荷電粒子線源の内部空間は、粱筒部内に内蔵
させたイオンポンプによって直接高真空排気されるため
、安定な荷電粒子線放射をおこなわせることができる。 また、上記のイオンポンプを動作させるために必要な磁
界を形成させるための磁界発生源を、荷電粒子源から放
射される荷電粒子線を集束させるためのレンズ磁界を形
成させるための磁界発生源として共用させる構成とした
ことにより、荷電粒子源から放射される荷電粒子線の放
射角を絞りこんで取り出すことができる上に、該レンズ
磁界の形成のために別途に磁界発生源を用意する必要が
ないので、その分鏡筒部の構造を小型軽量にできる。 また、上記荷電粒子線発生部の下側にエアロツクバルブ
を付設し、荷電粒子線発生部の内部空間を試料室側空間
から仕切れる構成としたことにより、試料室内が大気圧
にさらされた場合でも、このバルブによって荷電粒子線
発生部側を試料室側から切離してやることによって、荷
電粒子線発生部内を超高真空に維持してやることができ
る。 また、鏡筒部を磁性体シールドで包囲したことにより、
錠筒部に対する外部磁界の影響をカットしてやることが
できる。 さらに、対物レンズを静電型のレンズ構成としたことに
より、低加速電圧でのレンズ収差を小さくすることがで
き、高分解能の試料観察が可能になる。 さらにまた、荷電粒子源の近傍に荷電粒子線集束用のレ
ンズ磁界を形成させたことにより、荷電粒子源から放射
される荷電粒子線の放射角を絞りこんで取り呂すことが
でき、このため、試料上に照射されるプローブ電流を大
きくしてやることができる。 ［実施例１ 以下、本発明の実施例につき１図面を参照して詳細に説
明する。なお、以下の実施例では、本発明を集束電子線
を用いる装置、特に走査形電子顕微鏡に適用した場合に
ついて述べるが、本発明はそれのみに限定されるもので
はなく、集束イオン線を用いる装置にも適用できるもの
であることは云うまでもない。 第１図は、本発明の一実施例になる走査形電子顕微鏡の
概略縦断面構造図である。以下にその構成と動作につい
て説明する。 図において、電界放射型電子源は、フランジ１に絶縁碍
子３を介して取付けられた電界放射チップ４を備えてい
る。フランジ１は、メタルバッキング２を介して電子源
室の真空壁を兼ねている円筒状の上部磁路部材５の上端
面に真空密にネジ止め固定されている。電子源室内を高
真空排気した状態で、電界放射チップ４に加速電圧電源
３６によって負の加速電圧（−Ｖ。）を印加すると、そ
の電界によってチップ４から電子線が放射される。 なお、１３はチップ４を加熱フラッシングさせるための
フラッシング用電源である。 ところで、この電界放射電子流を安定に得るためには、
チップ４の近傍を１０−’Ｐａ程度の超高真空に維持す
る必要がある。この超高真空を得るために、本実施例で
は、電子源室の直下に隣接する空間内にイオンポンプを
内蔵させている。すなわち、上部磁路部材５の下端面と
下部磁路部材１４の上端面との間にステンレス円筒↓１
を介在させることによって形成される空間内に、それぞ
れ上。 下円板６，８と円筒状リング７とからなる複数個の排気
ユニットを鏡筒軸の周りに軸対称に設けて、超高真空排
気用のイオンポンプを構成させている。 上、下田板６，８は、例えばチタン（Ｔｉ）製であり、
これは接地電位に置かれている。円筒状リング７は、例
えばステンレス鋼製であり、これには＃＠縁プラグ９を
介して正の高電圧（４〜５　ｋＶ）が印加されている。 また、ステンレス円筒１１の外側には、リング状の磁石
１２が設置されている。磁石１２は、例えば永久磁石で
あり、鏡筒軸方向に磁化されている。 磁石１２からの磁力線は、磁路板１０．上部磁路部材５
および下部磁路部材１４を介して、磁気ギャップ内空間
に軸方向磁場を形成する。すなわち、各排気ユニットを
構成する円筒状リング７の内部空間内では、該リング７
の円筒軸に平行に上から下に向かって磁力線が走る。こ
のような状態において、円筒状リング７に４〜５ｋＶの
高電圧が印加されると、該リング内空間にペニング放電
が発生し、チタンからなる円板６，８の表面がスパッタ
され、このスパッタされたチタン原子が残留ガスを吸着
しながら円筒状リング７の表面に到達し、該表面に付着
または埋め込まれる。このようにして、イオンポンプの
原理に従って、電子源の内部空間の超高真空排気が行な
われる。 なお、電子源側空間内をイオンポンプが動作可能な真空
度（１０−’Ｐａ程度）にまで排気するための初期排気
については、エアロツクバルブ１９を開放させて電子源
側空間を試料室側空間と連通させた状態で、試料室側の
排気ポンプによって排気することにより行なわれる。こ
のエアロツクバルブ１９は、例えばベローズを介してフ
ランジ１８に取り付けられており、真空室外から開閉操
作できるように構成されている。なお、２ｏはバルブ締
めつけ用のガイドである。このようにして、電子源側空
間内を１０””Ｐａ程度の真空度にまで初期排気できた
ら、次に、エアロツクバルブ１９を閉じて、電子源側空
間内を上記構成のイオンポンプによって独立に排気し、
圧力１０−″Ｐａ程度以下の超高真空にまで高めてやる
。 電界放射チップ４から電子を引き出すには、加速電圧電
＠３６により一３ｋＶから一６ｋＶの引呂電圧を印加す
るが、この引出電圧がそのまま加速電圧となる。引き出
された電子ビームは、上部磁路部材５と下部磁路部材１
４との間隙内に形成された磁界により集束作用を受けて
細く絞り込まれる。 すなわち、この間隙は、イオンポンプによる排気のため
の排気口としての役割をもつと共に、引き出される電子
ビームに対して軸対称の集束磁界を発生するための磁気
ギャップとしての役割をも兼ねている。このようにして
細く絞り込まれた電子ビームは、電子ビーム取り出し用
開口内に設けられた固定絞り板２１の絞り開口を介して
試料室側に取り出される。この絞り開口は、単に電子ビ
ームを絞り込んで通過させるという役割をもつだけでな
く、試料室側空間内の真空度が１０−’Ｐａ程度と悪い
場合であっても、電子源側空間内を超高真空に維持して
やるための差動排気孔としての役割をも兼ねている。 固定絞り板２１を備えた電子ビーム取り出し用開口の下
側には、該開口を閉塞するエアロツクバルブ１６が設け
られている。このバルブは、ベロズを介してフランジ１
５に取り付けられており、真空室外から開閉操作できる
ように構成されている。なお、該バルブの閉止時の気密
性を高めるために、バルブ閉止時に該バルブを締めつけ
るためのガイド１７が設けられている。このようなエア
ロツクバルブ１６の付設により、試料室側が大気圧にさ
らされている時や著しく低真空状態にある時には、この
バルブ１６を閉じることによって、電子源側空間を試料
室側空間から遮断し、もって試料室側空間内の真空度の
如何に拘らず、電子源側空間内を常に超高真空に維持し
てやることができる。一方、電子源側空間を試料室側空
間と連通させても、それによって電子源側空間内の真空
度が害されることがないような真空度（１０”−４Ｐａ
程度）に試料室側空間内の排気ができたならば、このバ
ルブ１６を開放し、かつ該バルブを電子ビームの通路外
に引っ込めてやることにより、電子ビームを試料室側に
取り出してやることができる。 固定絞り板２１に設けられている絞り開口は、前述した
とおりの小径開口であり、電子ビームは上下の磁路部材
５，１４間に形成される集束磁界によって集束作用を受
けるが、上記絞り開口の近傍に該集束作用による焦点が
来るように上記集束磁界の強さを決めておくことにより
、チップ４の先端から所望の放射立体角内に電界放射さ
れた電子ビームをこの小径の絞り開口内に絞りこんでや
ることができ、それによって試料室側に大電流の電子ビ
ームとして取り出すことができる。 上述したような超高真空状態においては、電子ビームが
固定絞り板２１に照射されて、さらに電子源室内に散乱
されると、上記絞り板や電子源室内壁からもガス放出が
生じ、これが真空度を低下させる原因となるため、長時
間にわたって安定に電子ビームを引き出す上での障害と
なるが、上述した本実施例の構成によれば、チップ４の
先端から有効放射立体角内に電界放射された電子ビーム
を上記集束磁界によって上記固定絞り板２１の絞り開口
内に絞りこんで、試料室側に極めて効率よく取り出すこ
とができ、さらに上述した絞り板や電子源室内壁からの
ガス放出も減少するので、長時間にわたって安定に電子
ビームを取り出してやることができる。 上下の磁路部材５，１４やフランジ］は、磁性材料、例
えばパーマロイや純鉄などで構成し、しかも電子ビーム
軸（電子光学軸）に対して軸対称構造とすることにより
、電子ビームはこれらの磁性材料でその軸周りを均等に
シールドされた状態となるので、外部磁界による妨害に
対して極めて強い装置構成となる利点がある。また、電
子源側鏡筒内に超高真空排気ポンプをコンパクトに内蔵
させることができるので、鏡筒部構造を著しく小型化し
てやることができる。 第２図は１本発明の他の一実施例になる走査形電子顕微
鏡の概略縦断面構造図である。 本実施例において、第１図に示した先の実施例と異なる
点は、先の実施例においては、電子ビームの引出電圧が
そのまま加速電圧となるような構成であったのに対して
、本実施例においては、アノード２３を設けて、電子ビ
ームの引出重厚と加速電圧とを互いに独立して任意に変
えられるようにした点である。すなわち、アノード２３
は、絶縁リング２２によって他の部分から電気的に絶縁
されており、引出電圧電源２５から導入端子２４を介し
て電圧印加できるよう構成されている。 かかる構成において、引出電圧電源２５によってアノー
ド２３に＋ｖ１なる正側の電圧を印加すると、チップ４
の先端から電子ビームが電界放射される。ここで、電子
ビームの最終加速電圧として例えば１ｋＶを得ようとす
るならば、加速電圧電源３６によりチップ４に一１ｋＶ
を印加し、アノード２３には引出電圧電源２５により＋
３ｋＶ程度の電圧を印加してやる。このようにすれば、
チップ。 アノード間には実際には４ｋＶの引出電圧が印加される
ことになり、チップ４の先端から十分な電子ビーム電流
を引き出すことができる。このように構成することによ
り、加速電圧電源３６によるチップ４への印加電圧を変
えてやることにより、電子ビームの最終加速電圧を任意
に変化させることができる。そして、この加速電圧の変
化に伴って実際にチップ、アノード間に加わる引出電圧
も変化することになるが、この引出電圧については。 引出電圧電源２５によりアノード２３に印加する電圧を
適宜に調節してやることにより、所要どされる範囲内で
任意に設定してやることができる。 第３図は１本発明のさらに他の一実施例になる走査形電
子顕微鏡の概略縦断面構造図である。 本実施例では、第２図に示した実施例の構成に加えて、
さらに、イオンポンプを動作させるための磁界を形成さ
せるための磁石１２の他に、励磁コイル２６を付加し、
該コイルに流す励磁電流を変えることにより、上、下磁
路部材５．１４間に形成される集束磁界の強度を変化さ
せ、もって、加速電圧を変化させた場合にも、電子ビー
ムが固定絞り板２１の開口内を効率よく通過できるよう
に、その集束状態を調節できるように構成している。 なお、この場合、イオンポンプを動作させるために円筒
リング７内に形成される磁界強度も変化するため、イオ
ンポンプとしての排気速度も変化することになるが、こ
の点を見越して予め排気能力に十分な余裕をもたせてお
くことにより、常に十分な超高真空排気を行なわせるこ
とができる。 本実施例によれば、加速電圧を変化させる場合にも、常
に電子ビームの集束状態を最適に調節してやることがで
きるので、大電流の電子ビームを効率よく取り出してや
ることができる。 第４図は、本発明のさらに他の一実施例になる走査形電
子顕微鏡の概略縦断面構造図である。 本実施例は、第２図に示した実施例の構成により電子源
側から試料室側に取り出された電子ビームを試料３４の
表面上に集束させ、かつそれを偏向走査させることによ
って、試料表面の高分解能走査像を得るために必要な電
子光学系の具体的構成例についてのものである。 本実施例による電子光学系は１円筒電極２７、第１電極
２８、偏向空間形成用電極２９．電気絶縁体円筒３０、
コイル３１、第２電極３２．第３電極３３等の構成部品
からなっており、これら部品からなる電子光学系は予め
プリセットされた上で鏡筒部下端に取り付けられ、前述
した固定絞り板２１と試料３４との間の電子光学軸上に
配置されている。なお、上記した電極やコイルに所要の
電圧や電流を供給するために、導入端子３８が鏡筒部外
壁を貫通して設けられている。 上記したイオンポンプを内蔵した電子源と集束および偏
向走査用の電子光学系とからなる鏡筒部が、試料室３７
に真空密に取り付けられ、該試料室内には、試料３４か
ら放出される二次電子を検出するための二次電子検出器
３５や試料台３９、試料台微動機構４０等が設けられて
いる。そして、該試料室３７内は、真空排気ポンプ４１
によって少なくとも１０”−’Ｐａ程度の真空度に排気
できるように構成されている。 このような電子光学系の構成を採ることにより、鏡筒郡
全体の構造が著しく小型化されている。具体的寸法例を
示すと、電子線発生部における電子源部の外径寸法は３
４ｎ＋ｍφ、イオンポンプ部の外径寸法は８０ｍｍφで
あり、電子光学系部分はその円筒電極２７の外径寸法で
３０ｍｎ＋φであり、鏡筒部真空壁の最大外径でも８０
ｍｍφ、鏡筒部の全鏡筒高さ）で１３０履ｍと云う小型
化が実現されている。 そして、従来一般的な鏡筒部構造のものに比べて重量的
にも１／１００以下に軽量化されている。 次に、本実施例における鏡筒部とくに電子光学系部分の
詳細構成および動作について説明する。 第４図において１円筒電極２７と第２電極３２は共に接
地電位に置かれており、第１電極２８と第３電極３３に
は＋５〜＋６ｋＶの範囲の直流電圧が印加されている。 なお、第１電極２８と第３電極３３とは、円筒状の偏向
空間形成用電極２９を介して電気的に接続されており、
したがって、これら３電極２８，２９．３３は互いに同
電位に保たれている。偏向空間形成用電極２９の外側に
は電気絶縁体円筒３０が設けられ、その外周には、電子
ビームの光軸合わせ用のアライメントコイル、非点収差
補正用のスチグマコイル、および電子ビーム走査用の偏
向コイルを重ね巻きしてなるコイル３１が設けられてい
る。なお、電気絶縁体円筒３０は、例えばセラミツ、り
などの電気絶縁性が良く、しかも放出ガスの少ない材料
で構成されるのが良い。 かかる構成において、イオンポンプ内蔵型の電子線発生
部から試料室側に取り出された電子ビームは、円筒電極
２７の上端面に設けられた開口と第１電極２８の中心開
口との間に形成される電界による静電レンズ作用、およ
び、第２電極３２と第３電極３３の中心開口間に形成さ
れる電界による静電レンズ作用によって試料３４上に集
束される。加速電圧ＶＯ（通常０．５〜２　ｋＶ）の電
子ビームは、円筒電極２７と第１電極２８間の高電界に
よって、上記集束作用を受けるだけでなく、同時に第１
電極２８に向かっての加速作用を受け、最大エネルギー
に加速された状態で偏向空間形成用電極２９の内部空間
内を走行することになる。そして、この空間内において
電子ビームの偏向を行なわせると共に、電子ビームの光
軸合わせや非点収差補正をも行なわせる構成となってい
る。 第３電極３３と第２電極３２間に形成されるレンズ電界
は、静電対物レンズとして働く。−例として、加速電圧
Ｖ。＝ｌｋＶにおいて、最下端電極である第２電極３２
の下面から試料３４の表面までの距離（ワーキングデイ
スタンス）ＷＤ＝２ｍｍとした時、試料面上への電子ビ
ーム照射スポット径（プローブ径）として５〜ｂ り、これにより低加速電圧でも十分に高分解能での試料
観察が可能になっている。なお、第３電極３３と第２電
極３２間の距離は２ｍ＋＋＋としている。 電子ビームの照射によって試料３４から放出される二次
電子は、二次電子検出器３５によって検出されるが、最
下端電極である第２電極３２は接地電位に置かれている
ため、静電型の対物レンズとしたことによって何らの妨
害を受けることなく、効率よく二次電子を検出すること
ができる。 以上詳記した実施例による利点は、極めて小型な鏡筒部
構造が実現でき、かつ、高い分解能が得られることであ
る。また、第筒内の電子ビーム通路が完全に磁性材料で
シールドされる構造であるため、外部磁場の妨害に対し
て著しく強化されることである。 以上、本発明の種々の実施例について説明してきたが、
本発明はこれらの実施例に示された具体的構成のみに限
定されるものではなく、さらにいろいろな変形応用が可
能である。また１以上の実施例では１本発明を走査型電
子顕微鏡に適用した場合について説明したが１本発明は
、この他にも、例えば、電子線測長装置、オージェ電子
分析装置、電子線描画装置、電子ビームテスタなどの集
束電子線を用いる装置にはそのまま適用することが可能
であり、さらに、イオン顕微鏡、集束イオンビーム装置
、二次イオン質量分析装置などの集束イオンビームを用
いる装置にも単に印加電圧の極性を置換してやる程度の
簡単な変更により容易に適用することができる。本発明
は、このような変形応用をも含むものであることは云う
までもない。 ［発明の効果］ 以上詳記したところから明らかなように、本発明によれ
ば、超高真空排気を必要とする荷電粒子線発生部の内部
空間内を鏡筒部内に内蔵させたイオンポンプを用いて高
真空排気させる構成とし、かつ、該イオンポンプを動作
させるために必要な磁界を発生させるための磁界発生源
を、荷電粒子線を集束させるためのレンズ磁界を発生さ
せるための磁界発生源としても共用する構成としている
ため、荷電粒子線発生部の内部空間内を超高真空に維持
して安定な荷電粒子線放射を行なわせることができる上
に、荷電粒子線の放射角を絞りこんで引き出すことによ
り大きなプローブ電流を得ることができ、しかも、その
ために必要な鏡筒部の構造を著しく小型かつ軽量化して
やることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、および第４図は、それぞれ本
発明の一実施例になる走査型電子顕微鏡の概略縦断面構
造図である。 ■＝フランジ、２：メタルパノキング、３：ＭＩＩ碍子
、４：電界放射チップ、５：上部磁路部材。 ６：上側円板、７：円筒状リング、８：下側円板。 ９：絶縁プラグ、１０：磁路板、１１ニステンレス円筒
、１２：ｉ石、１３：フラッシング用電源。 １４：下部磁路部材、１５：フランジ、１６：エアロツ
クバルブ、１７：ガイド、１８：フランジ。 １９：エア口ックバルブ、２０ニガイド、２１：固定絞
り板、２２：絶縁リング、２３ニアノード。 ２４：導入端子、２５：引出電圧電源、２６：励磁コイ
ル、２７：円筒電極、２８：第１電極。 ２９：偏向空間形成用電極、３０：電気！縁体円筒、３
１：コイル、３２：第２電極、３３：第３電極、３４：
試料、３５：二次電子検出器。 ３６：加速電圧電源、３７：試料室、３８：導入端子、
３９：試料台、４０：試料台微動機構。 ４１：真空排気ポンプ。 １−−−　Ｖう７ジ　　　　　７−−−円ｈ４フ（、°
ルア’　　＋３−−−Ｖプンッシンブ用電・Ａ１９−〜
−］：］′口・９１うげ２−−−メフル１ぐ５．Ａンγ
　　８−一一円肩（Ｔｌ＋４−ｍ井曾Ｎス（下）　　２
０−７フイＦ３−−−杷ｌｉ社　　　９−一−ぜ」東７
うγ　　１５−−−’７ランヅ　　　　２ｌ−ｔｉ麿１
り“ｊ不反６−−−円祷（１１ ］２−−一識に １８−−−７う゛／ジ′

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、荷電粒子源から荷電粒子線を発生させる荷電粒子線
   発生手段と、該荷電粒子線発生手段からの荷電粒子線を
   試料面上に集束させる手段と、この集束された荷電粒子
   線を上記試料面上で二次元的に走査させるための偏向手
   段とを有する荷電粒子線装置において、上記荷電粒子源
   を収容する荷電粒子源側空間内にイオンポンプを内蔵さ
   せ、該イオンポンプを動作させるための磁界を形成させ
   るための磁場発生手段を共用して、上記荷電粒子源から
   の荷電粒子線の放射方向に対して軸対称な荷電粒子線集
   束磁界を形成させるごとく構成してなることを特徴とす
   る荷電粒子線装置。 ２、上記荷電粒子源側空間と上記試料を収容する試料室
   側空間との間に両空間を仕切る仕切壁を付設し、該仕切
   壁の上記荷電粒子源から放射された荷電粒子線を上記試
   料室側空間内に向けて取り出すべき位置に荷電粒子線取
   り出し用の開口を設けてなることを特徴とする請求項１
   記載の荷電粒子線装置。 ３、上記荷電粒子線取り出し用開口内に、上記荷電粒子
   源から放射された荷電粒子線を絞りこんで通過させるた
   めの絞り開口を有する絞り板を付設し、該絞り開口が上
   記両空間の間の差動排気孔としての役割を兼ねるごとく
   構成してなることを特徴とする請求項２記載の荷電粒子
   線装置。 ４、上記荷電粒子線取り出し用開口を介しての上記両空
   間の間の連通状態を遮断するためのバルブと該バルブを
   開閉するための開閉機構とを付設してなることを特徴と
   する請求項２または３記載の荷電粒子線装置。 ５、上記仕切壁の上記荷電粒子線取り出し用開口とは別
   の位置に上記両空間を連通させる第二の開口を設け、か
   つ該第二の開口を介しての上記両空間の間の連通状態を
   遮断するための第二のバルブと該第二のバルブを開閉す
   るための第二の開閉機構とを付設してなることを特徴と
   する請求項２ないし４のいずれかに記載の荷電粒子線装
   置。 ６、上記イオンポンプを動作させるための磁界を形成さ
   せるための磁場発生手段は、永久磁石からなることを特
   徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の荷電粒子
   線装置。 ７、上記イオンポンプを動作させるための磁界を形成さ
   せるための磁場発生手段は、永久磁石と可変励磁の電磁
   コイルとからなることを特徴とする請求項１ないし５の
   いずれかに記載の荷電粒子線装置。 ８、上記荷電粒子源を収容する荷電粒子源側空間は、磁
   性材料からなる磁気シールド部材によって、外部磁界か
   らシールドされていることを特徴とする請求項１ないし
   ７のいずれかに記載の荷電粒子線装置。 ９、上記磁気シールド部材は、上記イオンポンプを動作
   させるための磁界を形成するための磁路部材を兼ねてい
   ることを特徴とする請求項８記載の荷電粒子線装置。 １０、上記荷電粒子線発生手段は、上記荷電粒子源に対
   向して配置されたアノード電極を具備しており、上記荷
   電粒子源には荷電粒子線の最終加速電圧に対応する電圧
   が印加され、上記アノード電極には上記荷電粒子源から
   の荷電粒子線引出電圧を決めるための電圧が印加されて
   いることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記
   載の荷電粒子線装置。 １１、上記荷電粒子線発生手段からの荷電粒子線を試料
   面上に集束させる手段は、荷電粒子線を通過させるため
   の開口をそれぞれ有する相対向する二つの電極、即ち上
   記荷電粒子源に近い側の第一電極と上記試料に近い側の
   第二電極とを有し、上記第一電極の電位を、上記第二電
   極の電位に対して、上記荷電粒子線が負に帯電した粒子
   線である場合には正極性側の電位に、正に帯電した粒子
   線である場合には負極性側の電位に保つことによって構
   成されている静電形対物レンズを具備しており、かつ、
   上記集束された荷電粒子線を上記試料面上で二次元的に
   走査させるための偏向手段は、上記第二電極の電位に対
   して、上記第一電極の電位と同極性側の電位に保たれた
   空間内において、上記荷電粒子線を偏向させるように構
   成されていることを特徴とする請求項１ないし１０のい
   ずれかに記載の荷電粒子線装置。 １２、上記荷電粒子源は、電界放射型の電子源であるこ
   とを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の
   荷電粒子線装置。