TW201447956A - 氣體中掃描型電子顯微鏡 - Google Patents

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Katsuyuki Takahashi
Takafumi KISHIRO
Masayuki Fukumoto
Hiroki Toyoda
Norimichi Anazawa
Akira Yonezawa
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Holon Co Ltd
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Abstract

本發明係關於氣體中掃描型電子顯微鏡，其目的在提供可簡易地產生配置在氣體中的試料的表面的擴大圖像之裝置。本發明具備有：鏡筒，至少由電子槍、聚光透鏡、對物透鏡、掃描機構、檢測器所構成；真空分隔壁，配置在鏡筒與氣體中的試料之間；調整機構，將與鏡筒接觸而設置之真空分隔壁或鏡筒之面向試料側的部分、及配置在氣體中的試料之間保持成非接觸；檢測器，針對一邊將從鏡筒穿透過真空分隔壁而射出到氣體中之電子束照射到配置於氣體中的試料一邊做平面掃描時放出的二次電子或反射的反射電子或產生的X射線，檢測出透過真空分隔壁而進到鏡筒內的真空中之二次電子或反射電子或X射線；以及圖像產生機構，根據檢測器所檢測出的二次電子或反射電子或X射線的訊號、或流通於試料之電流而產生圖像。

Description

氣體中掃描型電子顯微鏡
本發明係關於產生配置在氣體中的試料的表面的擴大圖像之氣體中掃描型電子顯微鏡。
掃描型電子顯微鏡(SEM,scanning electron microscope)，係利用保持於高真空中之鏡筒產生電子並使之聚成細束，且使該聚成細束之電子束在配置於真空中的試料的表面上做平面掃描，且利用檢測器檢測出掃描時放出的二次電子等而產生圖像之裝置。
過去，係在鏡筒保持於高真空中的情況下將試料放到水中。然後，使兩者之間隔著真空分隔壁而相接觸，以此方式使鏡筒保持於真空中且使電子能透過該真空分隔壁。真空分隔壁因為必須要保持真空，所以係形成得比較小(例如150μm )
其中，就減少針對一邊將透過真空分隔壁之電子束照射到配置於水中的試料(生物)一邊做平面掃描時從該試料放出的二次電子(反射電子)，檢測出反向透過真空分隔壁而進到真空中之該二次電子(或反射電子)之際之S/N(signal-noise ratio，訊噪比)的劣化而言，該真空分隔 壁採用較薄的較有利。
形成為如上述之構成而在真空分隔壁的試料側直接以活著的狀態(就生物而言)觀察含有水分之試料(生物、黃金粒子等)。
然而，上述的裝置其真空分隔壁的尺寸很小，雖然對於較小的試料很有利，但卻有不適用於圓筒狀的外表面形成有圖案(pattern)之無縫模具(seamless mold)及大平面的試料(例如四邊都為數公尺之液晶面板等)之問題。
再者，因為將試料(生物等)與真空分隔壁接觸而配置在水中，所以有視野會受限於該真空分隔壁的尺寸、或無法使水中的試料大幅移動而使可觀察的試料面上的尺寸受限之問題。
另外，還有若試料為無縫模具之類之會做旋轉動作的試料時將會變得非常困難之問題。
此外，因為實際上係將試料浸在水中，所以還有依用途而定其使用會受到限制之問題。
又，如LCD基板等之極大的試料，也有很難適用以往之放入SEM裝置的試料室進行觀察之方法，以及為了掃描試料的整個面而進行觀察必須要有很大尺寸的試料室之問題。
本發明係為了消除前述的種種問題而構成為：鏡筒係與一般的掃描型電子顯微鏡的鏡筒一樣保持於高真空中，但將試料置放於氣體中(例如大氣、氮氣、氦氣等中)，然後利用很薄的真空分隔壁(例如數nm至數十nm之碳膜)將兩者之間保持真空，且將很薄的真空分隔壁與氣體中的試料之間的距離(WD，work distance，指工作距離)設定為非接觸(例如數μm至數十μm程度)以及可將氣體中的試料移動至任意的場所，以使得可將真空分隔壁的尺寸做得很小同時可使要旋轉的試料或非常大尺寸的試料的任意部位移動到圖像取得區域而取得該圖像，以及容易進行試料的更換這兩件事同時成立之形態。
因此，本發明係在產生配置於氣體中的試料的表面的擴大圖像之氣體中掃描型電子顯微鏡中，具備有：鏡筒，使電子束產生並使聚成細束的電子束射出，而且使射出的電子束在試料上做平面掃描之將電子束通行的部分予以抽真空者，且至少由電子槍、聚光透鏡(condenser lens)、對物透鏡、掃描機構、檢測器所構成；真空分隔壁，配置在鏡筒與氣體中的試料之間；調整機構，將與鏡筒接觸而設置之真空分隔壁或鏡筒之面向試料側的部分、及配置在氣體中的試料之間保持成非接觸；檢測器，針對一邊將從鏡筒穿透過真空分隔壁而射出到氣體中之電子束照射到配置於氣體中的試料一邊做平面掃描時放出的二次電子或反射的反射電子或產生的X射線，檢測出透過真空分隔壁而進到鏡筒內的真空中之二次電子或反射電子或X射 線；以及圖像產生機構，根據檢測器所檢測出的二次電子或反射電子或X射線的訊號、或流通於試料之電流而產生圖像。
其中，試料可為：在會旋轉之圓筒的外表面上形成有圖案之滾筒模具(roll mold)。
調整機構可設成：針對與鏡筒接觸而設置之真空分隔壁或鏡筒之面向試料側的部分、及配置在氣體中之作為試料的滾筒模具之間的距離，而至少調整傾斜、高度、旋轉這三者。
另外，試料可為：平面狀的試料，且為可在平面內移動之試料。
另外，調整機構可設成：針對與鏡筒接觸而設置之真空分隔壁或鏡筒之面向試料側的部分、及配置在氣體中的試料之間的距離，而至少調整傾斜、高度這兩者。
真空分隔壁可為：薄圓盤狀且中心設有供細小的電子束穿透過的薄膜者。
另外，真空分隔壁可為：使電子束穿透過的薄膜的厚度設為數nm至數十nm者。
又，真空分隔壁可為：厚度在數nm至數十nm之碳膜。
氣體可為：空氣、氮氣、氦氣之任一者以上。
另外，氣體可為：從大氣壓減壓後之氣體。
另外，調整機構可設成：將與鏡筒接觸而設置之真空分隔壁或鏡筒之面向試料側的部分、及配置在氣體中的試料之間的距離保持成數μm至數十μm之非接觸。
另外，可取代設於鏡筒的真空中之檢測器，而設置面向氣體且在電子束會通過的中心具有孔之以真空分隔壁或薄膜加以覆蓋之檢測器，利用該檢測器來檢測從試料發出的二次電子或反射電子或X射線之一者以上。
另外，可將配置在氣體中的試料載置在支持台上且使之可做平面移動，而且使鏡筒與安裝於該鏡筒的前端之真空分隔壁成為一體而利用三支以上的腳予以固定在支持台上。
另外，可具備有：使鏡筒及安裝於該鏡筒之真空分隔壁一體地相對於配置在氣體中的試料而平行移動之移動機構。
移動機構可設成：讓安裝於鏡筒之真空分隔壁的前端位於比固定在支持台之支柱的滑動面靠近試料之位置，而可使真空分隔壁的前端接近試料的表面，其中該滑動面係供真空分隔壁在與該支柱之間滑動之面。
另外，移動機構可設成：讓安裝於鏡筒之真空分隔壁的前端位於與固定在支持台之支柱的滑動面同一位置或比滑動面遠離試料之位置，以削減真空分隔壁的前端與周圍的支柱之間的無效空間，其中該滑動面係供真 空分隔壁在與該支柱之間滑動之面。
又，移動機構可設有：使安裝於鏡筒之真空分隔壁的前端相對於配置在支持台之試料而在X方向移動之移動機構X及在Y方向移動之移動機構Y。
移動機構X係設成在橫跨於試料之樑狀部上在X方向移動，移動機構Y係設成使樑狀部在與樑狀部正交之方向移動或使試料在與樑狀部正交之方向移動。
另外，移動機構Y可設成利用平板的兩支腳或將該平板予以挖空後形成的形狀的四支以上的腳來構成橫跨於試料上之樑狀部。
樑狀部係設有將矩形的板挖空後形成的形狀而可在形狀的內部在X方向移動，以削減真空分隔壁與周圍的部件之無效的空間。
本發明，係使鏡筒與一般的掃描型電子顯微鏡的鏡筒一樣保持於高真空中，將試料置放於氣體中，兩者之間則利用很薄的真空分隔壁來保持真空，且使很薄的真空分隔壁與氣體中的試料之間的距離(WD)為非接觸以及使氣體中的試料可任意移動，藉此而可使得：可將真空分隔壁的尺寸做得很小同時可使非常大尺寸的試料的任意部位移動到圖像取得區域而取得該圖像、以及容易進行試料的更換這兩件事同時成立。
1‧‧‧鏡筒
2‧‧‧真空分隔壁
3、16、16’‧‧‧傾斜、高度、旋轉調整機構
4‧‧‧MCP
5‧‧‧檢測器
6‧‧‧電子束
7‧‧‧支柱
8‧‧‧保持板
11‧‧‧滾筒模具
12‧‧‧滾轉台
13‧‧‧主軸
14‧‧‧全局對準物
15‧‧‧試料用載台
21‧‧‧試料室
31‧‧‧SEM鏡筒
32‧‧‧分隔壁
33‧‧‧上板
34‧‧‧滑動面
35、35-3‧‧‧設置面(支持台)
35-1‧‧‧支柱(支持用的腳)
35-2‧‧‧固定螺絲
36‧‧‧載物台(試料台)
36-1‧‧‧X載物台
36-2‧‧‧Y載物台
36-3‧‧‧Z載物台
37‧‧‧試料
41‧‧‧電腦
42‧‧‧鏡筒控制機構
43‧‧‧調整控制機構
44‧‧‧移動控制機構
45‧‧‧圖像取得機構
51‧‧‧移動機構(X)、移動機構(Y)
71‧‧‧真空分隔壁單元
72‧‧‧檢測器室
第1圖係本發明的一個實施例構造圖。
第2圖(a)及(b)係本發明的另一個實施例構造圖。
第3圖係本發明的動作說明流程圖。
第4圖係本發明之傾斜、高度、旋轉的測量及調整的流程圖。
第5圖(a)及(b)係本發明的說明圖(之一)。
第6圖(a)及(b)係本發明的說明圖(之二)。
第7圖係本發明的說明圖(之三)。
第8圖係本發明的說明圖(之四)。
第9圖係本發明的說明圖(之五)。
第10圖係本發明的模擬的結果例。
第11圖係本發明的其他的構成圖。
第12圖係本發明的其他的構成圖(之二)。
第13圖係本發明的其他的實施例構成圖(之一)。
第14圖係本發明的其他的實施例構成圖(之二)。
第15圖係本發明的其他的實施例構成圖(之三)。
第16圖(a)及(b)係本發明的其他的實施例構成圖(之四)。
第17圖(a)及(b)係本發明的其他的實施例構成圖(之五)。
第18圖(a)至(c)係本發明的其他的實施例構成圖(之六)。
本發明，係使鏡筒與一般的掃描型電子顯 微鏡的鏡筒一樣保持於高真空中，將試料置放於氣體中，兩者之間則利用很薄的真空分隔壁來保持真空，且使很薄的真空分隔壁與氣體中的試料之間的距離(WD)為非接觸以及使氣體中的試料可任意移動，而可同時實現：可將真空分隔壁的尺寸做得很小同時可使非常大尺寸的試料的任意部位移動到圖像取得區域而取得該圖像、以及容易進行試料的更換。
〔實施例1〕
第1圖顯示本發明的一個實施例構造圖。
第1圖中，鏡筒1係為由產生電子束之電子槍、使電子槍所產生並放出之電子束聚焦之聚焦透鏡、使經聚焦透鏡使之聚焦後的電子束聚成細束而照射至試料之對物透鏡、及使照射在試料上之聚成細束的電子束做平面掃描(在X方向及Y方向掃描)之掃描偏向系統等所構成之公知的鏡筒，且其中電子束通過的部分係利用未圖示的真空排氣系統予以真空排氣者。
真空分隔壁2，係保持鏡筒1中電子束通行之被真空排氣的部分、與配置在氣體中(通常為大氣壓、或視需要而利用未圖示的真空排氣系統予以減壓到例如1/10至1/100左右)的試料之間的真空之分隔壁，且其讓電子束通過的部分係以非常薄的薄膜構成者(參照第2圖之(b)等)。
傾斜-高度-旋轉調整機構3，係設於鏡筒1側之調整機構，此處係為針對圓筒外周面形成有圖案之滾 筒模具11的外周面(相當於試料的表面)，調整該鏡筒1的前端部分的真空分隔壁2(或在有其他部分突出時為該突出部分)相對於該外周面之傾斜、高度(工作距離WD)、旋轉之機構(將利用第4圖進行詳細說明)。在試料為平面試料之情況，則為調整傾斜、高度這兩者之機構。
MCP 4，係檢測出一邊使電子束聚成細束而照射至滾筒模具11的外周面一邊進行平面掃描時從試料放出的二次電子並予以放大者。根據MCP 4所檢測出並予以放大後之圖像訊號而使滾筒模具11的外周面的擴大圖像(二次電子圖像、反射電子圖像)顯示於未圖示的顯示裝置的畫面上。
檢測器5，係配置於鏡筒1的前端部分之檢測器，係表面由保護膜(鈹、碳、SiN等)加以覆蓋住，用來檢測出二次電子、反射電子、X射線、光等之檢測器。
電子束6，係利用構成鏡筒1之未圖示的對物透鏡將之聚成細束，然後通過真空分隔壁2而放出到氣體中之電子束。該電子束6係聚成細束而一邊照射試料的表面(此處為滾筒模具11的外周面)一邊做平面掃描者。一邊照射滾筒模具11的外周面(試料表面)一邊做平面掃描之電子束照射的結果，會從該表面放出二次電子、或反射出反射電子、或放出X射線，此二次電子、反射電子、或X射線通過真空分隔壁2而進入真空內部的話，MCP 4、或未圖示的X射線檢測器、反射電子檢測器就會予以檢測出並加以放大，來產生擴大圖像。
支柱7、保持板8，係用來保持鏡筒1之支柱、保持板。
滾筒模具11，係圓筒狀的外周面形成有圖案之試料，係以可轉動的方式安裝於滾轉台(roll stage)12者，滾轉台12係配置於可在X、Y方向移動之試料用載台15。此外，亦可取代滾筒模具11而將平面狀的大試料(例如晶圓、液晶面板等之平面狀的大試料)配置在試料用載台15之上。
滾轉台12，係可保持住滾筒模具的主軸而以一定的速度轉動，且構成為可利用未圖示的高精度編碼器而精密且實時地控制其旋轉角度θ者。
主軸13，係滾筒模具11的主軸，此處係配置成與滾轉台12的軸一致者。
全局對準物(global alignment)14，係設在滾筒模具11的外周面之全局對準用的標記(mark)，係用來進行旋轉方向的位置、方向等之定位等之物。
試料用載台15，在此處係為用來固定裝設有滾筒模具11之滾轉台12者，係可利用未圖示的雷射干涉儀量測X方向及Y方向的位置而實時且精密地進行移動控制之載台。
傾斜-高度-旋轉調整機構16，係設於試料側之調整傾斜、高度、旋轉之機構，此處係將滾筒模具11的外周面、鏡筒1的真空分隔壁2的前端面(或在有其他部分突出時為該突出部分)之間的傾斜、高度(相當於工作距 離WD)、旋轉調整至預定值之機構(壓電元件等)。可只設置試料側之傾斜-高度-旋轉調整機構16、或鏡筒1側之傾斜-高度-旋轉調整機構3之任一者，亦可兩者都設置。
個人電腦41，係利用軟體而統括控制全體者，此處係為由圖示之鏡筒控制機構42、調整控制機構43、移動控制機構44、圖像取得機構45等所構成者。
鏡筒控制機構42，係用來控制鏡筒1者，此處係為進行：施加高電壓至電子槍而使電子束產生、使電流流至聚焦透鏡而使該電子束聚焦、使電流流至對物透鏡而使聚焦後的電子束聚成細束且使聚成細束的電子束6透過真空分隔壁而放出到氣體中、一邊使放出到氣體中之該電子束6照射至滾筒模具11的外周面一邊控制鏡筒1內的偏向系統使之做平面掃描、檢測出滾筒模具11受到電子束6的平面掃描時放出並反向通過真空分隔壁2而進入真空中的二次電子、反射電子、X射線、光等並予以放大、以及輸出圖像訊號(擴大圖像)等動作者。
調整控制機構43，係控制傾斜-高度-旋轉調整機構3,16，將試料(滾筒模具11的外周面)的傾斜、高度、旋轉調整至預定值者(將在後面利用第3至9圖進行說明)。
移動控制機構44，係控制滾筒模具11的旋轉、移動者，係控制滾轉台12、試料用載台15等，以控制到想要的觀察位置者。
圖像取得機構45，係用來取得滾筒模具11 的外周面的指定的部分的圖像者(參照第3圖等)。
第2圖顯示本發明的另一個實施例構造圖。此第2圖係顯示在密閉的試料室21內充滿(通常為大氣壓，亦可視需要而減壓(減壓至1/10至1/100)的)氣體(空氣、氮氣、氦氣等)之情況的構造圖。此處，除了試料室21係充滿氣體之密閉型的試料室之外，其他的構造都與第1圖相同故將其說明予以省略。
在第2圖的(a)中，排氣幫浦21係用來將構成鏡筒1之電子槍、中間部分、對物透鏡的前端部分(檢測器室72)等都予以真空排氣之幫浦，係用來使該鏡筒1內的電子束會通過的部分保持高真空者。
檢測器4、EDS 41，係用來檢測二次電子、反射電子、X射線之檢測器。
第2圖(b)顯示真空分隔壁單元71的具體的構造圖例。圖示的真空分隔壁單元71係用來以真空分隔壁2為界而使上部分在真空中、下部分在氣體中者。
第2圖之(b-1)顯示真空分隔壁單元71的全體的側面斷面圖，第2圖之(b-2)顯示真空分隔壁單元71的前端部分之讓電子束通過的真空分隔壁2的部分的頂面放大圖。
在第2圖之(b-1)中，真空分隔壁單元71係安裝至第2圖(a)中的鏡筒1的前端部分，為用來使在真空中產生的電子束朝向配置於氣體中的試料而照射(放出)，且將電子束照射至氣體中的試料時放出的的二次電子、反 射電子、X射線收入真空中且予以檢測者，其前端部分設有真空分隔壁2。
第2圖之(b-1)係安裝在真空分隔壁單元71的前端部分之真空分隔壁2的放大圖，在第2圖之(b-2)中，真空分隔壁2係安裝在第2圖之(b-1)中以鏡筒1的中心軸(光軸)為中心而顯示的預定區域，就圖示的例子而言顯示的是0.1mm×0.1mm的矩形區域且膜厚為15nm的例子(只要可確保有那樣大小的矩形的話，亦可為圓形的區域)。膜厚只要有數nm至數十nm左右之厚度即可。但是，並不限於此，可按照目的而做成足以讓所要檢測出的二次電子、反射電子、X射線可以通過之厚度(例如若為二次電子則必須要很薄、若為反射電子則並無需那麼薄、若為X射線則更無需那麼薄)即可。
又，真空分隔壁2要使聚成細束之電子束一邊照射至滾筒模具11的外周面上一邊進行掃描(與旋轉同步之線掃描或呈帶狀之平面掃描等)時放出的二次電子、反射電子、X射線能夠通過而進入到真空內而由檢測器4、41等加以檢測出。此時，電子照射到真空分隔壁2，會伴隨著有二次電子放出而一併進入真空內且由檢測器4等而一併檢測出，因而可使放大率(SN)等提高，所以關於該真空分隔壁2可透過實驗而選擇適合的膜厚及材料，來使解析度更加提高。
本發明中，真空分隔壁2、與配置在氣體中的試料(滾筒模具11的外周面)係為非接觸，故就算將真空 分隔壁2的尺寸做得很小，但只要能夠使電子束從真空中通到氣體中、以及使所要檢測的二次電子、反射電子、X射線能夠從氣體中進入到真空中即可。因此，只要使配置在氣體中的試料(滾筒模具11的外周面)移動(旋轉等)，則不會有可觀察的試料的尺寸及試料的觀察區域的限制，而可取得高速旋轉之滾筒模具11的外周面，甚至是平面狀之極大尺寸的試料(液晶面板的表面等)的擴大圖像。
接著，按照第3圖之流程圖的順序來詳細說明第1、2圖的構造的動作。
第3圖顯示本發明的動作說明流程圖。
第3圖中，S1係設置(set)試料。此步驟係將第1、2圖之試料，亦即滾筒模具11設置到滾轉台12。在滾筒模具11及滾轉台12為一體型之情況，係將兩者設置到試料用載台15。
S2係進行預先對位(pre-alignment)。此步驟係乃因在S1所進行的是新的設置之情況，會有試料的凸出部分比規定值大之情形，所以利用傾斜-高度-旋轉調整機構3或16將距離設定成規定值的N倍(例如3倍)之距離(真空分隔壁2與試料(滾筒模具11)之間的距離(WD))。
S3係求出最高及最低。此步驟係根據在經S2利用調整機構3、16將真空分隔壁2與試料(滾筒模具11)之間的距離調整為規定值的N倍之狀態下，一邊使電子束6照射至試料(滾筒模具11)一邊檢測出從試料放出的二次電子、反射電子、X射線之任一者並予以放大所產生的 圖像，而取得焦距對準狀態之圖像，然後從此時的圖像求出試料面的高度的最高及最低(根據例如對好焦時的對物透鏡的電流值，而從預先求出的兩者的關係算出高度)。又，真空分隔壁2與試料面之間的距離，亦可利用另外由未圖示的近接感測器(或靜電電容感測器或雷射干涉儀)所即時測量出的結果。
S4係若最高的高度在規定值以內就設定至規定值。此步驟係在判定為試料(滾筒模具11)的高度的最高值在規定值(例如數μm至數十μm之規定值)以內，就利用調整機構3、16將距離調整至規定值。
S5係利用對準物(alignment)來修正座標系。此步驟係在經S4將高度設置為規定值之狀態下，取得試料(滾筒模具11)的複數個全局對準物(global alignment)14的擴大圖像，然後根據此等全局對準物14的位置來與設計資料(CAD資料)做比較，據以進行與試料(滾筒模具11)的座標系之修正，以及與設計資料(CAD資料)之關係對應(進行兩座標系的校正)。然後，根據設計資料(CAD資料)而移動至試料(滾筒模具11)的任意部位，就可取得對應的擴大圖像。
S6係算出試料的傾斜、高度、旋轉。此步驟係分別將試料(滾筒模具11)的傾斜、高度、旋轉予以算出(將在後面利用第4圖進行說明)。
S7係調整試料的傾斜、高度、旋轉。此步驟係以讓S6(第4圖)中算出的試料的傾斜、高度、旋轉成 為規定值之方式控制第1、2圖的調整機構(傾斜-高度-旋轉調整機構)3、16來將試料(滾筒模具11)的傾斜、高度、旋轉調整至規定值。
如以上所述，設置試料(滾筒模具11)、預先對位、座標系的修正(校正)、利用調整機構3、16來調整試料(滾筒模具11)的傾斜、高度、旋轉，就完成取得設計資料(CAD資料)上指定的部位的擴大圖像之準備。
接著，S8係使試料移動至指定座標。此步驟係驅動試料用載台15、滾轉台12來移動到與設計資料(CAD資料)上指定的座標對應之部位。
S9係進行自動對焦(Auto Focus)。
S10係取得圖像。此S9、S10之步驟係在經S8使試料(滾筒模具11)移動至指定的座標後之狀態下，檢測出一邊照射電子束6一邊做平面掃描時從試料放出的二次電子、反射電子、X射線之任一者來取得擴大圖像，然後產生在該時使對物透鏡的電流做微小變化時之擴大圖像來找出正對到焦(just focus)之點而取得該正對到焦時的擴大圖像。
S11係測量長度。此步驟係根據S10中取得的擴大圖像而進行指定的部分(圖案)的長度量測(例如圖案的寬度、間隔等之量測)。
S12係檢查及評估。此步驟係根據S11量測出的值及圖像而進行檢查及評估(在容許值內即為檢查合格，綜合評估為合格等)。
S13係判別是否結束。若為“是”就結束，若為“否”則重複S8以後的步驟。
如以上所述，量測真空分隔壁2與試料(滾筒模具11)之間的傾斜、高度、旋轉，然後利用調整機構3、16將之設定至規定值，並且利用全局對準物進行座標系的修正，然後根據設計資料(CAD資料)使試料(滾筒模具11)移動至指定座標後取得擴大圖像並測量長度，就可自動進行檢查及評估。其中，由於試料(滾筒模具11)在氣體中且配置成與鏡筒1為非接觸，所以可旋轉及移動至任意的部位，可非常容易地取得該部位的擴大圖像。
接著，按照第4圖之流程圖的順序來詳細說明第1、2圖之試料(滾筒模具11)的傾斜、高度、旋轉之測量及調整。
第4圖顯示本發明之傾斜、高度、旋轉的測量及調整的流程圖。
第4圖中，S21係檢測、測量出原點、副原點的X,θ,Z。此步驟係針對已說明過之第1、2圖之滾筒模具11，取得如第8圖所示之包含有預先設置於該滾筒模具11的外周面之例如設於左側的P原點(X0,θ 0,Z0)及設於右側的Q副原點(X1,θ 1,Z1)在內之擴大圖像並檢測出該原點、副原點的標記，然後精密測量其座標(X,θ,Z)(具體而言，係根據未圖示的雷射干涉儀而分別移動至設計資料(CAD資料)上的原點、副原點之位置並取得該標記(全局對準物標記)的擴大圖像，然後精密測量各標記的座標位 置)。其中，X,θ,Z係如下述。
‧X：滾筒模具11的軸方向的距離(以P原點為原點時之軸方向的距離(利用雷射干涉儀測量出之距離))
‧θ：滾筒模具11的旋轉方向的旋轉角度(以P原點為0度時之旋轉角度(利用精密旋轉編碼器測量出之旋轉角度))
‧Z：對於滾筒模具11的原點、副原點的標記利用未圖示的對物透鏡正對好焦時之該原點及副原點的高度(預先求出對物透鏡的對到焦時的電流與高度之關係並畫成圖表(graph)，然後從對到焦時的電流來算出高度Z)。此外，亦可配置用來測量Z軸方向的距離之近接感測器(或靜電電容感測器、雷射干涉儀等)，來測量高度。
S22係檢測、測量出旋轉的全局對準物。此步驟與S21一樣，係依序取得配置於第8圖的滾筒模具11的外周面之例如左側的伺服軌跡(servo track)中的旋轉的全局對準物的標記的擴大圖像，然後如第9圖所示般測量各旋轉的全局對準物的標記的旋轉角度及X方向的偏移量△d，以測量出主軸之傾斜。
S23係調整主軸的傾斜。此步驟係如第9圖所示般調整以使S22中測量出的主軸的傾斜成為0，具體而言係以讓例如第9圖中之劃斜線圓點的在傾斜方向旋轉的全局對準物之行(column)的擴大圖像、與實心黑圓點的旋轉的全局對準物之行的擴大圖像之差△d1,△d2...為 0(零)之方式，利用已說明之第1、2圖中的傾斜-高度-旋轉調整機構3或16之任一者或兩者來進行調整。
S24係調整主軸的高度。此步驟係以讓滾筒模具11的主軸(旋轉軸)、與鏡筒1的真空分隔壁2之間的距離，亦即高度Z(工作距離WD)落到規定值的範圍內之方式，利用已說明之第1、2圖中的傾斜-高度-旋轉調整機構3或16之任一者或兩者來進行調整。
S25係修正主軸的旋轉。此步驟係以調整第8圖中之滾筒模具11的主軸的旋轉方向，讓例如測量出的全局對準物的P原點的座標為(θ 0,X20)、Q副原點的座標為(θ 0,X21)時，原點的X方向的座標X20=0(將原點定義為0)、與副原點的X方向的座標X21之差(X20-X21=0-X21)為0之方式，利用已說明之第1、2圖中的傾斜-高度-旋轉調整機構3或16之任一者或兩者來進行調整。
S26係判別是否結束。此步驟係判別主軸的傾斜、高度、旋轉之調整是否都可調整至規定值內，是否結束了。若為“是”則因為主軸的傾斜、高度、旋轉之調整都已調整至規定值內所以結束。另一方面，若有任一個調整無法結束則重複S21以後的步驟再進行調整。
如以上所述，就可將相對於鏡筒1(光軸)的真空分隔壁2(或鏡筒1的突出的部分)之滾筒模具11(主軸)的傾斜、高度、旋轉自動調整至規定值。因此，就算使配置在氣體中之滾筒模具11上的任意的部位高速移動至從真空分隔壁2的光軸方向放出而做平面掃描之電子束的位 置，也可一直將鏡筒1的光軸與滾筒模具11的主軸保持成正交之狀態，且可一直將真空分隔壁2與滾筒模具11之間的距離(高度Z)保持成一定，可高速取得配置在氣體中之滾筒模具11的外周面上的任意部位的擴大圖像然後進行長度測量。
第5圖顯示本發明的說明圖(之一)。
第5圖的(a)顯示將第1、2圖之傾斜、高度、旋轉調整機構設於上側(鏡筒側)之例，第5圖的(b)顯示將第1、2圖之傾斜、高度、旋轉調整機構設於下側(滾筒模具11側)之例。
第5圖之(a-1)顯示正面示意圖，第5圖之(a-2)顯示頂面示意圖。
第5圖之(a-1)、(a-2)中，傾斜、高度、旋轉調整機構3係設於鏡筒1的下部者，係保持真空分隔壁2，且內部真空排氣，外部保持於氣體中(大氣壓、或視需要而減壓)者。在圖示的例子中，係將傾斜、高度、旋轉調整機構3設於圓周的三處，利用該三處之傾斜、高度、旋轉調整機構3來調整真空分隔壁2的部分、與未圖示的滾筒模具11之間的傾斜、高度(距離)(在此例中，旋轉係在第5圖(b)的下側進行調整)。傾斜、高度、旋轉調整機構3係採用例如壓電元件(施加了電壓就會收縮之元件)。其中，
‧兩者之間的傾斜之調整，係以讓三個中的任一個收縮來向希望的方向傾斜之方式進行調整。
‧兩者之間的距離(高度)之調整，係使三個 都做相同的收縮而調整至希望(規定)的高度。
‧兩者之間的旋轉之調整，在本例中係在後述之第5圖(b)的下側的滾筒模具11進行。
第5圖(b)顯示滾筒模具11的頂面示意圖。
第5圖(b)中，傾斜、高度、旋轉調整機構(旋轉)16，係用來調整滾筒模具11的旋轉者，係針對使滾筒模具11旋轉之軸(主軸13)，使主軸13在與鏡筒1的光軸成直角之面內以該光軸為中心旋轉而予以調整至規定值者。傾斜、高度、旋轉調整機構(旋轉)16與上述之傾斜、高度、旋轉調整機構3一樣係利用壓電元件而作成者。
傾斜、高度、旋轉調整機構16’，係與上述之第5圖(a)的傾斜、高度、旋轉調整機構(傾斜、高度)3相同，係調整傾斜、高度者，係調整傾斜、高度之任一者或兩者都予以調整。此傾斜、高度、旋轉調整機構16’係如上述，在本例中係設於圓周的三處，利用該三處之傾斜、高度、旋轉調整機構16’來調整滾筒模具11相對於真空分隔壁2的部分之傾斜、高度(距離)(在此例中，旋轉係利用第5圖(b)中的傾斜、高度、旋轉調整機構(旋轉)16進行調整)。傾斜、高度、旋轉調整機構16’係採用例如壓電元件(施加了電壓就會收縮之元件)。
第6圖顯示本發明的說明圖(之二)。
第6圖(a)係以示意圖的方式顯示利用已說明的第5圖(a)中的傾斜、高度、旋轉調整機構(傾斜、高度)3來調整傾斜、高度的情形。如圖所示，利用第5圖(a)中的 傾斜、高度、旋轉調整機構(傾斜、高度)3而如圖示般進行使鏡筒1的光軸以滾筒模型11的中心為中心而傾斜到規定值之調整。
第6圖(b)係以示意圖的方式顯示利用已說明的第5圖(b)中的傾斜、高度、旋轉調整機構(旋轉)16來調整旋轉的情形。如圖所示，利用第5圖(b)中的傾斜、高度、旋轉調整機構(傾斜、高度)16而如圖示般進行使滾筒模型11的主軸以該滾筒模型11的中心為中心而轉動到規定值之調整。
可如以上之第6圖(a)所示調整鏡筒1(光軸)的真空分隔壁2的傾斜、高度，及如第6圖(b)所示調整滾筒模具11的主軸的旋轉。
第7圖顯示本發明的說明圖(之三)。第7圖顯示在真空分隔壁2之面向滾筒模具11的部分的中心設置檢測器5之例，其中該檢測器5設有電子束可通過之孔。
第7圖中，檢測器5係兩面設有保護膜之檢測器(例如半導體檢測器、通道板(channel plate)等之電子、X射線檢測器)。保護膜在此係為例如鈹、碳、SiN膜等之薄膜(厚度在數nm至一百數十nm之間，例如20nm)。檢測器5係檢測出使聚成細束之電子束在滾筒模具11上做平面掃描時放出的二次電子、反射電子、X射線等並予以放大者。將保護膜設於檢測器5的兩面，除了防止：一邊使聚成細束之電子束照射至滾筒模具11一邊做平面掃描時放出的二次電子、反射電子、X射線等直接照射至檢測器 5而產生污染、或造成損傷之情形之外，還可針對通過該保護膜之電子、及電子照射在保護膜而向內部放出之二次電子，利用檢測器5加以檢測出及放大而得到良好的感度同時預防劣化。
第8圖顯示本發明的說明圖(之四)。第8圖以示意圖的方式顯示滾筒模具11的全局對準物的標記之例。
第8圖中，伺服軌跡(servo track)係設於滾筒模具11的左側之伺服軌跡，此處係為將全局對準物設在該伺服軌跡中者。伺服軌跡中，以圖示的方式設有圖示的P原點(X0,θ 0,Z0)、及表示旋轉角度之標記。取得包含有此等伺服軌跡中的P原點(X0,θ 0,Z0)及接在P原點後的圖案的座標在內之擴大圖像，然後進行該等座標之精密測量。其中，X係如前述為滾筒模具的X方向(主軸方向)的距離，θ係滾筒模具的旋轉角度，Z係滾筒模具11與鏡筒1的真空分隔壁2之間的距離(高度)。
同樣地，量測出在滾筒模具11的右側之Q副原點(X1,θ 1,Z1)的座標。
如上述分別量測出P原點(X0,θ 0,Z0)及接在P原點後的複數個標記的座標(Xi,θ i,Zi)、及Q副原點(X1,θ 1,Z1)的座標，將之與設計資料(CAD資料)相比對而使兩者的座標系相關聯，以及自動將鏡筒1(光軸)的真空分隔壁2與滾筒模具11(主軸)之傾斜、高度、旋轉都調整到規定值範圍內，就可從鏡筒1的真空分隔壁2一邊照射聚 成細束的電子束至配置在氣體中的滾筒模具11上一邊進行掃描(與旋轉同步而掃描或呈帶狀之平面掃描等)，並且檢測出掃描時放出的二次電子、反射電子、X射線而產生擴大圖像。此時，可使作為試料之配置在氣體中的滾筒模具11高速地移動至任意的部位而依序取得其擴大圖像，然後量測長度等。
第9圖顯示本發明的說明圖(之五)。第9圖顯示用來說明將滾筒模具11的主軸的旋轉調整至規定值的情形之示意圖。分別測量出作為滾筒模具11的左側的伺服軌跡中的全局對準物之P原點(X0,θ 0,Z0)及接在P原點後的圖案的座標(Xi,θ i,Zi)，然後在該等的旋轉方向如圖示的虛線般斜向傾斜(逆時針方向旋轉)之情況，將滾筒模具11的主軸調整成為垂直(就圖示的情況而言係使主軸順時針方向旋轉而將之調整成垂直)。
如以上所述，可針對設在滾筒模具11的旋轉方向之伺服軌跡中的全局對準物之行的方向，將之調整到與該滾筒模具11的主軸正交之方向而進行滾筒模具11的旋轉調整。
第10圖顯示本發明的模擬的結果例。第10圖的橫軸表示WD(工作距離、高度Z)，縱軸表示解析度。假設為例如電子束的加速電壓為30KV、真空分隔壁2為50nm之碳膜、WD(工作距離)為50μm、解析度為1.7μm~(空氣)、0.04μm~(He)。此外，使WD更小、或使氣體(空氣、He)減壓(減壓至例如1/10至1/100)，就可減低電子(二 次電子、反射電子)之衰減等而提高解析度。
接著，針對一邊使電子束照射至配置在氣體中的大型的試料37一邊做平面掃描，且檢測出掃描時放出的二次電子等而產生擴大圖像之實施例，在以下利用第11至18圖進行詳細說明。
第11圖顯示本發明的另一構成圖。第11圖顯示在固定於設置面35之載物台36上載置大尺寸的試料37，且產生該試料37的擴大圖像的另一構成例。
第11圖中，SEM鏡筒31與第1、2圖之鏡筒1相同，係用來產生電子束且利用聚焦透鏡、對物透鏡使之變成細束並使之通過薄膜的分隔壁32而一邊照射至試料37的表面一邊做平面掃描，且利用配置在該SEM鏡筒31內之未圖示的檢測器(二次電子檢測器、反射電子檢測器、X射線檢測器等)檢測出從試料37放出且逆向通過分隔壁32之二次電子、反射電子、X射線等，以產生擴大圖像者。
分隔壁32與第1、2圖之真空分隔壁2相同，係用來讓電子束通過而一邊照射至配置在氣體中(例如大氣壓)的試料37一邊做平面掃描，且讓放出(反射)的二次電子、反射電子、X射線等反向通過，而由配置在SEM鏡筒31內的真空中的檢測器予以檢測。
設置面(支持台)35，係用來將試料37固定於其上、或利用固定螺絲35-2等來將保持著SEM鏡筒31及分隔壁32之支柱35-1固定於其上之設置面(支持台)。在 本實施例中，係在設置面35上固定載物台36，在載物台36上固定試料37。以及，在設置面35的其他處透過支柱35-1而將SEM鏡筒31及分隔壁32予以一體地固定在該設置面35上。在此第11圖中，係利用位於試料37與設置面35之間之載物台36來使試料37之要觀察的部位的中心移動至電子束的中心軸。若為小型的試料37，則利用載物台36來使第11圖之試料37本身移動就很便利。但是，若為大型的試料，例如LCD基板等之有1米之大的尺寸之試料，則僅使載物台36移動會有限制，最好使SEM鏡筒31及分隔壁32成為一體而移動(將在後面利用第12至18圖進行說明)。
支柱(支持用的腳)35-1，係用來一體地保持SEM鏡筒31及分隔壁32者，此處係在三支、或四支、或以上的腳(可想成是與桌子等的四支腳相同)利用固定螺絲35-2將之固定至設置面35者。如以上所述，在設置面35上某處透過載物台36而將試料37予以固定，在設置面35上其他處透過支柱35-1而將SEM鏡筒31及分隔壁32予以一體地固定，換言之將兩者並列地固定於設置面35，所以構造上的自由度非常高。
載物台36，係固定至設置面35，且在其上載置試料37而使之在XYZ方向移動者，在此處係由在X方向移動之X載物台36-1、在Y方向移動之Y載物台36-2、及在Z方向移動之Z載物台36-3所構成者。
試料37，係要產生其擴大圖像之對象試 料，係為晶圓、LCD基板、滾筒模具(roll mold)等之試料。
藉由形成為如以上所述的構成，將試料37載置於設置面(支持台)35上之配置在氣體中的載物台36上，且使從利用支柱(三支以上的腳)35-1而固定在設置面35的其他處上之SEM鏡筒31及分隔壁32發出的聚成細束的電子束通過該分隔壁32而放出，然後利用配置於真空內部之檢測器(二次電子、反射電子、X射線等之檢測器)來檢測出在配置於氣體中之試料37上做面掃描時放出的反向通過分隔壁32之二次電子、反射電子、X射線等，就可產生擴大圖像。
第12圖顯示本發明的另一構成圖(之二)。第12圖顯示分隔壁32的前端在滑動面34的下側(靠近試料37之側)之情況的例子。在此情況，因為分隔壁32的前端位於比使SEM鏡筒31及分隔壁32一體地在XY方向移動之面(稱之為「滑動面」)更下側，所以在要相對於試料37使電子束的中心向左及向右移動距離L之情況，若不在該分隔壁32的兩側確保圖示的距離L就無法移動，因此會在兩側分別產生該距離L之無效空間(dead space)，使支持台35的內側的尺寸(內徑)變大距離2L，因而會在特別是大尺寸的試料37之情況成為問題。不過，在分隔壁32的前端位於滑動面34的下側之情況，可使分隔壁32的前端接近試料37的表面，具有可使所謂的工作距離WD(working distance)變小，可提高解析度之優點。
在第12圖中，上板33係用來保持SEM鏡 筒31，同時在支持台35的兩側的支柱部分的滑動面34上滑動以使SEM鏡筒31在X方向、Y方向移動者。滑動面34係為例如公知的軌道(rail)及平面、或為配置在三處之滾珠(ball)及平面，且只要可藉由X方向及Y方向之驅動機構而在XY方向移動皆可。
支持台35在第12圖中，係為其中央為平面而兩側形成支柱部分而成為ㄩ字形，且在該支柱部分設置滑動面34者。
試料台36係用來載置試料37者。
試料37係為前面說明過之試料。
第13圖顯示本發明的其他的實施例構成圖(之一)。第13圖顯示分隔壁32的前端配置在滑動面34的下側(靠近試料37之側)的例子。在此情況，如利用第12圖說明過的，必須在分隔壁32的兩側確保距離L，有會產生無效空間(dead space)之缺點。但是，具有可使分隔壁32的前端接近試料37，使WD變小而提高解析度之優點。
第13圖中，上板33係與第12圖之上板33相同。
支持台35在本例中顯示的是平板的支持台之例。
支柱35-1顯示的是一方固定至支持台35，另一方形成為滑動面34之例，係設置由例如四支腳所構成之支柱35-1且在該支柱35-1的上部、與上板33之間形成滑動面34(公知之由軌道及平面、或滾珠及平面所構成之 滑動面)，且藉由未圖示的驅動機構而可在X方向、Y方向移動者。
第14圖顯示本發明的另一實施例構成圖(之二)。第14圖顯示分隔壁32的前端配置成與滑動面34齊平或配置在滑動面34的上側(遠離試料37之側)的例子。第14圖顯示的是配置成與滑動面34齊平之例。在此情況，無須如第13圖在分隔壁32的兩側確保距離L，具有較有利於大尺寸的試料37之優點。但是，卻有無法使分隔壁32的前端較接近試料37，WD會較大而難以得到高解析度之缺點。
第15圖顯示本發明的另一實施例構成圖(之三)。第15圖顯示的是在極大尺寸的試料37的情況，利用由樑狀部等所構成的移動機構(X)使SEM鏡筒31與分隔壁32一體地在X方向移動，利用移動機構(Y)51使該移動機構(X)51全體或使試料37在Y方向移動之例。在Y方向可設置軌道然後利用移動機構(Y)51使移動機構(X)51或試料37在該軌道之上移動，如此就可產生極大尺寸之存在於大氣中之試料37的全部的擴大圖像。在使試料37於Y方向移動之情況，在Y方向的移動距離方面並沒有限制。
第16圖顯示本發明的其他的實施例構成圖(之四)。第16圖(a)係顯示正面圖，第16圖(b)係顯示側面圖。第16圖顯示的是相對於設置面35-3而利用X載物台36-1使試料37在X方向移動，利用Y載物台36-2使試料37在Y方向移動之例。
在第16圖中，樑狀部52係為門型的且固定至設置面35-3者，SEM鏡筒31及分隔壁32係一體地固定至該樑狀部。如第16圖(b)之側面圖所示，樑狀部52係為板狀的。
藉由以上的構成，利用ㄇ字形的腳將SEM鏡筒31固定至設置面35-3，就可容易地產生配置在大氣中之長形的試料37的擴大圖像。
第17圖顯示本發明的其他的實施例構成圖(之五)。第17圖(a)係顯示正面圖，第17圖(b)係顯示側面圖。第17圖顯示的是相對於設置面35-3而利用X載物台36-1使試料37在X方向移動，利用Y載物台36-2使試料37在Y方向移動之例。
在第17圖中，樑狀部52係為門型的且固定至設置面35-3者，SEM鏡筒31及分隔壁32係一體地固定至該樑狀部。如第17圖(b)之側面圖所示，樑狀部52係為將板狀的內部挖掉而成之ㄇ字形，亦即形成為利用四支腳來固定設置面35-3及SEM鏡筒31，且試料37在四支腳之間出入之構造。
藉由以上的構成，就可利用以四支等之腳固定至設置面35-3之SEM鏡筒31，而容易地產生配置在大氣中之長形的試料37的擴大圖像。
第18圖顯示本發明的其他的實施例構成圖(之六)。第18圖(a)係顯示正面圖，第18圖(b)係顯示頂面圖，第18圖(c)係顯示側面圖。第18圖顯示的是相對於設 置面35-3而使搭載於ㄇ字形的樑狀部52之SEM鏡筒31在X方向移動，使試料37在Y方向移動之例。
在第18圖中，樑狀部52係為門型的且固定至設置面35-3者，在此樑狀部52的上面將SEM鏡筒31及分隔壁32設成可一體地在X方向移動。樑狀部52係如第18圖(b)之頂面圖所示，係上部設有在X方向延伸之長形的孔，而可供SEM鏡筒31的前端的小徑部分穿過該孔而設置在試料37的上方的預定的位置以及可供SEM鏡筒31的大徑部分保持在該孔的周圍之樑狀部52的上表面，使SEM鏡筒31在該孔的導引下由未圖示的移動機構使之在X方向移動者。另外，如第18圖(c)之側面圖所示，將成為樑狀部52的側面的腳之部分(板狀的部分)的內部挖掉而成為腳，亦即形成為利用四支腳來固定設置面35-3及SEM鏡筒31，且試料37在四支腳之間出入(Y方向的移動)之構造。
藉由以上的構成，使SEM鏡筒31在利用四支等的腳固定至設置面35-3之樑狀部52的上表面上在X方向移動，就可容易地產生配置在大氣中之長形的試料37的擴大圖像。
1‧‧‧鏡筒
2‧‧‧真空分隔壁
3、16‧‧‧傾斜、高度、旋轉調整機構
4‧‧‧MCP
5‧‧‧檢測器
6‧‧‧電子束
7‧‧‧支柱
8‧‧‧保持板
11‧‧‧滾筒模具
12‧‧‧滾轉台
13‧‧‧主軸
14‧‧‧全局對準物
15‧‧‧試料用載台
41‧‧‧電腦
42‧‧‧鏡筒控制機構
43‧‧‧調整控制機構
44‧‧‧移動控制機構
45‧‧‧圖像取得機構

Claims (21)

  1. 一種氣體中掃描型電子顯微鏡，係產生配置於氣體中的試料的表面的擴大圖像之氣體中掃描型電子顯微鏡，具備有：鏡筒，係使電子束產生並使聚成細束後的電子束射出而且使該射出的電子束在試料上做平面掃描之將電子束通行的部分予以真空排氣者，且至少由電子槍、聚光透鏡、對物透鏡、掃描機構、檢測器所構成；真空分隔壁，係配置在前述鏡筒與前述氣體中的試料之間；調整機構，係將設於前述鏡筒之前述真空分隔壁或前述鏡筒之面向試料側的部分、及配置在氣體中的試料之間保持成非接觸；前述檢測器，係針對一邊將從前述鏡筒穿透過真空分隔壁而射出到氣體中之電子束照射到配置於該氣體中的試料一邊做平面掃描時所放出的二次電子或經反射的反射電子或所產生的X射線，檢測出穿透過前述真空分隔壁而進到前述鏡筒內的真空中之前述二次電子或反射電子或X射線；以及圖像產生機構，係根據前述檢測器所檢測出的二次電子或反射電子或X射線的訊號、或流通於試料之電流而產生圖像。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之氣體中掃描型電子顯微鏡，其中，前述試料，係在會旋轉的圓筒的外表面上 形成有圖案之滾筒模具。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之氣體中掃描型電子顯微鏡，其中，前述調整機構，係針對與前述鏡筒接觸而設置之前述真空分隔壁或前述鏡筒之面向試料側的部分、與配置在氣體中之作為試料的滾筒模具之間的距離，調整至少傾斜、高度、旋轉這三者。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之氣體中掃描型電子顯微鏡，其中，前述試料，係平面狀的試料，且為可在平面內移動之試料。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之氣體中掃描型電子顯微鏡，其中，前述調整機構，係針對與前述鏡筒接觸而設置之前述真空分隔壁或前述鏡筒之面向試料側的部分、與配置在氣體中的試料之間的距離，調整至少傾斜、高度這兩者。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之氣體中掃描型電子顯微鏡，其中，前述真空分隔壁，係為薄圓盤狀且中心設有供細小的電子束穿透過的薄膜。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項所述之氣體中掃描型電子顯微鏡，其中，係將供電子束穿透過的薄膜的厚度設為數nm至數十nm而做為前述真空分隔壁。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之氣體中掃描型電子顯微鏡，其中，係以厚度在數nm至數十nm之碳膜做為前述真空分隔壁。
  9. 如申請專利範圍第1至8項中任一項所述之氣體中掃 描型電子顯微鏡，其中，前述氣體，係空氣、氮氣、氦氣之任一者以上。
  10. 如申請專利範圍第1至9項中任一項所述之氣體中掃描型電子顯微鏡，其中，前述氣體，係從大氣壓減壓後之氣體。
  11. 如申請專利範圍第1至10項中任一項所述之氣體中掃描型電子顯微鏡，其中，前述調整機構，係將與前述鏡筒接觸而設置之前述真空分隔壁或前述鏡筒之面向試料側的部分、與配置在氣體中的試料之間的距離保持成數μm至數十μm之非接觸。
  12. 如申請專利範圍第1至11項中任一項所述之氣體中掃描型電子顯微鏡，其中，取代設於前述鏡筒的真空中之檢測器，而設置面向前述氣體且在電子束將通過的中心具有孔之以前述真空分隔壁或薄膜加以覆蓋之檢測器，利用該檢測器來檢測從試料發出的二次電子或反射電子或X射線之一者以上。
  13. 一種氣體中掃描型電子顯微鏡的圖像產生方法，係產生配置於氣體中的試料的表面的擴大圖像之氣體中掃描型電子顯微鏡中的圖像產生方法，該圖像產生方法係設置：鏡筒，使電子束產生並使聚成細束後的電子束射出而且使該射出的電子束在試料上做平面掃描之將電子束通行的部分予以真空排氣者，且至少由電子槍、聚光透鏡、對物透鏡、掃描機構、檢測器所構成； 真空分隔壁，配置在前述鏡筒與前述氣體中的試料之間；調整機構，將設於前述鏡筒之前述真空分隔壁或前述鏡筒之面向試料側的部分、及配置在氣體中的試料之間保持成非接觸；前述檢測器，針對一邊將從前述鏡筒穿透過真空分隔壁而射出到氣體中之電子束照射到配置於該氣體中的試料一邊做平面掃描時所放出的二次電子或經反射的反射電子或所產生的X射線，檢測出穿透過前述真空分隔壁而進到前述鏡筒內的真空中之前述二次電子或反射電子或X射線；以及圖像產生機構，根據前述檢測器所檢測出的二次電子或反射電子或X射線的訊號、或流通於試料之電流而產生圖像，且前述調整機構係將與前述鏡筒接觸而設置之前述真空分隔壁或前述鏡筒之面向試料側的部分、與配置在氣體中的試料之間調整成非接觸，在該非接觸狀態下使試料移動至任意處所而產生該任意處所的圖像。
  14. 如申請專利範圍第1至12項中任一項所述之氣體中掃描型電子顯微鏡，其中，將配置在前述氣體中的前述試料載置在支持台上且使之可做平面移動，而且使前述鏡筒與安裝於該鏡筒的前端之前述真空分隔壁成為一體而利用三支以上的腳予以固定在前述支持台上。
  15. 如申請專利範圍第1至12項及第14項中任一項所述之氣體中掃描型電子顯微鏡，其具備有：使前述鏡筒及安裝於該鏡筒之前述真空分隔壁一體地相對於配置在氣體中的前述試料而平行移動之移動機構。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之氣體中掃描型電子顯微鏡，其中，前述移動機構係設成：讓安裝於前述鏡筒之前述真空分隔壁的前端位於比固定在前述支持台之支柱的滑動面更靠近試料之位置，而可使該真空分隔壁的前端接近試料的表面，其中該滑動面係供前述真空分隔壁在其與該支柱之間滑動者。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之氣體中掃描型電子顯微鏡，其中，前述移動機構係設成：讓安裝於前述鏡筒之前述真空分隔壁的前端位於與固定在前述支持台之支柱的滑動面同一位置或比滑動面遠離試料之位置，以削減該真空分隔壁的前端與周圍的支柱之間的無效空間，其中該滑動面係供前述真空分隔壁在其與該支柱之間滑動者。
  18. 如申請專利範圍第15項所述之氣體中掃描型電子顯微鏡，其中，前述移動機構，係分別設有使安裝於前述鏡筒之前述真空分隔壁的前端相對於配置在前述支持台之試料而朝X方向移動之移動機構X及朝Y方向移動之移動機構Y。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之氣體中掃描型電子顯微鏡，其中，前述移動機構X係在橫跨於前述試料之樑 狀部上在X方向移動，前述移動機構Y係使該樑狀部在與前述樑狀部正交之方向移動或使前述試料在與前述樑狀部正交之方向移動。
  20. 如申請專利範圍第18或19項所述之氣體中掃描型電子顯微鏡，其中，前述移動機構Y係利用平板的兩支腳或將該平板予以挖空後形成的形狀的四支以上的腳來構成橫跨於前述試料之樑狀部。
  21. 如申請專利範圍第19或20項中任一項所述之氣體中掃描型電子顯微鏡，其中，前述樑狀部係設有將矩形的板挖空後形成的形狀而可在該形狀的內部在X方向移動，以削減前述真空分隔壁與周圍的部件之無效的空間。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10677942B2 (en) 2016-02-01 2020-06-09 Shenzhen Xpectvision Technology Co., Ltd. X-ray detectors capable of managing charge sharing
US10830913B2 (en) 2015-10-14 2020-11-10 Shenzhen Xpectvision Technology Co., Ltd. X-ray detectors capable of limiting diffusion of charge carriers
US11029424B2 (en) 2015-10-14 2021-06-08 Shenzhen Xpectvision Technology Co., Ltd. X-ray detectors of high spatial resolution
TWI788320B (zh) * 2017-01-23 2023-01-01 中國大陸商深圳幀觀德芯科技有限公司 輻射檢測器、用於檢測輻射之系統、使用輻射檢測器之設備及分配記憶體之方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008010269A (ja) * 2006-06-28 2008-01-17 Horon:Kk 低真空電子光学系画像生成装置および低真空電子光学系画像生成方法
WO2008050321A2 (en) * 2006-10-24 2008-05-02 B-Nano Ltd. An interface, a methof for observing an object within a non-vacuum environment and a scanning electron microscope
EP2246170B1 (en) * 2008-01-25 2017-03-15 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Manufacturing method for seamless mold

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10830913B2 (en) 2015-10-14 2020-11-10 Shenzhen Xpectvision Technology Co., Ltd. X-ray detectors capable of limiting diffusion of charge carriers
TWI725996B (zh) * 2015-10-14 2021-05-01 中國大陸商深圳幀觀德芯科技有限公司 適合於檢測x射線的裝置與其製作方法、用於x射線檢測之系統、貨物掃描或非侵入式檢查（nii）系統、全身掃描器系統、x射線電腦斷層攝影（x射線ct）系統、電子顯微鏡以及適合於相襯x射線成像（pci）的系統
US11029424B2 (en) 2015-10-14 2021-06-08 Shenzhen Xpectvision Technology Co., Ltd. X-ray detectors of high spatial resolution
TWI762277B (zh) * 2015-10-14 2022-04-21 中國大陸商深圳幀觀德芯科技有限公司 適合於檢測ｘ射線的裝置與其製作方法、用於ｘ射線檢測之系統、貨物掃描或非侵入式檢查（nii）系統、全身掃描器系統、ｘ射線電腦斷層攝影（ｘ射線ｃｔ）系統、電子顯微鏡以及適合於相位對比ｘ射線成像（ｐｃｉ）的系統
TWI765866B (zh) * 2015-10-14 2022-06-01 中國大陸商深圳幀觀德芯科技有限公司 用於ｘ射線檢測之裝置和系統、貨物掃描或非侵入式檢查系統、全身掃描器系統、ｘ射線電腦斷層攝影系統、電子顯微鏡及適合於相襯ｘ射線成像的系統
US10677942B2 (en) 2016-02-01 2020-06-09 Shenzhen Xpectvision Technology Co., Ltd. X-ray detectors capable of managing charge sharing
TWI708959B (zh) * 2016-02-01 2020-11-01 中國大陸商深圳幀觀德芯科技有限公司 用於檢測x射線的裝置、包含該裝置的系統及檢測x射線的方法
US10955570B2 (en) 2016-02-01 2021-03-23 Shenzhen Xpectvision Technology Co., Ltd. X-ray detectors capable of managing charge sharing
TWI788320B (zh) * 2017-01-23 2023-01-01 中國大陸商深圳幀觀德芯科技有限公司 輻射檢測器、用於檢測輻射之系統、使用輻射檢測器之設備及分配記憶體之方法

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