带电粒子线装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及带电粒子线装置。
【背景技术】
[0002]在扫描电子显微镜、透射电子显微镜、离子显微镜、半导体检查装置等的带电粒子线装置中，在高真空环境下将产生的带电粒子线照射至试样，通过检测出由试样反射的电子、透射试样的电子或者从试样发射的二次电子等来取得试样的观察图像。
[0003]作为带电粒子线装置的代表的例子，有扫描型电子显微镜(SEM:ScanningElectron Microscope)。扫描型电子显微镜具备由电场发射型或热电场发射型的电子源构成的电子枪，对从电子枪发射的电子射线进行加速，通过电子透镜而做成较细的电子线。在扫描型电子显微镜中，将该电子线作为一次电子线而使用扫描偏向器在试样上进行扫描，检测出得到的二次电子或反射电子来得到图像。作为电子源的材料，在通用SEM的情况下，使用钨。另外，在半导体观察用的电子源存在使钨中含有氧化锆的情况。
[0004]为了从上述电子源长时间地发射良好的电子线，需要将电子源周围保持为高真空(10 7?10 8Pa)。因此，以往采用对电子枪周围以离子栗进行强制排气的方法。存在通过进一步内置有非蒸发吸气栗来得到更高的真空度的带电粒子线装置(例如，专利文献I)。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2009 - 4112号公报
【发明内容】
[0008]发明所要解决的课题
[0009]本申请发明人对利用非蒸发吸气栗进行真空排气的真空室的大气开放进行伸入研究的结果，得到如下的认识。
[0010]非蒸发型吸气栗通常作为吸气材料使用以锆(Zr)为主体的多孔质合金。真空中残存的活性气体在吸气材料的表面被分解，与吸气材料形成氧化物、氮化物、碳化物从而进行化学地吸附。随着吸气材料的表面的吸附气体饱和，吸附速度降低，但对吸气材料进行加热，促进吸附气体成分向吸气材料内部的扩散(称为活性化)，由此吸气材料表面变得清洁，从而能够进行更多的吸附。
[0011]就非蒸发型吸气而言，使锆以及其它的金属材料溶解而做成合金，在将得到的合金粉碎后，冲压成规定的形状而做成吸气材料。因此，发现如下可能，在打开漏泄阀将真空室大气开放时，若在空气流入真空室的流道上存在非蒸发吸气栗，则吸气材料的一部分因空气流而作为微粒子飞散，在真空室内部微粒子飞散。在微粒子在真空室内部飞散而附着于施加有高电压的电极的情况下，有可能在电子发射时放电，而使电子源破损。
[0012]本发明的目的在于防止非蒸发吸气栗的微粒子在真空室内飞散。
[0013]用于解决课题的方法
[0014]为了解决上述课题，例如采用权利要求所记载的结构。本申请含有多种解决上述课题的方法，作为其中一个例子，提供具备将从带电粒子源(电子源、离子源等)发射的带电粒子线入射至试样上的带电粒子光学系统、用于对上述带电粒子光学系统进行排气的真空排气结构的带电粒子线装置。上述真空排气结构具备:设置有上述带电粒子源的真空室(电子枪室、离子枪室等)；与上述真空室连接的真空配管；经由上述真空配管而连接，并对上述真空室内进行排气的主真空栗；设置于上述真空配管的上述真空室与上述主真空栗之间的位置的非蒸发吸气栗；以及连接于上述真空配管的上述真空室与上述非蒸发吸气栗之间的位置的粗排气口，该粗排气口具备打开关闭上述粗排气口的粗排气用阀和用于将上述真空室进行大气开放的漏泄阀。
[0015]另外，作为其它的例子，上述真空排气结构具备:设置有上述带电粒子源的真空室；与上述真空室连接的真空配管；经由上述真空配管而连接，并对上述真空室内进行排气的主真空栗；设置于上述真空配管的上述真空室与上述主真空栗之间的位置的非蒸发吸气栗；以及连接于上述真空室的粗排气口，该粗排气口具备打开关闭上述粗排气口的粗排气用阀和用于将上述真空室进行大气开放的漏泄阀。
[0016]另外，作为其它的例子，上述真空排气结构具备:设置有上述带电粒子源的真空室；与上述真空室连接的真空配管；经由上述真空配管而连接，并对上述真空室内进行排气的主真空栗；设置于上述真空配管的上述真空室与上述主真空栗之间的位置的非蒸发吸气栗；连接于上述真空配管的上述主真空栗与上述非蒸发吸气栗之间的位置的粗排气口，该粗排气口具备打开关闭上述粗排气口的粗排气用阀和用于将上述真空室进行大气开放的漏泄阀；以及设置于上述粗排气口与上述真空配管的连接位置的空气导入引导件，上述空气导入引导件的导入口相比上述非蒸发吸气栗延伸至上述真空室侧。
[0017]发明的效果
[0018]根据本发明，即使大气开放，非蒸发吸气栗的微粒子向主真空栗的方向飞散、被主真空栗暂时捕捉的微粒子在大气开放后的真空排气时向真空室的方向再次飞散的可能性也较小，因此能够防止微粒子向真空室内飞散。
[0019]与本发明相关的其它的特征将根据本说明书的记述、附图而变得明确。另外，上述以外的课题、结构以及效果通过以下的实施例的说明将变得明确。
【附图说明】
[0020]图1是应用本发明的一实施例的扫描电子显微镜的概要结构图。
[0021]图2是表示第一实施例的真空排气结构的图。
[0022]图3是说明第一实施例的评价实验的图。
[0023]图4是说明比较例的评价实验的图。
[0024]图5是表示第二实施例的真空排气结构的图。
[0025]图6是表示第三实施例的真空排气结构的图。
【具体实施方式】
[0026]以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。此外，附图表示符合本发明的原理的具体的实施例，它们是为了本发明的理解，而不是为了用于对本发明进行限定地解释。
[0027]带电粒子线装置是将电子、阳离子等带有电荷的粒子(带电粒子)在电场中加速并照射至试样的装置。带电粒子线装置利用试样与带电粒子的相互作用，来进行试样的观察、分析、加工等。本发明能够应用于扫描电子显微镜、扫描透射电子显微镜、透射电子显微镜、离子显微镜、聚焦离子线装置、它们与试样加工装置的复合装置、或是应用它们的解析检查装置。
[0028]以下，作为带电粒子线装置的一个例子，对扫描电子显微镜(SEM)进行说明。图1是应用本发明的一实施例的扫描电子显微镜的概要结构图。扫描电子显微镜具备将从电子源发射的电子线照射至试样上的电子光学系统和用于对电子光学系统进行排气的真空排气结构。
[0029]电子显微镜中，从镜体I内的电子源4照射的一次电子射线2照射至试样3，将由此产生的二次电子射线由检测器检测，来进行试样3的观察。
[0030]镜体I包含电子源4、对一次电子射线2进行偏向的偏向器、将一次电子射线2聚焦在试样3上的物镜13、以及多个缝隙(例如，缝隙电极31)等。此外，镜体I既可以除此以外包含透镜或电极、检测器，也可以是一部分与上述不同，电子光学系统的结构并不限于此。
[0031]电子源4使用使< 310 >晶向的单结晶钨线的前端尖锐化的部件。电子源4固定于钨丝5的前端，并设置在真空室6中。真空室6由主真空栗20和辅助真空栗23 (非蒸发吸气栗)排气，保持在1X10 8Pa以下，特别是保持在1X10 9Pa以下。通过辅助真空栗23暂时由加热部24加热，即便之后变为常温也继续进行排气。
[0032]真空室6经由引出电极11的中心的细孔(光阑)而与第一中间室7连接。再有，第一中间室7经由加速电极12的光阑而与第二中间室8连接。该第二中间室8更上部的结构通常用作FE电子枪。第二中间室8经由物镜13的光阑而与试样室9连接。第一中间室7由离子栗21排气，第二中间室8由离子栗22排气，试样室9由涡轮分子栗25排气。因此，本实施例是将多个真空室经由开口而结合的差动排气结构。
[0033]首先，将电子源4由溢流电源16进行溢流(对电子源4进行短时间加热的操作)直到成为在表面没有吸附层的状态。之后，在电子源4与引出电极11之间由高压电源33施加引出电压，从电子源4发射电子射线2。
[0034]电子射线2被在电子源4与加速电极12之间由高压电源33施加的加速电压加速，并到达第二中间室8。将电子射线2通过设置于缝隙电极31的光阑而取出外周部，从而来决定使用的电子射线2的发射角。另外，在缝隙电极31连接电流检测部15，由此来监控发射电流的变化。发射电流的监控也能够替换为由电流检测部15检测从电子源4发射的全电流。
[0035]之后，电子射线2被物镜13聚焦，并照射至设置在试样台26上的试样3。而且，由发射电子检测部32检测从试样3发射的电子，通过控制器17进行处理来取得观察图像。取得的观察像通过操作器19的操作而显示于显示器18。
[0036]此外，使用装置前或数月一次的维修保养时进行由电子枪加热部30对真空室6进行加热的烘烤操作。通过进行烘烤使得从真空室6的壁面发射的气体耗尽，能够在稳定状态下将真空室6保持在IXlO8Pa以下的压力。烘烤也在第一中间室7和第二中间室8中进行。烘烤时，打开粗排气阀27、粗排气阀28、粗排气阀29，同时使用离子栗21、离子栗22、祸轮分子栗25来进行排气。
[0037]以下使用图来进行说明，但本实施例中，形成兼用粗排气口以及大气泄露用排气口的结构。具备粗排气阀27的粗排气口分岔为两个，在分岔的一方的部分结合粗排气用栗，在分岔的另一方的部分设置漏泄阀。大气开放通过打开粗排气阀27以及漏泄阀来进行。
[0038][第一实施例]
[0039]图2是表