专利名称：扫描电子显微镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种扫描电子显微镜，该扫描电子显微镜通过用电子束扫描真空中的 样品而放大并显示该样品的图像。
背景技术：
扫描电子显微镜(SEM)是用于为观察而放大样品的图像的装置。SEM包括电子光 学单元以放大样品的图像，控制单元以控制该电子光学单元，以及真空泵以在该电子光学 单元中产生真空。电子光学单元包括电子枪以产生电子，透镜单元以将由电子枪发射的电子束引导 至样品架中的样品，以及扫描线圈以使电子束扫描到样品上。由电子光学单元获得的图像 可以在显示单元(诸如计算机)上显示或被存储在存储装置中以及被印刷。最近，由于对更容易地观察不同的地方中的不同范围的样品的需要不断增长，所 以对紧凑SEM的需求已经上升。然而，在普通SEM中，电子光学单元和控制单元是分开形成的，因此连接电子光学 单元和控制单元的结构较为复杂。此外，在普通SEM中，电子光学单元垂直于样品放置在其上的样品架安装，而真空 泵平行于样品架安装，因此空间效率低。另外，假如通过加热高真空中的灯丝来发射电子的 电子枪和平行于样品而形成的真空泵相连接，则电子枪和真空泵之间的连接就会较长，从 而导致最后所得到的真空较弱。电子枪的真空越弱，灯丝的寿命就越短。结果，缩短了 SEM 的寿命。
发明内容
技术问题本发明旨在解决上述问题并且提供一种具有简单结构并提高了真空度的扫描电 子显微镜。技术方案为了实现上述目的，根据本发明的示例性实施方式的扫描电子显微镜(SEM)可以 包括SEM主体，所述SEM主体包括样品架；电子光学单元，所述电子光学单元垂直于所述样 品架形成在所述SEM主体中；真空泵，所述真空泵平行于所述电子光学单元形成在所述SEM 主体中并且和该电子光学单元相连接；以及控制单元，所述控制单元形成在所述SEM主体 中以便控制所述电子光学单元。所述样品架可以形成在所述SEM主体的前下部以便出现在该SEM主体外或消失在 该SEM主体内，并且所述控制单元形成在所述SEM主体的后部上以便面向该SEM主体的前 部，并且所述电子光学单元和所述真空泵位于所述SEM主体的所述前部和所述后部之间。所述电子光学单元可以包括电子枪单元，所述电子枪单元加速并且发射电子束； 和透镜镜筒，所述透镜镜筒将所述电子束引导到所述样品架并且使该电子束在该样品架之上扫描。所述真空泵可以连续地和所述电子枪单元相连接并且平行于该电子枪单元而形 成。为了实现上述目的，根据本发明的示例性实施方式的扫描电子显微镜(SEM)可以 包括SEM主体，所述SEM主体包括电子光学单元以使电子束在样品之上扫描，和控制所述电 子光学单元的控制单元，其中所述控制单元形成在所述SEM主体中。所述SEM主体还可以包括样品架，样品放置在所述样品架上；电子光学单元，所述 电子光学单元面向所述样品架，以及真空泵，所述真空泵在所述电子光学单元中产生真空， 并且其中所述电子光学单元垂直于所述样品架安装，并且所述真空泵垂直于所述电子光学 单元安装。为了实现上述目的，根据本发明的示例性实施方式的扫描电子显微镜(SEM)可以 包括SEM主体，所述SEM主体包括样品架；电子光学单元，所述电子光学单元使电子束在所 述样品架上扫描；真空泵，所述真空泵在所述电子光学单元中产生真空；以及控制单元，所 述控制单元控制所述电子光学单元，其中所述电子光学单元和所述真空泵垂直于所述样品 架安装并且彼此邻接。所述控制单元可以形成在所述SEM主体中。有益效果如从以上描述中可以理解，所述控制单元形成在所述SEM主体内而不是与该SEM 主体分开形成，因此所述SEM的结构较为简单。此外，所述真空泵平行于所述电子光学单元而形成，S卩，垂直于所述样品架而形 成，因此所述SEM的结构可以是紧凑的。而且，所述真空泵连续地和所述电子光学单元的所 述电子枪单元相连接，从而具有在所述真空泵和所述电子枪单元之间的短连接。结果，所述 电子枪单元的真空度较高，因此所述灯丝的寿命可以较长。
图1是示出根据本发明的示例性实施方式的扫描电子显微镜的示意性剖视图；图2是示出图1的该扫描电子显微镜的示意图，该扫描电子显微镜的上部是敞开 的；图3是示出图1的该扫描电子显微镜的结构的示意图；以及图4是示出图1的电子光学单元的结构的示意图。
具体实施例方式提供说明书中限定的内容(诸如详细的结构和元件)以帮助全面地理解本发明的 示例性实施方式。因此，本领域普通技术人员将认识到在没有脱离本发明的范围和精神的 情况下，可以对本文描述的实施方式进行各种改变和修改。同样，为了清楚和简明省略了已 知的功能和结构的描述。参看图1，根据本发明的示例性实施方式的扫描电子显微镜(SEM)可以包括SEM主 体10、电子光学单元20、真空泵30以及控制单元40。仅供参考，使用附图标记50表示的元 件是高压产生单元，以向电子光学单元20提供高压。
如图1、3以及4所示，SEM主体10包括位于前部的样品架11。待观察的样品S放 置在样品架11上。样品架11由形成在电子光学单元20的下部的真空室支撑，并且可以从 SEM主体10拔出及推回到SEM主体10之内。如图1和3所示，电子光学单元20垂直于样品架11而形成，从而面向样品架11。 如图1和4所示，电子光学单元20可以包括电子枪单元21和透镜镜筒23。如图4所示，电子枪单元21朝向样品架11加速地发射电子束(E)。更详细地，电 子枪单元21产生并且加速用作光源的电子，并且向样品S提供呈电子束E形式的稳定的电 子源。当高温加热真空中的灯丝时，电子枪单元21通过使用从原子释放出的电子而产 生电子束E。通过电子枪单元21从灯丝释放出的电子由于电位差被朝向阳极板22加速，并 且通过位于阳极板22的中心的孔22a进入到透镜镜筒23。透镜镜筒23将由电子枪单元21产生并且加速的电子束E引导到样品架11，并且 可以包括磁透镜24、扫描线圈25以及探测器26和27。磁透镜24是用线圈缠绕的圆筒形电磁体。电磁体的强度E与利用电子在磁场中 偏转的性质的电子聚焦有关。即，磁透镜24可以起到凸透镜的作用。通过改变流入磁透镜 24的电流可以调节磁透镜24的放大率。扫描线圈25使通过磁透镜24的电子束E扫描到样品S。探测器探测从样品S反射的电子，并且可以被分成为反射电子探测器26和二次电 子探测器27。更具体地讲，假如电子束E通过扫描线圈25并且入射在样品S上，则由样品S产 生反射电子E1、二次电子E2以及X射线，因此反射电子探测器26和二次电子探测器27可 以分别探测反射电子E1和二次电子E2。由反射电子探测器26和二次电子探测器27探测到的电子被放大并且扫描到显示 单元60。真空泵30使电子光学单元20变成真空，并且和电子枪单元21连续地相连接。更 详细地，如图1至3所示，真空泵30平行于电子光学单元20安装，从而真空泵30的上部通 过连接管31和电子枪单元21相连接。为了吸收振动，将真空泵30插设在连接管31和振 动吸收单元30a之间。振动吸收单元30a吸收真空泵30的垂直振动，使得可以防止振动被 传送到连接管31。假如真空泵30以与电子枪单元21之间的最短距离和电子枪单元21相连接，则电 子枪单元21的真空度高于透镜镜筒23的真空度。电子枪单元21的高真空度是延长由该 电子枪单元21加热的灯丝(未示出)的寿命的一个因素。通常，相关技术的SEM包括产生电子束的源、使电子束聚焦的柱(column)以及放 置样品的腔室。腔室与旋转式或涡轮式真空泵的管相连接，使得可以在腔室内产生真空。结 果，腔室中的真空度最高，随后是柱，并且源中的真空度最低。因此，假如源的真空度较低， 则产生电子束的能力较低，且因此难以获得高质量的图像。然而，如在本发明中，假如与源 对应的电子枪单元21和真空泵30连续地相连接，则产生电子束的电子枪单元21具有最高 的真空度，因此产生电子束的能力可以被最大化。控制单元40是电路板式的以控制电子光学单元20，并且如图1至3所示安装在SEM主体10内。更具体地讲，控制单元40被支撑并且形成在SEM主体10的后部，电子光学 单元20和真空泵30在控制单元40和SEM主体10的前部之间，样品架11形成在SEM主体 10的前部。即，控制单元40安装在SEM主体10内而不是如相关技术的SEM那样分开安装在 SEM主体10的外部。结果，包括电子光学单元20、真空泵30以及控制单元40的SEM主体10可以是紧凑的。虽然已经参照本发明的特定示例性实施方式示出并且描述了本发明，但是本领域 技术人员应当理解，在没有脱离如随附的权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况 下，在其中可以进行各种形式及细节上的改变。
权利要求
一种扫描电子显微镜(SEM)，所述扫描电子显微镜包括SEM主体，所述SEM主体包括样品架；电子光学单元，所述电子光学单元垂直于所述样品架形成在所述SEM主体中；真空泵，所述真空泵平行于所述电子光学单元形成在所述SEM主体中并且和该电子光学单元相连接；以及控制单元，所述控制单元形成在所述SEM主体中以便控制所述电子光学单元。
2.根据权利要求1所述的SEM，其中，所述样品架形成在所述SEM主体的前下部以便出 现在该SEM主体外部或位于该SEM主体内而消失，并且所述控制单元形成在所述SEM主体的后部以面向该SEM主体的前部，并且所述电子光 学单元和所述真空泵位于所述前部和所述后部之间。
3.根据权利要求2所述的SEM，其中，所述电子光学单元包括 电子枪单元，所述电子枪单元加速并且发射电子束；和透镜镜筒，所述透镜镜筒将所述电子束引导到所述样品架并且使该电子束在该样品架 上扫描。
4.根据权利要求3所述的SEM，其中，所述真空泵和所述电子枪单元连续地相连接并且 平行于该电子枪单元而形成。
5.一种扫描电子显微镜(SEM)，所述扫描电子显微镜包括SEM主体，所述SEM主体包括电子光学单元以使电子束扫描到样品；和 控制单元，所述控制单元控制所述电子光学单元， 其中所述控制单元形成在所述SEM主体中。
6.根据权利要求5所述的SEM，其中，所述SEM主体还包括 样品架，所述样品放置在所述样品架中；电子光学单元，所述电子光学单元面向所述样品架；和 真空泵，所述真空泵在所述电子光学单元中产生真空，并且其中所述电子光学单元垂直于所述样品架安装，并且所述真空泵平行于所述电子光学 单元安装。
7.一种扫描电子显微镜(SEM)，所述扫描电子显微镜包括 SEM主体，所述SEM主体包括样品架；电子光学单元，所述电子光学单元使电子束扫描到所述样品架； 真空泵，所述真空泵在所述电子光学单元中产生真空；以及 控制单元，所述控制单元控制所述电子光学单元，其中所述电子光学单元和所述真空泵垂直于所述样品架安装并且彼此邻接。
8.根据权利要求7所述的SEM，其中，所述控制单元形成在所述SEM主体中。
全文摘要
提供一种具有简单结构并提高了真空度的扫描电子显微镜(SEM)。根据本发明的扫描电子显微镜(SEM)包括具有样品架的SEM主体；电子光学单元，所述电子光学单元垂直于所述样品架安装在所述SEM主体上以和该样品架相对；真空泵，所述真空泵平行于所述电子光学单元安装在所述SEM主体内；以及控制单元，所述控制单元安装在所述SEM主体内以控制所述电子光学单元。
文档编号H01J37/26GK101802965SQ200880107098
公开日2010年8月11日 申请日期2008年8月18日 优先权日2007年10月16日
发明者全柄喆, 李仁揆, 郭京一, 金兴福, 金钟显 申请人:赛可株式会社