带电粒子束装置以及过滤部件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及能够在大气压或者比大气压稍低的负压状态的规定的气体环境下进行观察的带电粒子束装置。
【背景技术】
[0002]为了观察物体的微小的区域，使用扫描式电子显微镜(SEM)、透射式电子显微镜(TEM)等。一般而言，对在这些装置中用于配置试料的箱体进行真空排气，使试料环境为真空状态而对试料进行拍摄。然而，生物化学试料、液体试料等因真空而受到损伤，或者状态变化。另一方面，想利用电子显微镜观察这样的试料的需求变多，近几年，开发了能够在大气压下对观察对象试料进行观察的SEM装置、试料保持装置等。
[0003]这些装置中，在原理上在电子光学系统与试料之间设置电子束能够透射的隔膜而分隔真空状态和大气状态，均在试料与电子光学系统之间设置隔膜这一点上是共通的。
[0004]例如，专利文献I中公开了如下SEM:将电子光学镜筒的电子源侧配置为朝下，并且将物镜侧配置为朝上，在电子光学镜筒末端的电子束的出射孔上，经由O型圈设有电子束能够透射的隔膜。在该文献所记载的发明中，将包括观察对象试料的液体直接载置在隔膜上，从试料的下表面照射一次电子束，检测反射电子或者二次电子而进行SEM观察。试料保持在由配置于隔膜的周围的环状部件和隔膜构成的空间内，另外在该空间内充满水等液体。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2009 — 238426号公报(美国专利申请公开第2009/0242762号说明书)
【发明内容】
[0008]发明所要解决的课题
[0009]在能够在大气压下进行观察的SEM装置中，当在试料观察过程中隔膜损伤了的情况下，因大气压下的试料侧与真空下的带电粒子光学镜筒侧之间的气压差，大气从试料侧向带电粒子光学镜筒流入。此时，在难以固定于试料台的试料、例如液体或凝胶状的试料、或者含水试料的情况下，存在试料被吸入带电粒子光学镜筒内的担忧，此时污染带电粒子光学系统、检测器从而成为带电粒子显微镜的性能降低、故障的原因。
[0010]因此，需要防止隔膜损伤时的污染的保护机构。例如专利文献I中具备如下机构:其具有隔开试料侧和带电粒子光学镜筒侧的分隔部件，通过监视真空度来察知隔膜的损伤情况，并通过关闭分隔部件来防止试料向带电粒子光学镜筒流入。但是，需要追加分隔部件、分隔部件的驱动系统以及控制系统，从而存在装置结构复杂化这一问题。另外，从监视真空度变化起至分隔部件驱动系统动作的时间的时滞无法避免，存在在这期间产生污染这一问题。
[0011]本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于提供一种带电粒子束装置，S卩、在能够在大气压下进行观察的SEM装置中，利用简单的结构能够没有时滞地防止带电粒子光学镜筒的污染。
[0012]用于解决课题的方案
[0013]为了解决上述课题，本发明是一种在非真空环境下放置试料的带电粒子束装置，其特征在于，具备过滤部件，该过滤部件至少在上述一次带电粒子束照射于上述试料的状态下配置在该一次带电粒子束的路径上，使上述一次带电粒子束以及从上述试料得到的二次带电粒子透射或者通过，并且在上述隔膜破损了的情况下对飞散的飞散物的至少一部分进行遮蔽。
[0014]发明的效果如下。
[0015]根据本发明，利用简单的结构，能够没有时滞且有效地减少试料对带电粒子光学镜筒产生的污染的可能性。
[0016]通过以下的实施方式的说明，会清楚上述的以外的课题、结构以及效果。
【附图说明】
[0017]图1是实施例1的带电粒子显微镜的整体结构图。
[0018]图2是过滤器周边的详细图。
[0019]图3是过滤器的详细图。
[0020]图4是过滤器周边的详细图。
[0021]图5是过滤器的详细图。
[0022]图6是过滤器周边的详细图。
[0023]图7是过滤器周边的详细图。
[0024]图8是过滤器周边的详细图。
[0025]图9是过滤器周边的详细图。
[0026]图10是实施例2的带电粒子显微镜的整体结构图。
[0027]图11是实施例3的带电粒子显微镜的整体结构图。
[0028]图12是实施例4的带电粒子显微镜的整体结构图。
【具体实施方式】
[0029]以下，使用附图对各实施方式进行说明。
[0030]以下，作为带电粒子束装置的一个例子，对带电粒子束显微镜进行说明。但是，这仅仅是本发明的一个例子，本发明不限定于以下即将说明的实施方式。本发明也能够适用于扫描电子显微镜、扫描离子显微镜、扫描透视电子显微镜、它们与试料加工装置的复合装置、或者应用了它们的解析、检查装置。
[0031]并且，本说明书中的“大气压”是指大气环境或者规定的气体环境，是大气压或者稍低的负压状态的压力环境。具体而言约为105Pa(大气压)至13Pa左右。
[0032]实施例1
[0033]<装置结构>
[0034]本实施例中，对基本的实施方式进行说明。图1中表示本实施例的带电粒子显微镜的整体结构图。
[0035]图1所示的带电粒子显微镜主要由带电粒子光学镜筒2、与带电粒子光学镜筒2连接且对其进行支承的箱体(真空室)7、配置在大气环境下的试料载置台5、以及对它们进行控制的控制系统构成。在使用带电粒子显微镜时，带电粒子光学镜筒2和第一箱体的内部由真空栗4进行真空排气。真空栗4的起动、停止动作也由控制系统进行控制。图中，仅表示一个真空栗4，但也可以是两个以上。带电粒子光学镜筒2以及箱体7通过利用未图示的柱等固定于基台270而被支承。
[0036]带电粒子光学镜筒2由产生带电粒子束的带电粒子源8、使产生的带电粒子束聚集而向镜筒下部引导且作为一次带电粒子束而扫描试料6的光学透镜I等要素构成。带电粒子光学镜筒2以向箱体7内部突出的方式设置，经由真空密封部件123固定于箱体7。在带电粒子光学镜筒2的端部，配置有对通过上述一次带电粒子束的照射而得到的二次带电粒子(二次电子或者反射电子)进行检测的检测器3。
[0037]本实施例的带电粒子显微镜作为控制系统而具备装置使用者所使用的计算机35、与计算机35连接来进行通信的上位控制部36、以及根据从上位控制部36送来的命令而进行真空排气系统、带电粒子光学系统等的控制的下位控制部37。计算机35具备显示装置的操作画面(GUI)的监视器、和键盘或鼠标等向操作画面进行输入的输入机构。上位控制部36、下位控制部37以及计算机35分别以通信线43、44连接。
[0038]下位控制部37是收发用于对真空栗4、带电粒子源8、光学透镜I等进行控制的控制信号的部位，并且将检测器3的输出信号变换为数字图像信号而向上位控制部36发送。图中，来自检测器3的输出信号经由前置放大器等增幅器154而与下位控制部37连接。若不需要增幅器则也可以没有。
[0039]也可以在上位控制部36和下位控制部37中混有模拟电路、数字电路等，并且上位控制部36和下位控制部37也可以统一为一个。此外，图1所示的控制系统的结构仅仅是一个例子，控制单元、阀、真空栗或者通信用的布线等的变形例只要满足本实施例所想要实现的功能，也属于本实施例的SEM乃至带电粒子束装置的范畴。
[0040]在箱体7连接有真空配管16，该真空配管16的一端与真空栗4连接，能够将内部维持为真空状态。同时，具备用于使箱体内部大气释放的泄漏阀14，在维护时等，能够使箱体7的内部大气释放。也可以没有泄漏阀14，也可以有两个以上。并且，箱体7的配置泄漏阀14的配置位置不限定于图1所示的场所，也可以配置于箱体7上的其它位置。
[0041]在箱体下表面，且在成为上述带电粒子光学镜筒2的正下方的位置具备隔膜10。该隔膜10能够使从带电粒子光学镜筒2的下端放出的一次带电粒子束透射或者通过，一次带电粒子束通过隔膜10而最终到达搭载于试料台52的试料6。由隔膜10构成的封闭空间能够进行真空排气。由此，在本实施例中，由于维持通过隔膜10进行真空排气的空间的气密状态，所以能够将带电粒子光学镜筒2维持为真空状态，并且能够维持大气压地观察试料6。并且，在观察过程中，能够自由更换试料6。
[0042]在基台9上成膜或者蒸镀隔膜10。隔膜10是碳材料、有机材料、金属材料、氮化硅、碳化硅、氧化硅等。基台9例如是硅、金属部件之类的部件。也可以是配置有多个隔膜10部的多窗。能够使一次带电粒子束透射或者