[发明专利]带电粒子束装置及其轴调整方法

说明书

本发明实现一种带电粒子束装置，通过使基于减速电场的静电透镜的轴与磁场透镜的轴一致，使作为重叠透镜的轴调整容易。带电粒子束装置具有：电子源(2)；使来自电子源的探测电子束聚焦于试样的物镜(4)；使探测电子束穿过的第一束射管(8)及第二束射管(9)；配置于第一束射管(8)与试样(12)之间的减速电极(10)；通过对第一束射管(8)施加第一电位，在第一束射管(8)与减速电极(10)之间形成针对探测电子束的减速电场的第一电压源(15)；以及使第一束射管(8)的位置移动的移动机构(11)。

技术领域

本发明涉及带电粒子束装置及其轴调整方法。

背景技术

扫描电子显微镜(SEM：Scanning Electron Microscope)检测将进行了聚焦的探测电子束照射到试样上及在试样上进行扫描时产生的信号电子，将各照射位置的信号强度与照射电子束的扫描信号同步地显示，从而得到试样表面的扫描区域的二维图像。

近年来，出于避免SEM观察时的伴随着电子束照射产生的试样的带电或损坏以及得到顶面的试样信息的目的，照射能量为约1keV以下的低加速观察的重要度不断增加。但是，通常在低加速域中，色差增大，难以得到高分辨率。为了降低该色差，已知使探测电子束加速而高速通过物镜并在试样正前方减速再照射的减速光学系统。

减速光学系统中，在称为推进法的方法中，沿SEM的物镜的内磁路的内壁设置施加正电压的筒状的电极，使试样为接地电位。另外，在称为减速法的方法中，SEM镜筒的物镜侧保持为接地电位，且对试样施加负电压。在任意的方法中，特征均在于从物镜起，电子源侧的探测电子束的通过区域为比试样高的电位，将通过该电位差形成的使探测电子束朝向试样减速的电场用作透镜场。通过使基于减速电场的静电透镜和基于物镜磁场的磁场透镜重叠，能够在低加速域降低象差，得到高分辨率。

在减速光学系统中，重叠的静电透镜和磁场透镜这两者决定照射系统性能。特别是在低加速电压区域中，静电透镜的影响变大。因此，为了得到最佳的性能，需要将探测电子束引导至重叠的磁场透镜和静电透镜各自的透镜中心。这是因为，在探测电子束穿过脱离透镜中心的部位(轴外)的情况下，产生轴外象差，对照射电子束的束斑形成产生不良影响。

作为穿过磁场透镜的中心的调整方法，常用电流中心轴调整，该电流中心轴调整通过将使物镜的励磁电流周期性变化时的像移动量最小化来进行。由此，能够使磁场透镜的轴外象差最小。而且，取得像时的焦点调整时不会产生像移动，因此焦点调整的操作性提高。

另一方面，作为穿过静电透镜的中心的调整方法，使用电压中心轴调整，该电压中心轴调整将使形成静电透镜的电场的电极的施加电压周期性变化时的像移动量最小化。由此，能够使通过静电透镜产生的色差最小。

专利文献1中公开了以下结构：在具备减速光学系统的电子束装置中，使用电磁调校器将电子束的轨道偏转，可以进行轴调整。具体而言，在形成静电透镜的电极与形成磁场透镜的物镜之间配置偏转器，将探测电子束引导至静电透镜中心。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000－173519号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在带电粒子束装置中，通常通过利用电磁调校器将进入透镜场的照射电子束的轨道偏转来进行将探测电子束引导至静电透镜、磁场透镜的中心的光轴调整。但是，在减速光学系统这样的使静电透镜和磁场透镜重叠而使用的光学系统中，并不是保证静电透镜和磁场透镜各自的轴事先直线地一致，而是在大多情况下不一致。因此，存在仅通过电子束轨道的偏转不能充分进行作为重叠透镜的轴调整的课题。