帶電粒子線裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及帶電粒子線裝置。
【背景技術】
[0002]在掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、離子顯微鏡、半導體檢查裝置等的帶電粒子線裝置中，在高真空環境下將產生的帶電粒子線照射至試樣，通過檢測出由試樣反射的電子、透射試樣的電子或者從試樣發射的二次電子等來取得試樣的觀察圖像。
[0003]作為帶電粒子線裝置的代表的例子，有掃描型電子顯微鏡(SEM:ScanningElectron Microscope)。掃描型電子顯微鏡具備由電場發射型或熱電場發射型的電子源構成的電子槍，對從電子槍發射的電子射線進行加速，通過電子透鏡而做成較細的電子線。在掃描型電子顯微鏡中，將該電子線作為一次電子線而使用掃描偏向器在試樣上進行掃描，檢測出得到的二次電子或反射電子來得到圖像。作為電子源的材料，在通用SEM的情況下，使用鎢。另外，在半導體觀察用的電子源存在使鎢中含有氧化鋯的情況。
[0004]為了從上述電子源長時間地發射良好的電子線，需要將電子源周圍保持為高真空(10 7?10 8Pa)。因此，以往采用對電子槍周圍以離子栗進行強制排氣的方法。存在通過進一步內置有非蒸發吸氣栗來得到更高的真空度的帶電粒子線裝置(例如，專利文獻I)。
[0005]現有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開2009 - 4112號公報

【發明內容】

[0008]發明所要解決的課題
[0009]本申請發明人對利用非蒸發吸氣栗進行真空排氣的真空室的大氣開放進行伸入研究的結果，得到如下的認識。
[0010]非蒸發型吸氣栗通常作為吸氣材料使用以鋯(Zr)為主體的多孔質合金。真空中殘存的活性氣體在吸氣材料的表面被分解，與吸氣材料形成氧化物、氮化物、碳化物從而進行化學地吸附。隨著吸氣材料的表面的吸附氣體飽和，吸附速度降低，但對吸氣材料進行加熱，促進吸附氣體成分向吸氣材料內部的擴散(稱為活性化)，由此吸氣材料表面變得清潔，從而能夠進行更多的吸附。
[0011]就非蒸發型吸氣而言，使鋯以及其它的金屬材料溶解而做成合金，在將得到的合金粉碎后，沖壓成規定的形狀而做成吸氣材料。因此，發現如下可能，在打開漏泄閥將真空室大氣開放時，若在空氣流入真空室的流道上存在非蒸發吸氣栗，則吸氣材料的一部分因空氣流而作為微粒子飛散，在真空室內部微粒子飛散。在微粒子在真空室內部飛散而附著于施加有高電壓的電極的情況下，有可能在電子發射時放電，而使電子源破損。
[0012]本發明的目的在于防止非蒸發吸氣栗的微粒子在真空室內飛散。
[0013]用于解決課題的方法
[0014]為了解決上述課題，例如采用權利要求所記載的結構。本申請含有多種解決上述課題的方法，作為其中一個例子，提供具備將從帶電粒子源(電子源、離子源等)發射的帶電粒子線入射至試樣上的帶電粒子光學系統、用于對上述帶電粒子光學系統進行排氣的真空排氣結構的帶電粒子線裝置。上述真空排氣結構具備:設置有上述帶電粒子源的真空室(電子槍室、離子槍室等)；與上述真空室連接的真空配管；經由上述真空配管而連接，并對上述真空室內進行排氣的主真空栗；設置于上述真空配管的上述真空室與上述主真空栗之間的位置的非蒸發吸氣栗；以及連接于上述真空配管的上述真空室與上述非蒸發吸氣栗之間的位置的粗排氣口，該粗排氣口具備打開關閉上述粗排氣口的粗排氣用閥和用于將上述真空室進行大氣開放的漏泄閥。
[0015]另外，作為其它的例子，上述真空排氣結構具備:設置有上述帶電粒子源的真空室；與上述真空室連接的真空配管；經由上述真空配管而連接，并對上述真空室內進行排氣的主真空栗；設置于上述真空配管的上述真空室與上述主真空栗之間的位置的非蒸發吸氣栗；以及連接于上述真空室的粗排氣口，該粗排氣口具備打開關閉上述粗排氣口的粗排氣用閥和用于將上述真空室進行大氣開放的漏泄閥。
[0016]另外，作為其它的例子，上述真空排氣結構具備:設置有上述帶電粒子源的真空室；與上述真空室連接的真空配管；經由上述真空配管而連接，并對上述真空室內進行排氣的主真空栗；設置于上述真空配管的上述真空室與上述主真空栗之間的位置的非蒸發吸氣栗；連接于上述真空配管的上述主真空栗與上述非蒸發吸氣栗之間的位置的粗排氣口，該粗排氣口具備打開關閉上述粗排氣口的粗排氣用閥和用于將上述真空室進行大氣開放的漏泄閥；以及設置于上述粗排氣口與上述真空配管的連接位置的空氣導入引導件，上述空氣導入引導件的導入口相比上述非蒸發吸氣栗延伸至上述真空室側。
[0017]發明的效果
[0018]根據本發明，即使大氣開放，非蒸發吸氣栗的微粒子向主真空栗的方向飛散、被主真空栗暫時捕捉的微粒子在大氣開放后的真空排氣時向真空室的方向再次飛散的可能性也較小，因此能夠防止微粒子向真空室內飛散。
[0019]與本發明相關的其它的特征將根據本說明書的記述、附圖而變得明確。另外，上述以外的課題、結構以及效果通過以下的實施例的說明將變得明確。
【附圖說明】
[0020]圖1是應用本發明的一實施例的掃描電子顯微鏡的概要結構圖。
[0021]圖2是表示第一實施例的真空排氣結構的圖。
[0022]圖3是說明第一實施例的評價實驗的圖。
[0023]圖4是說明比較例的評價實驗的圖。
[0024]圖5是表示第二實施例的真空排氣結構的圖。
[0025]圖6是表示第三實施例的真空排氣結構的圖。
【具體實施方式】
[0026]以下，參照附圖對本發明的實施例進行說明。此外，附圖表示符合本發明的原理的具體的實施例，它們是為了本發明的理解，而不是為了用于對本發明進行限定地解釋。
[0027]帶電粒子線裝置是將電子、陽離子等帶有電荷的粒子(帶電粒子)在電場中加速并照射至試樣的裝置。帶電粒子線裝置利用試樣與帶電粒子的相互作用，來進行試樣的觀察、分析、加工等。本發明能夠應用于掃描電子顯微鏡、掃描透射電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、離子顯微鏡、聚焦離子線裝置、它們與試樣加工裝置的復合裝置、或是應用它們的解析檢查裝置。
[0028]以下，作為帶電粒子線裝置的一個例子，對掃描電子顯微鏡(SEM)進行說明。圖1是應用本發明的一實施例的掃描電子顯微鏡的概要結構圖。掃描電子顯微鏡具備將從電子源發射的電子線照射至試樣上的電子光學系統和用于對電子光學系統進行排氣的真空排氣結構。
[0029]電子顯微鏡中，從鏡體I內的電子源4照射的一次電子射線2照射至試樣3，將由此產生的二次電子射線由檢測器檢測，來進行試樣3的觀察。
[0030]鏡體I包含電子源4、對一次電子射線2進行偏向的偏向器、將一次電子射線2聚焦在試樣3上的物鏡13、以及多個縫隙(例如，縫隙電極31)等。此外，鏡體I既可以除此以外包含透鏡或電極、檢測器，也可以是一部分與上述不同，電子光學系統的結構并不限于此。
[0031]電子源4使用使< 310 >晶向的單結晶鎢線的前端尖銳化的部件。電子源4固定于鎢絲5的前端，并設置在真空室6中。真空室6由主真空栗20和輔助真空栗23 (非蒸發吸氣栗)排氣，保持在1X10 8Pa以下，特別是保持在1X10 9Pa以下。通過輔助真空栗23暫時由加熱部24加熱，即便之后變為常溫也繼續進行排氣。
[0032]真空室6經由引出電極11的中心的細孔(光闌)而與第一中間室7連接。再有，第一中間室7經由加速電極12的光闌而與第二中間室8連接。該第二中間室8更上部的結構通常用作FE電子槍。第二中間室8經由物鏡13的光闌而與試樣室9連接。第一中間室7由離子栗21排氣，第二中間室8由離子栗22排氣，試樣室9由渦輪分子栗25排氣。因此，本實施例是將多個真空室經由開口而結合的差動排氣結構。
[0033]首先，將電子源4由溢流電源16進行溢流(對電子源4進行短時間加熱的操作)直到成為在表面沒有吸附層的狀態。之后，在電子源4與引出電極11之間由高壓電源33施加引出電壓，從電子源4發射電子射線2。
[0034]電子射線2被在電子源4與加速電極12之間由高壓電源33施加的加速電壓加速，并到達第二中間室8。將電子射線2通過設置于縫隙電極31的光闌而取出外周部，從而來決定使用的電子射線2的發射角。另外，在縫隙電極31連接電流檢測部15，由此來監控發射電流的變化。發射電流的監控也能夠替換為由電流檢測部15檢測從電子源4發射的全電流。
[0035]之后，電子射線2被物鏡13聚焦，并照射至設置在試樣臺26上的試樣3。而且，由發射電子檢測部32檢測從試樣3發射的電子，通過控制器17進行處理來取得觀察圖像。取得的觀察像通過操作器19的操作而顯示于顯示器18。
[0036]此外，使用裝置前或數月一次的維修保養時進行由電子槍加熱部30對真空室6進行加熱的烘烤操作。通過進行烘烤使得從真空室6的壁面發射的氣體耗盡，能夠在穩定狀態下將真空室6保持在IXlO8Pa以下的壓力。烘烤也在第一中間室7和第二中間室8中進行。烘烤時，打開粗排氣閥27、粗排氣閥28、粗排氣閥29，同時使用離子栗21、離子栗22、禍輪分子栗25來進行排氣。
[0037]以下使用圖來進行說明，但本實施例中，形成兼用粗排氣口以及大氣泄露用排氣口的結構。具備粗排氣閥27的粗排氣口分岔為兩個，在分岔的一方的部分結合粗排氣用栗，在分岔的另一方的部分設置漏泄閥。大氣開放通過打開粗排氣閥27以及漏泄閥來進行。
[0038][第一實施例]
[0039]圖2是表