带电粒子束装置、带电粒子束装置的控制方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种带电粒子束装置。
【背景技术】
[0002]扫描电子显微镜等带电粒子束装置使用带电粒子检测器检测通过对试样照射初级带电粒子束而发射的次级带电粒子，并使初级带电粒子束的照射位置与检测到的信号相对应，由此能够以高倍率获取试样的观察图像。
[0003]在次级带电粒子中主要有次级电子和反射电子。扫描电子显微镜有时在物镜与试样之间具备用于检测反射电子的反射电子检测器。反射电子检测器具备用于检测反射电子的反射电子检测元件。
[0004]以下专利文献I所记载的带电粒子束装置具备反射电子检测器，该反射电子检测器具备两个以上的圆环状的反射电子检测元件，并具有各自独立的放大器。在专利文献I中，通过选择该反射电子检测器所具备的反射电子检测元件中的配置于内周侧的反射电子检测元件获取组成图像，通过选择配置于外周侧的检测元件获取凹凸图像。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献I:日本特开平7-65775号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的课题
[0009]本申请的发明人通过对使用反射电子检测器获取目的图像进行认真研究，结果得到了以下见解。
[0010]在上述专利文献I的带电粒子束装置中，为了适当地获取组成图像、凹凸图像，研究了反射电子检测元件的大小、形状、试样与反射电子检测元件之间的位置关系、试样周围的真空状态等，需要选择并使用最佳的反射电子检测元件。
[0011]然而，带电粒子束装置的操作员难以根据该带电粒子束装置所具备的反射电子检测元件的大小、形状、试样与反射电子检测元件之间的位置关系、试样周围的真空状态等，选择最佳的反射电子检测元件。元件的分割数量越增加，选择变得越难。操作员为了判断应选择哪个反射电子检测元件以获取目的图像，在重复地进行选择反射电子检测元件，变更反射电子检测元件与试样之间的位置关系，改变试样周围的真空状态的事情的同时进行试错，这需要大量时间，且并不实用。
[0012]本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种识别反射电子检测元件与试样之间的位置关系、试样周围的真空状态，自动地选择适合于获取目的图像的反射电子检测元件的带电粒子束装置。
[0013]用于解决课题的手段
[0014]本发明的带电粒子束装置在试样室内的真空度高试样与反射电子检测器分离时选择全部的反射电子检测元件，在试样室内的真空度高试样与反射电子检测器接近时选择适合于获取组成图像或凹凸图像的反射电子检测元件。在试样室内的真空度低时选择全部的反射电子检测元件。
[0015]发明的效果
[0016]根据本发明的带电粒子束装置，即使操作员未意识到反射电子检测元件的尺寸、形状、反射电子检测元件与试样之间的位置关系、试样周围的真空状态等，也能够简单地获取目的图像。
【附图说明】
[0017]图1是表示实施方式I的带电粒子束装置的整体结构的侧视图。
[0018]图2是从正下方观察反射电子检测器18的平面图。
[0019]图3是表示反射电子检测器18与试样9之间的位置关系的侧视图。
[0020]图4是表示将试样9与反射电子检测器18之间的距离增长的位置关系的侧视图。
[0021]图5是表示由显示装置22进行画面显示的用于选择图像获取条件的用户接口(UI)的一例的图。
[0022]图6A是表示在选择按钮304被按下时由显示装置22进行画面显示的UI的一例的图。
[0023]图6B是表示在区域400?404被按下时的图像的一例的图。
[0024]图7是在组成按钮301被按下时的带电粒子束装置的动作流程。
[0025]图8是在凹凸按钮302被按下时的带电粒子束装置的动作流程。
[0026]图9是从正下方仰视实施方式2的反射电子检测器18的平面图。
[0027]图10是从正下方仰视实施方式3的带电粒子束装置具备的反射电子检测器18的平面图。
【具体实施方式】
[0028]〈实施方式1>
[0029]图1是表示本发明的实施方式I的带电粒子束装置的整体结构的侧视图。在此，作为带电粒子的例子，说明搭载了场发射电子枪(Field-emiss1n Electron Gun:FEG)的扫描电子显微镜，但是带电粒子束装置和电子枪的形式均可以是其它形式。例如带电粒子束装置也可以是扫描透射电子显微镜(Scanning Transmiss1n Electron Microscope:STEM)。另外，关于电子枪，例如除了使用场发射电子枪以外，也可以使用肖特基型电子枪(Schottky-type electron gun)、热阴极场发射电子枪(thermal(thermally assisted)field-emiss1n electron gun)、热电子发身才电子枪(therm1nic-emiss1n electrongun)等。
[0030]通过在阴极I与第一阳极2之间施加的引出电压Vext发射电子束3。电子束3进一步通过对第二阳极4施加的加速电压Vacc进行加速，向后级的电磁透镜系统行进。透镜系统具有会聚透镜5、物镜孔径6、偏转线圈7以及物镜8。通过一个以上的会聚透镜5和物镜孔径6，将被加速的电子束3控制为预定的电流量。偏转线圈7用于在试样9上扫描电子束3。控制物镜8以使电子束3在试样9上会聚。电子束控制电路10执行从产生电子束3到照射试样为止的透镜系统的控制。电子束控制电路10由计算机11进行控制。
[0031]试样移动装置12具有用于机械地使试样9进行移动的机构以及动作用电动机。动作用电动机由试样移动控制电路13进行控制。试样移动控制电路13由计算机11进行控制。试样移动装置12的动作轴具有使试样9进行平面移动的XY轴、变更高度的Z轴、使其倾斜的T轴以及使其旋转的R轴这5个轴。
[0032]为了通过场发射引出电子束3，阴极I的周围需要保持IX 10—8Pa以下的超高真空。试样9周围的真空度通常为I X 10—3Pa以下。但是，为了抑制试样9带电，也有在数百帕下使用的情况。扫描电子显微镜为了达成阴极I与试样9之间的排气差，具有一空间，该空间具有电子束3通过的微小的孔，使用不同的栗对各空间进行排气。对于阴极I的气氛使用吸气栗14进行排气。在扫描电子显微镜中，为了达成阴极I与试样9之间的排气差，很多时候使用多个吸气栗14。对于试样9周围的气氛，通常使用涡轮分子栗15进行排气。对于涡轮分子栗15的背压，使用未图示的回转栗进行排气。在配置了试样9的空间配置有泄漏阀16。泄漏阀16使大气少量流入配置有试样9的空间，能够将试样9周围的空间保持为数帕至数百帕。将保持为数帕至数百帕的该状态称为低真空状态。排气控制电路17控制这些栗和阀。排气控制电路17由计算机11进行控制。
[0033]反射电子检测器18具有分割为两个以上的反射电子检测元件。各反射电子检测元件与独立的放大器19相连接。反射电子检测元件检测从试样9产生的反射电子20。放大器19与信号控制电路21相连接。信号控制电路21通过来自计算机11的控制对放大器19的选择和放大量进行控制。
[0034]计算机11上连接有显示装置22和输入装置23。另外，计算机11控制电子束控制电路10、试样移动控制电路13、排气控制电路17以及信号控制电路21。另外，计算机11使用反射电子20的检测信号，生成试样9的观察图像。输入装置23接受操作员的输入。显示装置22显示与试样9的观察图像和带电粒子束装置的状态有关的信息。
[0035]图2从正下方查看反射电子检测器18的平面图。反射电子检测器18具有反射电子检测元件100、101、102、103、104。反射电子检测元件100具有圆环状的形状。反射电子检测元件101?104分别呈扇形，四个进行连结而成为圆环状的形状。反射电子检测元件100的圆环配置于内周侧，反射电