帶電粒子束裝置、帶電粒子束裝置的控制方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種帶電粒子束裝置。
【背景技術】
[0002]掃描電子顯微鏡等帶電粒子束裝置使用帶電粒子檢測器檢測通過對試樣照射初級帶電粒子束而發射的次級帶電粒子，并使初級帶電粒子束的照射位置與檢測到的信號相對應，由此能夠以高倍率獲取試樣的觀察圖像。
[0003]在次級帶電粒子中主要有次級電子和反射電子。掃描電子顯微鏡有時在物鏡與試樣之間具備用于檢測反射電子的反射電子檢測器。反射電子檢測器具備用于檢測反射電子的反射電子檢測元件。
[0004]以下專利文獻I所記載的帶電粒子束裝置具備反射電子檢測器，該反射電子檢測器具備兩個以上的圓環狀的反射電子檢測元件，并具有各自獨立的放大器。在專利文獻I中，通過選擇該反射電子檢測器所具備的反射電子檢測元件中的配置于內周側的反射電子檢測元件獲取組成圖像，通過選擇配置于外周側的檢測元件獲取凹凸圖像。
[0005]現有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻I:日本特開平7-65775號公報

【發明內容】

[0008]發明要解決的課題
[0009]本申請的發明人通過對使用反射電子檢測器獲取目的圖像進行認真研究，結果得到了以下見解。
[0010]在上述專利文獻I的帶電粒子束裝置中，為了適當地獲取組成圖像、凹凸圖像，研究了反射電子檢測元件的大小、形狀、試樣與反射電子檢測元件之間的位置關系、試樣周圍的真空狀態等，需要選擇并使用最佳的反射電子檢測元件。
[0011]然而，帶電粒子束裝置的操作員難以根據該帶電粒子束裝置所具備的反射電子檢測元件的大小、形狀、試樣與反射電子檢測元件之間的位置關系、試樣周圍的真空狀態等，選擇最佳的反射電子檢測元件。元件的分割數量越增加，選擇變得越難。操作員為了判斷應選擇哪個反射電子檢測元件以獲取目的圖像，在重復地進行選擇反射電子檢測元件，變更反射電子檢測元件與試樣之間的位置關系，改變試樣周圍的真空狀態的事情的同時進行試錯，這需要大量時間，且并不實用。
[0012]本發明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供一種識別反射電子檢測元件與試樣之間的位置關系、試樣周圍的真空狀態，自動地選擇適合于獲取目的圖像的反射電子檢測元件的帶電粒子束裝置。
[0013]用于解決課題的手段
[0014]本發明的帶電粒子束裝置在試樣室內的真空度高試樣與反射電子檢測器分離時選擇全部的反射電子檢測元件，在試樣室內的真空度高試樣與反射電子檢測器接近時選擇適合于獲取組成圖像或凹凸圖像的反射電子檢測元件。在試樣室內的真空度低時選擇全部的反射電子檢測元件。
[0015]發明的效果
[0016]根據本發明的帶電粒子束裝置，即使操作員未意識到反射電子檢測元件的尺寸、形狀、反射電子檢測元件與試樣之間的位置關系、試樣周圍的真空狀態等，也能夠簡單地獲取目的圖像。
【附圖說明】
[0017]圖1是表示實施方式I的帶電粒子束裝置的整體結構的側視圖。
[0018]圖2是從正下方觀察反射電子檢測器18的平面圖。
[0019]圖3是表示反射電子檢測器18與試樣9之間的位置關系的側視圖。
[0020]圖4是表示將試樣9與反射電子檢測器18之間的距離增長的位置關系的側視圖。
[0021]圖5是表示由顯示裝置22進行畫面顯示的用于選擇圖像獲取條件的用戶接口(UI)的一例的圖。
[0022]圖6A是表示在選擇按鈕304被按下時由顯示裝置22進行畫面顯示的UI的一例的圖。
[0023]圖6B是表示在區域400?404被按下時的圖像的一例的圖。
[0024]圖7是在組成按鈕301被按下時的帶電粒子束裝置的動作流程。
[0025]圖8是在凹凸按鈕302被按下時的帶電粒子束裝置的動作流程。
[0026]圖9是從正下方仰視實施方式2的反射電子檢測器18的平面圖。
[0027]圖10是從正下方仰視實施方式3的帶電粒子束裝置具備的反射電子檢測器18的平面圖。
【具體實施方式】
[0028]〈實施方式1>
[0029]圖1是表示本發明的實施方式I的帶電粒子束裝置的整體結構的側視圖。在此，作為帶電粒子的例子，說明搭載了場發射電子槍(Field-emiss1n Electron Gun:FEG)的掃描電子顯微鏡，但是帶電粒子束裝置和電子槍的形式均可以是其它形式。例如帶電粒子束裝置也可以是掃描透射電子顯微鏡(Scanning Transmiss1n Electron Microscope:STEM)。另外，關于電子槍，例如除了使用場發射電子槍以外，也可以使用肖特基型電子槍(Schottky-type electron gun)、熱陰極場發射電子槍(thermal(thermally assisted)field-emiss1n electron gun)、熱電子發身才電子槍(therm1nic-emiss1n electrongun)等。
[0030]通過在陰極I與第一陽極2之間施加的引出電壓Vext發射電子束3。電子束3進一步通過對第二陽極4施加的加速電壓Vacc進行加速，向后級的電磁透鏡系統行進。透鏡系統具有會聚透鏡5、物鏡孔徑6、偏轉線圈7以及物鏡8。通過一個以上的會聚透鏡5和物鏡孔徑6，將被加速的電子束3控制為預定的電流量。偏轉線圈7用于在試樣9上掃描電子束3。控制物鏡8以使電子束3在試樣9上會聚。電子束控制電路10執行從產生電子束3到照射試樣為止的透鏡系統的控制。電子束控制電路10由計算機11進行控制。
[0031]試樣移動裝置12具有用于機械地使試樣9進行移動的機構以及動作用電動機。動作用電動機由試樣移動控制電路13進行控制。試樣移動控制電路13由計算機11進行控制。試樣移動裝置12的動作軸具有使試樣9進行平面移動的XY軸、變更高度的Z軸、使其傾斜的T軸以及使其旋轉的R軸這5個軸。
[0032]為了通過場發射引出電子束3，陰極I的周圍需要保持IX 10—8Pa以下的超高真空。試樣9周圍的真空度通常為I X 10—3Pa以下。但是，為了抑制試樣9帶電，也有在數百帕下使用的情況。掃描電子顯微鏡為了達成陰極I與試樣9之間的排氣差，具有一空間，該空間具有電子束3通過的微小的孔，使用不同的栗對各空間進行排氣。對于陰極I的氣氛使用吸氣栗14進行排氣。在掃描電子顯微鏡中，為了達成陰極I與試樣9之間的排氣差，很多時候使用多個吸氣栗14。對于試樣9周圍的氣氛，通常使用渦輪分子栗15進行排氣。對于渦輪分子栗15的背壓，使用未圖示的回轉栗進行排氣。在配置了試樣9的空間配置有泄漏閥16。泄漏閥16使大氣少量流入配置有試樣9的空間，能夠將試樣9周圍的空間保持為數帕至數百帕。將保持為數帕至數百帕的該狀態稱為低真空狀態。排氣控制電路17控制這些栗和閥。排氣控制電路17由計算機11進行控制。
[0033]反射電子檢測器18具有分割為兩個以上的反射電子檢測元件。各反射電子檢測元件與獨立的放大器19相連接。反射電子檢測元件檢測從試樣9產生的反射電子20。放大器19與信號控制電路21相連接。信號控制電路21通過來自計算機11的控制對放大器19的選擇和放大量進行控制。
[0034]計算機11上連接有顯示裝置22和輸入裝置23。另外，計算機11控制電子束控制電路10、試樣移動控制電路13、排氣控制電路17以及信號控制電路21。另外，計算機11使用反射電子20的檢測信號，生成試樣9的觀察圖像。輸入裝置23接受操作員的輸入。顯示裝置22顯示與試樣9的觀察圖像和帶電粒子束裝置的狀態有關的信息。
[0035]圖2從正下方查看反射電子檢測器18的平面圖。反射電子檢測器18具有反射電子檢測元件100、101、102、103、104。反射電子檢測元件100具有圓環狀的形狀。反射電子檢測元件101?104分別呈扇形，四個進行連結而成為圓環狀的形狀。反射電子檢測元件100的圓環配置于內周側，反射電