WO2015015957A1 - 荷電粒子線装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a charged particle beam apparatus including a detection particle detector that detects charged particles emitted or reflected from a sample when the sample is irradiated with a charged particle beam, for example.
- the scanning electron microscope (SEM) capable of nano level observation is used in various fields such as the semiconductor field, the material field, and the bio field.
- SEM detects signal electrons emitted from a sample with a detector arranged in a sample chamber or a charged particle beam column, and acquires an image. Therefore, the obtained image quality is greatly affected by the detection system.
- various methods have been proposed so far, in which an electrode for attracting signal electrons is mounted at the tip of the detector (Patent Document 1), a conversion plate is used (Patent Document 2), and an orthogonal electromagnetic field is measured.
- the one used (Patent Document 3) and the one having an annular charged particle light receiving surface (Patent Document 4) have been proposed.
- There has also been a proposal regarding a detector mounting position in which a hole for inserting a detector is provided on the side wall at the tip of a magnetic path forming a magnetic lens Patent Document 5).
- the inventor of the present application diligently studied mounting a charged particle detector in a column that irradiates a sample with a charged particle beam, and as a result, the following knowledge was obtained.
- an SEM will be described as an example of the charged particle beam apparatus.
- the detector In order to improve the image quality of SEM images, it is necessary to efficiently acquire many signal electrons. As an effective method for that purpose, it is conceivable to arrange the detector at a position close to the source of signal electrons, that is, a position as close as possible to the sample inside the objective lens.
- various components such as electrodes, coils, and deflectors must be arranged inside the objective lens, and it is difficult to secure a sufficient space near the sample.
- An object of the present invention relates to efficiently acquiring signal electrons emitted from a sample from a position as close as possible to the sample inside the objective lens.
- the present invention includes, for example, a charged particle light-receiving surface including a scintillator that emits light by charged particles, a photodetector that detects light emitted from the scintillator, a mirror that guides light emitted from the scintillator to a photodetector, and a charged particle beam. And an objective lens for focusing on the sample, and the distance Lsm between the charged particle light receiving surface and the mirror is longer than the distance Lpm between the photodetector and the mirror.
- the present invention also provides, for example, a charged particle light receiving surface including a scintillator that emits light by charged particles, a photodetector that detects light emitted from the scintillator, a mirror that guides the light emitted from the scintillator to the photodetector, and charged particles.
- the present invention relates to the fact that there is a gap between a charged particle light receiving surface and a photodetector in a projection view that includes an objective lens for focusing a line on a sample and projects a charged particle detector onto a surface parallel to the light receiving surface of the photodetector.
- the charged particle detector can be installed in a small space inside the objective lens. Moreover, the charged particle light-receiving surface can be installed at a position closer to the sample than the photodetector.
- FIG. 1 is a schematic diagram of a charged particle beam apparatus according to a first embodiment.
- Schematic of charged particle detector unit according to Example 1 (configuration using colorless and transparent acrylic resin or quartz glass as a light guide)
- Schematic of charged particle detector section according to Example 1 (configuration using fiber optic plate)
- Schematic of charged particle detector unit according to Example 1 (configuration using an optical lens)
- Schematic diagram of the GUI screen according to the first embodiment Schematic of the charged particle beam apparatus according to the second embodiment.
- a charged particle light receiving surface including a scintillator that emits light by charged particles, a photodetector that detects light emitted from the scintillator, a mirror that guides light emitted from the scintillator to the photodetector, and a charged particle beam as a sample.
- a charged particle beam device is disclosed.
- the embodiment also includes a charged particle light receiving surface having a scintillator that emits light by charged particles, a photodetector that detects light emitted from the scintillator, a mirror that guides the light emitted from the scintillator to the photodetector, and a charged particle beam.
- a charged particle beam device in which a mirror and a photodetector are stored inside an objective lens is disclosed.
- the embodiment includes a charged particle light receiving surface including a scintillator that emits light by charged particles, a photodetector that detects light emitted from the scintillator, and a mirror that guides the light emitted from the scintillator to the photodetector.
- a charged particle detector in which the distance Lsm between the light receiving surface and the mirror is longer than the distance Lpm between the photodetector and the mirror.
- the embodiment includes a charged particle light receiving surface including a scintillator that emits light by charged particles, a photodetector that detects light emitted from the scintillator, and a mirror that guides the light emitted from the scintillator to the photodetector.
- a charged particle detector having a gap between the charged particle light receiving surface and the photodetector in a projection view in which the detector is projected onto a plane parallel to the light receiving surface of the photodetector.
- the embodiment discloses that the charged particle beam apparatus includes a signal amplification substrate that amplifies the output of the photodetector, and the signal amplification substrate is stored inside the objective lens.
- the objective lens includes a coil that generates a magnetic field for focusing the charged particle beam, and the charged particle light receiving surface is disposed between the upper surface and the lower surface of the coil with respect to the optical axis of the objective lens. It is disclosed. Furthermore, the objective lens includes a coil and a pole piece for generating a focusing magnetic field, and two or more electrodes for generating a focusing electrostatic field, and one of the electrodes and the charged particle receiving surface of the charged particle detector is a spring. It is disclosed that they are in electrical contact with each other.
- the objective lens includes a coil that generates a magnetic field for focusing the charged particle beam, and the charged particle light receiving surface is disposed closer to the sample than the coil with respect to the optical axis of the objective lens. It is disclosed. Furthermore, the objective lens includes a coil and a pole piece for generating a focusing magnetic field, and two or more electrodes for generating a focusing electrostatic field, and one of the electrodes and the charged particle receiving surface of the charged particle detector is a spring. It is disclosed that they are in electrical contact with each other. Further, it is disclosed that a light receiving surface opening for inserting a charged particle light receiving surface is provided on the side wall at the tip of the objective lens, and the charged particle light receiving surface is inserted along the light receiving surface opening.
- an optical lens opening for inserting an optical lens is provided on the side wall at the tip of the objective lens, and an optical lens for guiding light emitted from the scintillator to the mirror is inserted along the optical lens opening.
- the light receiving surface opening and the optical lens opening are the same opening.
- the embodiment discloses that a through hole is formed in the center of the charged particle light receiving surface. Furthermore, a beam tube extending through the through hole of the charged particle light receiving surface and a mesh are provided, and the inner surface of the beam tube and the charged particle light receiving surface are electrically insulated, and there is a mesh near the tip of the beam tube. Discloses that the mesh and the beam tube are in electrical contact.
- the embodiment discloses that a fiber optic plate is provided between the charged particle light receiving surface and the mirror. Further, it is disclosed that a through hole is formed in the center of the fiber optic plate. Furthermore, it discloses that a conductive thin film is applied to the surface of the fiber optic plate.
- the embodiment discloses that an optical lens is provided between the charged particle light receiving surface and the mirror. Further, it is disclosed that a through hole is formed at the center of the optical lens. Furthermore, it discloses that a conductive thin film is applied to the surface of the optical lens. Furthermore, it is disclosed that the optical lens and the mirror are arranged so that the first image surface of the charged particle light receiving surface is behind the light receiving surface of the photodetector.
- the embodiment discloses that a concave mirror is used for the mirror.
- the embodiment includes a charged particle beam column that irradiates the sample with a charged particle beam and a charged particle detector that detects the charged particle, and the charged particle detected by the charged particle detector is emitted from the sample.
- a charged particle beam device having a function of displaying the energy at the time of discharge and the direction when it is emitted. Furthermore, it discloses that it has a function of expressing the energy when emitted as a distance from the origin and the direction when emitted as an inclination.
- the embodiment discloses a GUI screen that displays the emission energy when the charged particles detected by the charged particle detector are emitted from the sample and the emission angle when emitted from the sample. Further, it is disclosed that the emission energy is expressed as a distance from the origin and the emission angle as an inclination.
- FIG. 1 is a schematic view of a charged particle beam objective lens (hereinafter referred to as an objective lens) in the present embodiment.
- an objective lens 100 includes an out lens coil 101 and a single pole lens coil 102 for generating a magnetic field for focusing a charged particle beam on a sample, and an out lens coil controller 131 for controlling each coil. And a single pole lens coil controller 132, a magnetic pole piece 103 for forming a charged particle beam focusing lens using a magnetic field generated by each coil, and deflectors 104a and 104b for deflecting the charged particle beam
- a charged particle light receiving surface 105 including a deflector controller 134 for controlling the deflector, a scintillator that converts charged particles generated when the charged particle beam is irradiated onto the sample to photons, and a charged particle light receiving surface Generated from a scintillator and a charged particle light receiving surface power supply 106 for applying a high voltage to the charged particle light receiving surface power supply 106, a charged particle light receiving surface power supply controller 136 for controlling the charged particle light receiving surface power supply Photodetector 107 for detecting photons,
- the distance Lsm between the charged particle light receiving surface 105 and the mirror 108 and the distance Lpm between the photodetector 107 and the mirror 108 are in the relationship of the following expression.
- aluminum is vapor-deposited on the charged particle light receiving surface in order to provide conductivity.
- FIGS. 2 to 4 are schematic views of the charged particle detector unit according to the present embodiment. Specifically, it is a schematic diagram showing an example of a configuration for guiding photons generated from a scintillator to a photodetector.
- FIG. 2 shows a configuration in which a colorless and transparent acrylic resin or quartz glass is used as the light guide 215a.
- the role of the mirror 208a is provided by performing aluminum vapor deposition on the upper surface of the light guide cut so that the cut surface is 20 ° to 60 ° with respect to the charged particle light receiving surface 205a. be able to.
- the photodetector 207 can be connected from the charged particle light receiving surface 205a with one component.
- FIG. 3 shows a configuration using a fiber optic plate (FOP) 216.
- the FOP is an optical device in which optical fibers are bundled.
- a taper type device can transmit an image by enlarging or reducing the image. That is, photons generated from an area wider than the light receiving surface of the photodetector 207 can be guided to the photodetector.
- the charged particles emitted from the sample spread within the objective lens, and the way of spreading varies depending on the observation conditions. Therefore, widening the substantially effective charged particle light receiving surface 205b is very important in realizing stable detection efficiency.
- FIG. 4 shows a configuration in which photons generated from the scintillator are guided to the photodetector 207 via the mirror 208c using an optical lens.
- the substantially effective charged particle light receiving surface 205c can be made wider than the light receiving surface of the photodetector, so that a wide charged particle light receiving surface and a compact detector can be compatible.
- an effective charged particle light receiving surface can be changed by adopting a configuration in which the optical lens can be driven in the optical axis direction of the objective lens. That is, the distribution of detected signal electrons can be changed. In this configuration, the first optical lens 217 and the second optical lens 218 are used.
- the number of optical lenses is not limited for the purpose of guiding photons generated from the scintillator to the photodetector.
- the optical lens can be combined with the optical axis of the objective lens so that the image of the charged particle light receiving surface is not formed on the optical axis of the objective lens.
- the lenses are combined so that the image of the charged particle light receiving surface is formed farther than the light receiving surface of the photodetector.
- one beam tube 209 passes through from the mirror to the charged particle receiving surface so that the charged particle beam is not exposed to the insulator, but it is metallized in the light guide, FOP, and optical lens.
- a surface treatment for forming a conductive film such as a treatment or a nesa treatment, the charged particle beam may not be exposed to the insulator. Further, it may be divided into a plurality of beam tubes, or the beam tube and surface treatment may be used in combination.
- a flat mirror is used, but a concave mirror may be used.
- photons generated from an area wider than the light receiving surface of the photodetector can be guided to the photodetector.
- the objective lens is not limited to the magnetic field type, and may be an electrostatic objective lens or a magnetic field electrostatic compound objective lens.
- the charged particle light receiving surface By placing the charged particle light receiving surface closer to the sample than the photodetector light receiving surface, the charged particles emitted from the sample can be detected efficiently. Therefore, an improvement in image quality of the scanning charged particle beam image can be expected. Further, since the charged particle light receiving surface is disposed on the optical axis of the objective lens 100, there is an advantage that it is easy to analyze the energy and emission angle of the detected charged particles. This makes it easy to analyze image information and leads to improved usability. Further, by storing the photodetector 107 in the objective lens, the detector unit can be gathered in a compact manner. As a result, the detector can be mounted without making a large hole in the magnetic path.
- the space near the sample is further limited. For this reason, the advantage of compacting the detector section is greater for a composite charged particle beam apparatus having a plurality of charged particle beam columns. Further, by storing the photodetector controller 137 together in the objective lens, noise generated between the photodetector 107 and the photodetector controller 137 can be reduced.
- the voltage applied to the upper beam tube 109 and the voltage applied to the charged particle light receiving surface 105 can be controlled independently.
- This is very effective in a compound objective lens equipped with both an out lens and a single pole lens. This is because, in the out-lens mode, it is better to apply a high voltage to both the beam tube and the charged particle light receiving surface, and the charged particle beam focusing action and the charged particle detection performance are improved.
- a ground potential is preferable for the beam tube from the viewpoint of focusing action, whereas a high voltage is preferably applied to the charged particle light receiving surface from the viewpoint of detection performance.
- the energy discrimination of charged particles can be performed by independently controlling the potential of the beam tube and the potential of the charged particle light receiving surface. For example, in SEM, by applying +8 kV to the charged particle light receiving surface and ⁇ 30 V to the beam tube, secondary electrons of 30 V or less can be eliminated.
- the beam tube potential does not affect the sample irradiation energy of the charged particle beam, but does affect the trajectory of the charged particles emitted from the sample. Therefore, by controlling the beam tube potential, the angular distribution of charged particles reaching the charged particle light receiving surface 105 disposed inside the beam tube can be controlled. At that time, the beam tube and the charged particle light receiving surface may be at the same potential. Also, when the energy of the charged particle beam to be irradiated is high enough to cause the scintillator to emit light and the potentials of the beam tube and the charged particle light receiving surface are controlled independently, both the energy and the angle are adjusted simultaneously. Can be discriminated.
- the beam tube voltage is appropriately adjusted between -5 kV and +3 kV to obtain a desired
- the backscattered electrons at the emission angle can be selectively detected.
- the distance from the origin represents the energy of the secondary electrons, and the direction from the origin represents the angle. Accordingly, FIG. 5 shows that secondary electrons having an energy of 30 V or less and an emission angle of 30 ° to 60 ° are detected.
- the format is not limited. For example, a distribution diagram with the horizontal axis as energy and the vertical axis as an angle may be created, or the vertical axis and the horizontal axis as coordinates of the charged particle light receiving surface, and the points color-coded by energy or angle may be plotted. Absent.
- FIG. 6 is a schematic diagram of the objective lens in the present embodiment. Hereinafter, the difference from the first embodiment will be mainly described.
- an objective lens 300 includes an out lens coil 301 and a single pole lens coil 302 for generating a magnetic field for focusing a charged particle beam on a sample, and an out lens coil controller 331 for controlling each coil. And a single pole lens coil controller 332, a magnetic pole piece 303 for forming a charged particle beam focusing lens using a magnetic field generated by each coil, and deflectors 304a and 304b for deflecting the charged particle beam A deflector controller 334 for controlling the deflector, a charged particle light receiving surface 305 having a scintillator that converts charged particles generated when a charged particle beam is irradiated onto a sample to photons, and a charged particle light receiving surface A charged particle light receiving surface power source 306 for applying a high voltage to the power source, a charged particle light receiving surface power source controller 336 for controlling the charged particle light receiving surface power source, and a scintillator are supported.
- An integrated computer 330 that controls each control device in an integrated manner, a controller (keyboard, mouse, etc.) 351 for the operator to input various instructions such as irradiation conditions and sample stage position, and a GUI screen for controlling the device
- One or more devices that display 353, device status, acquired information (including images), etc. Is provided with a spray 352, a. Note that the state of the apparatus, acquired information, and the like may be included in the GUI screen 353.
- the charged particle light receiving surface 305 and the first optical lens 317 are inserted from a hole provided at the tip of the magnetic pole piece 303 as necessary, and can be retracted when unnecessary. Furthermore, a plurality of optical lenses with different focal lengths may be mounted as the first optical lens, and both or one of the first optical lens and the second optical lens can be driven in the optical axis direction of the objective lens. It is good also as a simple structure. Thereby, the substantial effective area of the charged particle light receiving surface can be changed. That is, the distribution of detected signal electrons can be changed.
- the scintillator and the first optical lens are supported by separate support rods, the scintillator and the first optical lens may be integrated and supported by a single support rod. Moreover, it is good also as a structure which does not fix to a support rod but to put inside an objective lens as needed, and is good also as a structure fixed inside an objective lens.
- a beam tube or a mesh may be mounted, or a concave mirror may be used instead of a flat mirror.
- the objective lens is not limited to the magnetic field type, and may be an electrostatic objective lens or a magnetic field electrostatic composite objective lens.
- the distance between the charged particle light receiving surface and the sample can be reduced as compared with the configuration according to the first embodiment, signal electrons can be detected more efficiently. If the support is supported by the support rod and can be inserted or retracted, a hole will be made at the tip of the magnetic path. An objective lens is used.
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Abstract
荷電粒子線装置において、対物レンズ内部の試料に極力近い位置で、試料から放出された荷電粒子を効率良く取得する。 荷電粒子によって発光するシンチレータを備えた荷電粒子受光面（１０５）と、シンチレータから放出された光を検出するフォトディテクタ（１０７）と、シンチレータから放出された光をフォトディテクタ（１０７）に導くミラー（１０８）と、荷電粒子線を試料に集束するための対物レンズ（１００）とを備え、荷電粒子受光面（１０５）とミラー（１０８）との距離Lsm が、フォトディテクタ（１０７）とミラー（１０８）との距離Lpm よりも長く、荷電粒子受光面（１０５）、ミラー（１０８）、及びフォトディテクタ（１０７）が対物レンズ（１００）内部に格納されている。
Description
本発明は、例えば、荷電粒子線を試料に照射した際に、試料から放出または反射される荷電粒子を検出する検出粒子検出器を備えた荷電粒子線装置に関する。
ナノレベルの観察が可能な走査型電子顕微鏡（SEM）は、半導体分野や材料分野、バイオ分野など様々な分野で用いられている。SEMは、一般に試料から放出された信号電子を試料室や荷電粒子線カラム内に配置された検出器で検出し、画像を取得する。従って、得られる画質は、検出システムの影響を大きく受ける。そのため、これまでに様々な方式が提案されており、信号電子を引き寄せるための電極を検出器先端に搭載したもの（特許文献１）、変換板を用いたもの（特許文献２）、直交電磁場を用いたもの（特許文献３）、および円環状の荷電粒子受光面を備えたもの（特許文献４）などが提案されている。また、磁界レンズを作る磁路先端の側壁に、検出器挿入用の穴を設けるといった検出器搭載位置に関する提案もなされている（特許文献５）。
本願発明者が、荷電粒子線を試料に照射するカラム内に荷電粒子検出器を搭載することについて鋭意検討した結果、次の知見を得るに至った。以下、荷電粒子線装置として、SEMを例に説明する。
SEM像の画質を良くするためには、多くの信号電子を効率よく取得する必要がある。そのための有効な方法として、信号電子の発生源に近い位置、すなわち、対物レンズ内部の試料に極力近い位置に検出器を配置することが考えられる。しかし、対物レンズ内部には、電極やコイル、偏向器など様々な部品を配置しなければならず、試料近傍に十分なスペースを確保することが難しい。
本発明の目的は、対物レンズ内部の試料に極力近い位置から、試料から放出された信号電子を効率よく取得することに関する。
本発明は、例えば、荷電粒子によって発光するシンチレータを備えた荷電粒子受光面と、シンチレータから放出された光を検出するフォトディテクタと、シンチレータから放出された光をフォトディテクタに導くミラーと、荷電粒子線を試料に集束するための対物レンズとを備え、荷電粒子受光面とミラーとの距離Lsmが、フォトディテクタとミラーとの距離Lpmよりも長いことに関する。
また、本発明は、例えば、荷電粒子によって発光するシンチレータを備えた荷電粒子受光面と、シンチレータから放出された光を検出するフォトディテクタと、シンチレータから放出された光をフォトディテクタに導くミラーと、荷電粒子線を試料に集束するための対物レンズとを備え、荷電粒子検出器をフォトディテクタの受光面と平行な面に投影した投影図において、荷電粒子受光面とフォトディテクタとの間に間隙があることに関する。
本発明により、対物レンズ内部の僅かなスペースに荷電粒子検出器を設置することができる。また、フォトディテクタよりも試料に近い位置に荷電粒子受光面を設置することができる。
実施例は、荷電粒子によって発光するシンチレータを備えた荷電粒子受光面と、シンチレータから放出された光を検出するフォトディテクタと、シンチレータから放出された光をフォトディテクタに導くミラーと、荷電粒子線を試料に集束するための対物レンズとを備え、荷電粒子受光面とミラーとの距離Lsmが、フォトディテクタとミラーとの距離Lpmよりも長く、荷電粒子受光面、ミラー、およびフォトディテクタが、対物レンズ内部に格納されている荷電粒子線装置を開示する。
また、実施例は、荷電粒子によって発光するシンチレータを備えた荷電粒子受光面と、シンチレータから放出された光を検出するフォトディテクタと、シンチレータから放出された光をフォトディテクタに導くミラーと、荷電粒子線を試料に集束するための対物レンズとを備え、荷電粒子検出器をフォトディテクタの受光面と平行な面に投影した投影図において、荷電粒子受光面とフォトディテクタとの間に間隙があり、荷電粒子受光面、ミラー、およびフォトディテクタが、対物レンズ内部に格納されている荷電粒子線装置を開示する。
また、実施例は、荷電粒子によって発光するシンチレータを備えた荷電粒子受光面と、シンチレータから放出された光を検出するフォトディテクタと、シンチレータから放出された光をフォトディテクタに導くミラーとを備え、荷電粒子受光面とミラーとの距離Lsmが、フォトディテクタとミラーとの距離Lpmよりも長い荷電粒子検出器を開示する。
また、実施例は、荷電粒子によって発光するシンチレータを備えた荷電粒子受光面と、シンチレータから放出された光を検出するフォトディテクタと、シンチレータから放出された光をフォトディテクタに導くミラーとを備え、荷電粒子検出器をフォトディテクタの受光面と平行な面に投影した投影図において、荷電粒子受光面とフォトディテクタの間に間隙がある荷電粒子検出器を開示する。
また、実施例は、荷電粒子線装置が、フォトディテクタの出力を増幅する信号増幅用基板を備え、当該信号増幅用基板が対物レンズ内部に格納されていることを開示する。
また、実施例は、対物レンズが、荷電粒子線を集束させる磁場を発生させるコイルを備え、当該対物レンズの光軸に対して、荷電粒子受光面が、コイルの上面と下面の間に設置されていることを開示する。更に、対物レンズが、集束磁界を発生させるコイルおよび磁極片と、集束静電界を発生させる2つ以上の電極とを備え、電極の1つと、荷電粒子検出器の荷電粒子受光面とが、バネを介して電気的に接触していることを開示する。
また、実施例は、対物レンズが、荷電粒子線を集束させる磁場を発生させるコイルを備え、当該対物レンズの光軸に対して、荷電粒子受光面が、コイルよりも試料に近い位置に設置されていることを開示する。更に、対物レンズが、集束磁界を発生させるコイルおよび磁極片と、集束静電界を発生させる2つ以上の電極とを備え、電極の1つと、荷電粒子検出器の荷電粒子受光面とが、バネを介して電気的に接触していることを開示する。更に、対物レンズの先端の側壁に荷電粒子受光面挿入用の受光面用開口が設けてあり、受光面用開口に沿って、荷電粒子受光面が挿入されることを開示する。更に、対物レンズの先端の側壁に光学レンズ挿入用の光学レンズ用開口が設けてあり、光学レンズ用開口に沿って、シンチレータから放出された光をミラーに導く光学レンズが挿入されることを開示する。更に、受光面用開口と光学レンズ用開口が同一の開口であることを開示する。
また、実施例は、荷電粒子受光面の中心に貫通穴があいていることを開示する。更に、荷電粒子受光面の貫通穴を通って伸びるビーム管と、メッシュとを備え、ビーム管の内面と荷電粒子受光面との間が電気的に絶縁され、ビーム管の先端近傍にメッシュがあり、当該メッシュとビーム管とが電気的に接触していることを開示する。
また、実施例は、荷電粒子受光面とミラーの間にファイバーオプティクプレートが備えられていることを開示する。更に、ファイバーオプティクプレートの中心に貫通穴があいていることを開示する。更に、ファイバーオプティクプレートの表面に導電性薄膜が施されていることを開示する。
また、実施例は、荷電粒子受光面とミラーの間に光学レンズが備えられていることを開示する。更に、光学レンズの中心に貫通穴があいていることを開示する。更に、光学レンズの表面に導電性薄膜が施されていることを開示する。更に、荷電粒子受光面の最初の像面が、フォトディテクタの受光面よりも後方にくるように、光学レンズおよびミラーが配置されていることを開示する。
また、実施例は、ミラーに凹面鏡が用いられていることを開示する。
また、実施例は、荷電粒子線を試料に照射する荷電粒子線カラムと、荷電粒子を検出する荷電粒子検出器と、を備え、荷電粒子検出器によって検出される荷電粒子が、試料から放出されたときのエネルギーと、放出されたときの方向とを表示する機能を備える荷電粒子線装置を開示する。更に、放出されたときのエネルギーを原点からの距離と、放出されたときの方向を傾きとして表す機能を備えることを開示する。
また、実施例は、荷電粒子検出器によって検出される荷電粒子に関して、試料から放出されたときの放出エネルギーと、試料から放出されたときの放出角度とを表示するGUI画面を開示する。更に、放出エネルギーを原点からの距離と、放出角度を傾きとして表すことを開示する。
以下、上記およびその他の本発明の新規な特徴と効果について図面を参酌して説明する。尚、図面は専ら発明の理解のために用いるものであり、権利範囲を減縮するものではない。
図１は、本実施例における荷電粒子線用対物レンズ（以下、対物レンズと呼ぶ）の概略図である。
図１において、対物レンズ100は、荷電粒子線を試料に集束するための磁界を発生させるアウトレンズ用コイル101およびシングルポールレンズ用コイル102と、各々のコイルを制御するアウトレンズ用コイル制御器131およびシングルポールレンズ用コイル制御器132と、各々のコイルによって発生した磁界を用いて荷電粒子線集束用レンズを形成するための磁極片103と、荷電粒子線を偏向するための偏向器104a, 104bと、偏向器を制御するための偏向器制御器134と、荷電粒子線を試料に照射した際に発生する荷電粒子をフォトンに変換するシンチレータを備えた荷電粒子受光面105と、荷電粒子受光面に高電圧を印加するための荷電粒子受光面用電源106と、荷電粒子受光面用電源を制御する荷電粒子受光面用電源制御器136と、シンチレータから発生したフォトンを検出するフォトディテクタ107と、フォトディテクタを制御するフォトディテクタ制御器137と、フォトンをフォトディテクタに導くミラー108と、電子が通過する上部ビーム管109および下部ビーム管110と、上部ビーム管に高電圧を印加するビーム管用電源111と、ビーム管用電源を制御するビーム管用電源制御器141と、上部ビーム管と同電位のメッシュ112と、上部ビーム管と下部ビーム管を電気的に接触させるためのバネ113と、前記各々の制御装置を統合的に制御する統合コンピュータ130と、オペレータが照射条件等や試料ステージの位置といった各種指示等を入力するコントローラ（キーボード、マウスなど）151と、装置をコントロールするためのGUI画面153や装置の状態、取得した情報（画像を含む）等を表示する1つまたは複数のディスプレイ152と、を備えている。尚、装置の状態や取得した情報等は、GUI画面153に含まれてもよい。
尚、荷電粒子受光面105とミラー108の距離Lsmとフォトディテクタ107とミラー108の距離Lpmは、次式の関係にある。
Lsm ≧ Lpm ・・・（１）
すなわち、フォトディテクタ受光面に対して平行な面に荷電粒子受光面105を投影した場合、フォトディテクタと荷電粒子受光面の間に間隙が存在する。
すなわち、フォトディテクタ受光面に対して平行な面に荷電粒子受光面105を投影した場合、フォトディテクタと荷電粒子受光面の間に間隙が存在する。
尚、荷電粒子受光面には、導電性を持たせるためにアルミニウムが蒸着されている。
図２～図４は、本実施例にかかる荷電粒子検出器部の概略図である。具体的には、シンチレータから発生したフォトンをフォトディテクタに導く構成の一例を示す概略図である。
図２は、無色透明なアクリル樹脂や石英ガラスをライトガイド215aとして用いる構成を示している。荷電粒子受光面205aに対して切断面が20°～60°となるように切断されたライトガイド上面にアルミニウム蒸着などを行うことで、ライトガイドとしての機能に加え、ミラー208aの役割も持たせることができる。また、ミラー208aからフォトディテクタ207までの経路も同一のライトガイドで製作すれば、1つの部品で荷電粒子受光面205aからフォトディテクタ207を繋ぐことができる。
図３は、ファイバーオプティクプレート（FOP）216を用いる構成を示している。FOPは、光ファイバーを束ねた光学デバイスであり、図３のようにテーパタイプのものは像を拡大縮小して伝達することができる。すなわち、フォトディテクタ207の受光面よりも広い領域から発生したフォトンをフォトディテクタに導くことができる。試料から放出される荷電粒子は、対物レンズ内で広がり、かつ、その広がり方は、観察条件によって変化する。そのため、実質的に有効な荷電粒子受光面205bを広げることは、安定した検出効率を実現する上で非常に重要である。その一方で、上述したように対物レンズ内部は、レンズ用コイルや偏向器など配置しなければならない部品が多く、各パーツは可能限りコンパクトに構成することが望まれる。FOPを用いることで、広い荷電粒子受光面とコンパクトな検出器を両立することが可能となる。尚、FOPからフォトディテクタまでは、図２同様、ミラー208bを有するライトガイド215bを用いている。
図４は、光学レンズを用いて、シンチレータから発生したフォトンをミラー208cを介してフォトディテクタ207に導く構成を示している。FOP同様、実質的に有効な荷電粒子受光面205cをフォトディテクタの受光面よりも広げることができ、広い荷電粒子受光面とコンパクトな検出器を両立できる。また、光学レンズを用いる場合には、光学レンズを対物レンズの光軸方向に駆動可能な構成とすることで、有効な荷電粒子受光面を変化させることができる。すなわち、検出される信号電子の分布を変化させることができる。尚、本構成では、第1の光学レンズ217と第2の光学レンズ218を用いているが、シンチレータから発生したフォトンをフォトディテクタに導く目的において、光学レンズの枚数は問わない。また、光学レンズは、荷電粒子受光面の像が対物レンズの光軸上に形成されないように組み合わせる方が、ビーム管209によるフォトンの損失を低減することができる。好ましくは、荷電粒子受光面の像が、フォトディテクタの受光面よりも遠くに形成されるようにレンズを組み合わせるのがよい。
さらに、図２～図４は、荷電粒子線が絶縁物に晒されないように、ミラーから荷電粒子受光面まで1本のビーム管209が貫通しているが、ライトガイド、FOP、光学レンズにメタライズ処理やネサ処理といった導電膜を形成する表面処理施すことで、荷電粒子線が絶縁物に晒されないようにしても構わない。また、複数のビーム管に分割してもよいし、ビーム管と表面処理を併用しても構わない。
また、本実施例では、平坦なミラーを用いたが、凹面鏡を用いてもよい。その場合、FOPや光学レンズ同様、フォトディテクタの受光面よりも広い領域から発生したフォトンをフォトディテクタに導くことができる。
また、対物レンズは、磁場型に限られず、静電型の対物レンズであってもよいし、磁場静電複合対物レンズであってもよい。
本実施例にかかる構成の技術的効果は、次のとおりである。
まず、フォトディテクタ受光面よりも試料に近い位置に、荷電粒子受光面を配置することで、試料から放出される荷電粒子を効率よく検出することができる。そのため、走査荷電粒子線像の像質向上が期待できる。また、荷電粒子受光面が、対物レンズ100の光軸上に配置されているため、検出される荷電粒子のエネルギーや放出角度を解析し易いという利点がある。この点は、像情報の解析を容易にし、ユーザビリティの向上につながる。また、フォトディテクタ107を対物レンズ内部に格納することで、検出器部をコンパクトに纏めることができる。その結果、磁路に大きな穴をあけることなく、検出器を搭載することが可能となる。また、集束イオンビーム（FIB）装置とSEMを1つの試料室に搭載したFIB-SEM装置では、2つの荷電粒子線カラムを搭載しているため、より一層試料近傍のスペースが制限される。そのため、検出器部をコンパクトに纏める利点は、荷電粒子線カラムを複数備える複合荷電粒子線装置ほど大きい。さらに、フォトディテクタ制御器137も合わせて対物レンズ内部に格納することで、フォトディテクタ107とフォトディテクタ制御器137間で発生するノイズを低減することができる。
次に、荷電粒子受光面105の下方に上部ビーム管109と同電位のメッシュ112を配置することで、上部ビーム管109に印加する電圧と荷電粒子受光面105に印加する電圧を独立に制御できる。この点は、アウトレンズとシングルポールレンズの両方を搭載した複合対物レンズにおいて非常に有効である。何故なら、アウトレンズモードでは、ビーム管および荷電粒子受光面共に高電圧を印加する方が、荷電粒子線の集束作用および荷電粒子の検出性能ともに良くなるが、シングルレンズモードでは、荷電粒子線の集束作用の観点からビーム管は接地電位の方が好ましいのに対し、検出性能の観点から荷電粒子受光面は高電圧を印加した方が好ましいためである。また、ビーム管の電位と荷電粒子受光面の電位を独立に制御することで、荷電粒子のエネルギー弁別を行うこともできる。例えば、SEMにおいて、荷電粒子受光面に+8kV、ビーム管に-30Vを印加することで、30V以下の二次電子を排除することができる。
また、ビーム管電位は、荷電粒子線の試料照射エネルギーに影響を及ぼすことはないが、試料から放出される荷電粒子の軌道には影響を及ぼす。したがって、ビーム管電位を制御することで、ビーム管内部に配置された荷電粒子受光面105に到達する荷電粒子の角度分布を制御することができる。その際、ビーム管と荷電粒子受光面は同電位でも構わない。また、照射する荷電粒子線のエネルギーが、シンチレータを発光させるのに十分な程度に高く、かつ、ビーム管と荷電粒子受光面の電位を独立に制御する場合には、エネルギーおよび角度の両方を同時に弁別することができる。例えば、SEMにおいて、試料に照射する電子線のエネルギーを+5kV、荷電粒子受光面の電圧を+3kVした場合、ビーム管の電圧を-5ｋＶから+3kVの間で適宜調整することで、所望の放出角度の後方散乱電子を選択的に検出することができる。これらの利点は、角度弁別には適さない直交電磁場を用いた系よりも優れた点である。また、エネルギーおよび角度弁別を行う際、図５に示すようなGUI画面があると直感的に理解しやすく便利である。図５は、角度弁別を行うモード（ビーム管と荷電粒子受光面を同電位で駆動するモード）を選択し、検出される二次電子のエネルギーおよび角度分布を表示した場合の例である。検出される信号の分布図（Signal Map）は、原点からの距離が二次電子のエネルギー、原点からの方向が角度を表す。従って、図５は、エネルギー30V以下、放出角度30°～60°の二次電子が検出されることを示している。尚、検出される信号の分布図を視覚的に分かり易く表示する目的において、形式は問わない。例えば、横軸をエネルギー、縦軸を角度とした分布図を作成してもよいし、縦軸と横軸を荷電粒子受光面の座標とし、エネルギーまたは角度で色分けした点をプロットしても構わない。
次に、上部ビーム管109と下部ビーム管110を電気的に接触させる方法について考える。上部ビーム管と下部ビーム管を電気的に確実に接触させるためには、上部ビーム管に下部ビーム管をネジ等で直接固定するか、上部ビーム管と下部ビーム管をケーブル等で連結する必要がある。前者は、一度連結しても着脱が比較的容易とのメリットがある。後者は、上部ビーム管と下部ビーム管に固定ネジを配置するためなどのスペースを確保する必要がないというメリットがある。また、バネ接触の場合には、バネの柔軟性により上部ビーム管と下部ビーム管の寸法公差を吸収するため、個々に固定することができる。その結果、検出器部を独立したユニットとして取り扱うことが可能となる。これは、メンテナンス性の向上につながる。
図６は、本実施例における対物レンズの概略図である。以下、実施例１との相違点を中心に説明する。
図６において、対物レンズ300は、荷電粒子線を試料に集束するための磁界を発生させるアウトレンズ用コイル301およびシングルポールレンズ用コイル302と、各々のコイルを制御するアウトレンズ用コイル制御器331およびシングルポールレンズ用コイル制御器332と、各々のコイルによって発生した磁界を用いて荷電粒子線集束用レンズを形成するための磁極片303と、荷電粒子線を偏向するための偏向器304a, 304bと、偏向器を制御するための偏向器制御器334と、荷電粒子線を試料に照射した際に発生する荷電粒子をフォトンに変換するシンチレータを備えた荷電粒子受光面305と、荷電粒子受光面に高電圧を印加するための荷電粒子受光面用電源306と、荷電粒子受光面用電源を制御する荷電粒子受光面用電源制御器336と、シンチレータを支持するためのシンチレータ支持棒319と、シンチレータ支持棒を制御するシンチレータ支持棒制御器349と、シンチレータから発生したフォトンを検出するフォトディテクタ307と、フォトディテクタを制御するフォトディテクタ制御器337と、フォトンをフォトディテクタに導く第1の光学レンズ317と、第1の光学レンズを支持する光学レンズ支持棒320と、光学レンズ支持棒を制御する光学レンズ支持棒制御器350と、第2の光学レンズ318とミラー308と、前記各々の制御装置を統合的に制御する統合コンピュータ330と、オペレータが照射条件等や試料ステージの位置といった各種指示等を入力するコントローラ（キーボード、マウスなど）351と、装置をコントロールするためのGUI画面353や装置の状態、取得した情報（画像を含む）等を表示する1つまたは複数のディスプレイ352と、を備えている。尚、装置の状態や取得した情報等は、GUI画面353に含まれてもよい。
尚、荷電粒子受光面305と第1の光学レンズ317は、必要に応じて磁極片303の先端に設けられた穴から挿入され、不要なときは待避させることができる。さらに、第1の光学レンズとして、焦点距離の異なる複数の光学レンズを搭載しても構わないし、第1の光学レンズと第2の光学レンズの両方または片方を対物レンズの光軸方向に駆動可能な構成としてもよい。これにより、荷電粒子受光面の実質的な有効面積を変化させることができる。すなわち、検出される信号電子の分布を変化させることができる。
また、本実施例では、挿入や待避は、制御器を用いて行うことを想定しているが、手動で行う構成としてもよい。また、シンチレータと第1の光学レンズを別々の支持棒に支持しているが、シンチレータと第1の光学レンズを一体とし、一つの支持棒に支持しても構わない。また、支持棒に固定せず、必要に応じて対物レンズ内部に置いてくる構成としてもよいし、対物レンズ内部に固定する構成としてもよい。
また、本実施例においても、実施例１と同様、ビーム管やメッシュを搭載してもよいし、平坦なミラーの代わりに、凹面鏡を用いてもよい。また、対物レンズは、磁場型に限られず、静電型の対物レンズであってもよいし、磁場静電複合対物レンズであってもよい。
本実施例にかかる構成の技術的効果は、次のとおりである。
実施例１にかかる構成よりも、荷電粒子受光面と試料距離を縮めることができるため、より効率よく信号電子を検出することができる。尚、支持棒に支持し、挿入や待避を行える構成とする場合には、磁路先端に穴をあけることになるため、磁路先端に穴があいても磁界レンズに及ぼす影響が小さい構造の対物レンズとする。
100, 300：対物レンズ
101, 301：アウトレンズ用コイル
102, 302：シングルポールレンズ用コイル
103, 303：磁極片
104a, 104b, 304a, 304b：偏向器
105, 205a, 205b, 205c, 305：荷電粒子受光面
106, 306：荷電粒子受光面用電源
107, 207, 307：フォトディテクタ
108, 208a, 208b, 208c, 308：ミラー
109：上部ビーム管
110：下部ビーム管
111：ビーム管用電源
112：メッシュ
113：バネ
130, 330：統合コンピュータ
131, 331：アウトレンズ用コイル制御器
132, 332：シングルポールレンズ用コイル制御器
134, 334：偏向器制御器
136, 336：荷電粒子受光面用電源制御器
137, 337：フォトディテクタ制御器
141：ビーム管用電源制御器
151, 351：コントローラ（キーボード、マウスなど）
152, 352：ディスプレイ
153, 353：GUI画面
209：ビーム管
215a, 215b：ライトガイド
216：ファイバーオプティクプレート（FOP）
217, 317：第1の光学レンズ
218, 318：第2の光学レンズ
319：シンチレータ支持棒
320：光学レンズ支持棒
349：シンチレータ支持棒制御器
350：光学レンズ支持棒制御器
101, 301：アウトレンズ用コイル
102, 302：シングルポールレンズ用コイル
103, 303：磁極片
104a, 104b, 304a, 304b：偏向器
105, 205a, 205b, 205c, 305：荷電粒子受光面
106, 306：荷電粒子受光面用電源
107, 207, 307：フォトディテクタ
108, 208a, 208b, 208c, 308：ミラー
109：上部ビーム管
110：下部ビーム管
111：ビーム管用電源
112：メッシュ
113：バネ
130, 330：統合コンピュータ
131, 331：アウトレンズ用コイル制御器
132, 332：シングルポールレンズ用コイル制御器
134, 334：偏向器制御器
136, 336：荷電粒子受光面用電源制御器
137, 337：フォトディテクタ制御器
141：ビーム管用電源制御器
151, 351：コントローラ（キーボード、マウスなど）
152, 352：ディスプレイ
153, 353：GUI画面
209：ビーム管
215a, 215b：ライトガイド
216：ファイバーオプティクプレート（FOP）
217, 317：第1の光学レンズ
218, 318：第2の光学レンズ
319：シンチレータ支持棒
320：光学レンズ支持棒
349：シンチレータ支持棒制御器
350：光学レンズ支持棒制御器
Claims (20)
- 荷電粒子によって発光するシンチレータを備えた荷電粒子受光面と、シンチレータから放出された光を検出するフォトディテクタと、シンチレータから放出された光を前記フォトディテクタに導くミラーと、荷電粒子線を試料に集束するための対物レンズとを備え、
前記荷電粒子受光面と前記ミラーとの距離Lsmが、前記フォトディテクタと前記ミラーとの距離Lpmよりも長く、
前記荷電粒子受光面、前記ミラー、および前記フォトディテクタが、前記対物レンズ内部に格納されている荷電粒子線装置。 - 荷電粒子によって発光するシンチレータを備えた荷電粒子受光面と、シンチレータから放出された光を検出するフォトディテクタと、シンチレータから放出された光を前記フォトディテクタに導くミラーと、荷電粒子線を試料に集束するための対物レンズとを備え、
前記荷電粒子検出器を前記フォトディテクタの受光面と平行な面に投影した投影図において、前記荷電粒子受光面と前記フォトディテクタとの間に間隙があり、
前記荷電粒子受光面、前記ミラー、および前記フォトディテクタが、前記対物レンズ内部に格納されている荷電粒子線装置。 - 請求項１または２のいずれかに記載の荷電粒子線装置において、
前記フォトディテクタの出力を増幅する信号増幅用基板を備え、当該信号増幅用基板が前記対物レンズ内部に格納されていることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項１または２のいずれかに記載の荷電粒子線装置において、
前記対物レンズが、荷電粒子線を集束させる磁場を発生させるコイルを備え、
当該対物レンズの光軸に対して、前記荷電粒子受光面が、前記コイルの上面と下面の間に設置されていることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項４に記載の荷電粒子線装置において、
前記対物レンズが、集束磁界を発生させるコイルおよび磁極片と、集束静電界を発生させる2つ以上の電極とを備え、
前記電極の1つと、前記荷電粒子検出器の荷電粒子受光面とが、バネを介して電気的に接触していることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項１または２のいずれかに記載の荷電粒子線装置において、
前記対物レンズが、荷電粒子線を集束させる磁場を発生させるコイルを備え、
当該対物レンズの光軸に対して、前記荷電粒子受光面が、前記コイルよりも試料に近い位置に設置されていることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項６に記載の荷電粒子線装置において、
前記対物レンズが、集束磁界を発生させるコイルおよび磁極片と、集束静電界を発生させる2つ以上の電極とを備え、
前記電極の1つと、前記荷電粒子検出器の荷電粒子受光面とが、バネを介して電気的に接触していることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項１または２のいずれかに記載の荷電粒子線装置において、
前記荷電粒子受光面の中心に貫通穴があいていることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項８に記載の荷電粒子線装置において、
前記荷電粒子受光面の貫通穴を通って伸びるビーム管と、メッシュとを備え、
前記ビーム管の内面と前記荷電粒子受光面との間が電気的に絶縁され、前記ビーム管の先端近傍に前記メッシュがあり、当該メッシュと前記ビーム管とが電気的に接触していることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項１または２のいずれかに記載の荷電粒子線装置において、
前記荷電粒子受光面と前記ミラーの間にファイバーオプティクプレートが備えられていることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項１０に記載の荷電粒子線装置において、
前記ファイバーオプティクプレートの中心に貫通穴があい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、
前記ファイバーオプティクプレートの表面に導電性薄膜が施されていることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項１または２のいずれかに記載の荷電粒子線装置において、
前記荷電粒子受光面と前記ミラーの間に光学レンズが備えられていることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項１３に記載の荷電粒子線装置において、
前記光学レンズの中心に貫通穴があいていることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項１４に記載の荷電粒子線装置において、
前記光学レンズの表面に導電性薄膜が施されていることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項１３に記載の荷電粒子線装置において、
前記荷電粒子受光面の最初の像面が、前記フォトディテクタの受光面よりも後方にくるように、前記光学レンズおよび前記ミラーが配置されていることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項１または２のいずれかに記載の荷電粒子線装置において、
前記ミラーに凹面鏡が用いられていることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項６に記載の荷電粒子線装置において、
前記対物レンズの先端の側壁に前記荷電粒子受光面挿入用の受光面用開口が設けてあり、前記受光面用開口に沿って、前記荷電粒子受光面が挿入されることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項１８に記載の荷電粒子線装置において、
前記対物レンズの先端の側壁に光学レンズ挿入用の光学レンズ用開口が設けてあり、前記光学レンズ用開口に沿って、前記シンチレータから放出された光を前記ミラーに導く光学レンズが挿入されることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項１９に記載の荷電粒子線装置において、
前記受光面用開口と前記光学レンズ用開口が同一の開口であることを特徴とする荷電粒子線装置。
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|---|---|---|---|---|
| JPH10134754A (ja) * | 1996-11-05 | 1998-05-22 | Jeol Ltd | 走査電子顕微鏡 |
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|---|---|---|---|---|
| JPH10134754A (ja) * | 1996-11-05 | 1998-05-22 | Jeol Ltd | 走査電子顕微鏡 |
| JP2002042713A (ja) * | 2000-07-28 | 2002-02-08 | Jeol Ltd | 対物レンズ内検出器を備えた走査電子顕微鏡 |
| JP2004259469A (ja) * | 2003-02-24 | 2004-09-16 | Shimadzu Corp | 走査型電子顕微鏡 |
| JP2012230902A (ja) * | 2011-04-26 | 2012-11-22 | Fei Co | 粒子光学鏡筒用の鏡筒内検出器 |
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