隔膜安裝部件及帶電粒子線裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能夠在大氣壓或者與大氣壓相比稍處于負(fù)壓狀態(tài)的預(yù)定的氣體環(huán)境下觀察的帶電粒子線裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]為了觀察物體的微小的區(qū)域，使用掃描型電子顯微鏡(SEM)或透射型電子顯微鏡(TEM)等。一般而言，在這些裝置中對用于配置試樣的殼體進行真空排氣，使試樣環(huán)境為真空狀態(tài)之后對試樣進行攝像。然而，生物化學(xué)試樣或液體試樣等因真空而受到損傷，或者狀態(tài)發(fā)生改變。另一方面，想要用電子顯微鏡觀察這種試樣的需求較大，近年來，開發(fā)出能夠在大氣壓下對觀察對象試樣進行觀察的SEM裝置。
[0003]在專利文獻I中記載了能夠在大氣壓下進行觀察的SEM裝置。該裝置在原理上在電子光學(xué)系統(tǒng)與試樣之間設(shè)置能夠使電子射線透射的隔膜而隔開真空狀態(tài)和大氣狀態(tài)，在使試樣接近隔膜而在非接觸狀態(tài)下進行觀察這一點上，與環(huán)境單元等的觀察方法不同。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻I:日本特開2012 — 221766公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的問題
[0008]在能夠在上述大氣壓下進行觀察的SEM裝置中，當(dāng)操作錯誤而使試樣接觸隔膜時，有時隔膜會被污染或者破壞。在隔膜被污染或者破壞的情況下，需要更換隔膜。
[0009]隔膜需要具備能夠使帶電粒子線透射的薄度和隔離真空與大氣壓環(huán)境的耐壓性，在制作上需要高超的技術(shù)。因此，要制造能夠進行大氣壓觀察的SEM裝置專用的隔膜需要較高成本。其結(jié)果作為消耗品的隔膜成為高價品。
[0010]另外，具備隔膜的基座較小，從而以單體很難處理。在專利文獻I中，將隔膜固定在保持部件上，每個保持部件都能從大氣壓SEM裝置拆卸，通過設(shè)為這種結(jié)構(gòu)，隔膜的處理變得良好。但是，沒有提及向保持部件安裝隔膜等的作業(yè)的麻煩程度之類的問題。在向保持部件安裝隔膜的作業(yè)中，尤其是，要注意隔膜與隔膜保持部件的開口有可能偏心。若隔膜與隔膜保持部件的開口偏心而被安裝，則在使隔膜中心與電子光學(xué)系統(tǒng)光軸的位置一致后實施大氣壓SEM觀察時，一次、二次帶電粒子線的一部分或者全部被隔膜保持部件遮蔽，SEM裝置的性能有可能下降。
[0011]如上所述，在現(xiàn)有的裝置中，由于未充分考慮到在更換隔膜時所需的成本和作業(yè)的便利性等，因此難以使用裝置。
[0012]本發(fā)明鑒于這種問題而做出，其目的是提供一種帶電粒子線裝置，其在能夠在大氣壓下進行觀察的SEM裝置中，能夠簡單地進行隔膜安裝作業(yè)。
[0013]用于解決問題的方案
[0014]為了解決上述問題，本發(fā)明的特征在于，具備適用于SEM裝置的隔膜安裝部件，該SEM裝置能夠在大氣壓下觀察TEM用膜片。
[0015]另外，該轉(zhuǎn)換部件的特征在于，在安裝隔膜的部位具有用于使隔膜中心與轉(zhuǎn)換部件的開口部中心一致而進行安裝的對位用的結(jié)構(gòu)。
[0016]發(fā)明的效果
[0017]本發(fā)明的目的是提供一種在能夠在大氣壓下進行觀察的SEM裝置中，能夠廉價或者操作性良好地實施隔膜的更換的帶電粒子線裝置。
[0018]上述以外的問題、結(jié)構(gòu)以及效果通過以下的實施方式的說明而變得清楚。
【附圖說明】
[0019]圖1是實施例1的帶電粒子顯微鏡的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖2是圖1的A—A向視圖。
[0021 ]圖3是隔膜保持部件的詳細(xì)圖。
[0022]圖4是隔膜保持部件的詳細(xì)圖。
[0023]圖5是隔膜保持部件的詳細(xì)圖。
[0024]圖6是裝配夾具的詳細(xì)圖。
[0025]圖7是裝配作業(yè)工序的說明圖。
[0026]圖8是使用隔膜臺的帶電粒子顯微鏡的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖9是實施例2的帶電粒子顯微鏡的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0028]圖10是實施例3的帶電粒子顯微鏡的整體結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0029 ]以下，使用附圖對各實施方式進行說明。
[0030]以下，作為帶電粒子線裝置的一例，對帶電粒子線顯微鏡進行說明。只是，這只是本發(fā)明的一例，本發(fā)明并不局限于以下說明的實施方式。本發(fā)明還能夠應(yīng)用于掃描電子顯微鏡、掃描離子顯微鏡、掃描透射電子顯微鏡、這些顯微鏡與試樣加工裝置的復(fù)合裝置、或者應(yīng)用了這些顯微鏡的分析-檢查裝置。
[0031]另外，在本說明書中，所謂“大氣壓”是指大氣環(huán)境或者預(yù)定的氣體環(huán)境，且大氣壓或者稍微的負(fù)壓狀態(tài)的壓力環(huán)境。具體而言，是大約105Pa(大氣壓)?103Pa左右。
[0032]實施例1
[0033]<裝置結(jié)構(gòu)>
[0034]在本實施例中，對基本的實施方式進行說明。圖1表示本實施例的帶電粒子顯微鏡的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0035]圖1所示的帶電粒子顯微鏡主要包括:帶電粒子光學(xué)鏡筒2、與帶電粒子光學(xué)鏡筒2連接并對該帶電粒子光學(xué)鏡筒2進行支撐的殼體(真空室)7、配置于大氣環(huán)境下的試樣放置臺5、以及對這些各部分進行控制的控制系統(tǒng)。在使用帶電粒子顯微鏡時，帶電粒子光學(xué)鏡筒2和殼體7的內(nèi)部利用真空栗4進行真空排氣。真空栗4的起動、停止動作也由控制系統(tǒng)進行控制。圖中，真空栗4僅表示了一個，但也可以是兩個以上。帶電粒子光學(xué)鏡筒2及殼體7的未圖示的柱等被底座270支撐。
[0036]帶電粒子光學(xué)鏡筒2包括:產(chǎn)生帶電粒子線的帶電粒子源8;以及將所產(chǎn)生的帶電粒子線集束并向鏡筒下部引導(dǎo)，并且作為一次帶電粒子線對試樣6進行掃描的光學(xué)透鏡1等要素。帶電粒子光學(xué)鏡筒2設(shè)置成向殼體7內(nèi)部突出，并經(jīng)由真空密封部件123固定在殼體7上。在帶電粒子光學(xué)鏡筒2的端部，配置有對通過上述一次帶電粒子線的照射而獲得的二次帶電粒子(二次電子或者反射電子)進行檢測的檢測器3。檢測器3既可以位于帶電粒子光學(xué)鏡筒2的外部，也可以位于內(nèi)部。帶電粒子光學(xué)鏡筒也可以包括這些以外的其他透鏡、電極、檢測器，也可以是一部分與上述內(nèi)容不同，包含于帶電粒子光學(xué)鏡筒的帶電粒子光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不限于此。
[0037]本實施例的帶電粒子顯微鏡作為控制系統(tǒng)具備:供裝置使用者使用的計算機35、與計算機35連接并進行通信的上位控制部36、以及按照從上位控制部36發(fā)送的命令而進行真空排氣系統(tǒng)或帶電粒子光學(xué)系統(tǒng)等的控制的下位控制部37。計算機35具備顯示裝置的操作畫面(GUI)的監(jiān)視器、和鍵盤或鼠標(biāo)等針對操作畫面的輸入單元。上位控制部36、下位控制部37及計算機35利用各個通信線43、44連接。
[0038]下位控制部37是收發(fā)用于控制真空栗4、帶電粒子源8、光學(xué)透鏡1等的控制信號的部位，而且將檢測器3的輸出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像信號后向上位控制部36發(fā)送。在圖中將來自檢測器3的輸出信號經(jīng)由前置放大器等放大器154與下位控制部37連接。如果不需要放大器則也可以不設(shè)置。
[0039]在上位控制部36和下位控制部37中，模擬電路和數(shù)字電路等可以共存，并且也可以將上位控制部36和下位控制部37統(tǒng)一成一個。帶電粒子顯微鏡也可以包括除了這些以外的控制各部分的動作的控制部。上位控制部36和下位控制部37既可以利用專用的電路基板構(gòu)成為硬件，也可以由利用計算機35執(zhí)行的軟件構(gòu)成。在由硬件構(gòu)成的情況下，能夠通過將執(zhí)行處理的多個運算器集成在配線基板上、或者半導(dǎo)體芯片或者封裝件內(nèi)來實現(xiàn)。在由軟件構(gòu)成的情況下，能夠通過在計算機中搭載高速的通用CPU，并執(zhí)行用于執(zhí)行所需的運算處理的程序來實現(xiàn)。此外，圖1所示的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)只不過是一個例子，就控制單元、閥、真空栗或者通信用的配線等的變形例而言，只要滿足本實施例所要實現(xiàn)的功能，則屬于本實施例的SEM或者帶電粒子線裝置的范疇。
[0040]在殼體7上連接有一端與真空栗4連接的真空配管16，從而能夠?qū)?nèi)部維持成真空狀態(tài)。同時，具備用于將殼體內(nèi)部向大氣開放的漏泄閥14，在維修時等，能夠?qū)んw7的內(nèi)部向大氣開放。漏泄閥14也可以不設(shè)置，也可以設(shè)置兩個以上。另外，漏泄閥14在殼體7中的配置部位不限于圖1所示的部位，也可以配置在殼體7上的其他位置。
[0041]在殼體下表面的位于上述帶電粒子光學(xué)鏡筒2的正下方的位置上具備隔膜10。該隔膜10能夠使從帶電粒子光學(xué)鏡筒2的下端放射的一次帶電粒子線透射或者通過，一次帶電粒子線經(jīng)過隔膜10而最終到達搭載于試樣臺52的試樣6。利用隔膜10隔離而構(gòu)成的封閉空間(即，帶電粒子光學(xué)鏡筒2及殼體7的內(nèi)部)能夠進行真空排氣。在本實施例中，利用隔膜10能夠維持被進行真空排氣的空間的氣密狀態(tài)，因此能夠?qū)щ娏Ｗ庸鈱W(xué)鏡筒2維持為真空狀態(tài)且使試樣6維持大氣壓而進行觀察。另外，即使在被照射帶電粒子線的狀態(tài)下，設(shè)置有試樣的空間也處于大氣環(huán)境或者與大氣環(huán)境的空間連通，因此在觀察過程中能夠自由更換試樣6。
[0042]<隔膜及隔膜安裝部件>
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