[發明專利]帶電粒子線裝置以及使用其的觀察方法、元素分析方法

有效

• 申請號: 201780094064.4
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN111033675B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 伊藤直人;山澤雄
• 申請（專利權）人: 株式會社日立高新技術
• 主分類號: H01J37/05
• 分類號: H01J37/05;G01N23/2251;H01J37/22;H01J37/244;H01J37/28
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 柯瑞京

簡便地實現能夠進行二次帶電粒子的能量辨別的帶電粒子線裝置。帶電粒子線裝置，具有：帶電粒子源(2)；載置樣品(15)的樣品臺(14)；向樣品(15)照射來自帶電粒子源(2)的帶電粒子線(5)的物鏡(13)；使向樣品(15)照射帶電粒子線(5)而放出的二次帶電粒子(16)偏轉的偏轉器(17)；檢測由偏轉器(17)偏轉的二次帶電粒子的檢測器(18)；對樣品(15)或者樣品臺(14)施加正電壓(V3)的樣品電壓控制部(19)；以及控制偏轉器(17)使二次帶電粒子(16)偏轉的強度的偏轉強度控制部(20)。

技術領域

本發明涉及通過對樣品照射帶電粒子來檢測從樣品放出的二次的帶電粒子的帶電粒子線裝置，特別涉及有選擇地辨別并檢測具有期望的能量的二次帶電粒子的帶電粒子線裝置。

背景技術

在由掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope：以下簡稱為“SEM”)代表的帶電粒子線裝置中，通過掃描對細微的樣品細致會聚的帶電粒子線，從而利用設置在樣品上方的檢測器來檢測從樣品放出的二次帶電粒子。由于二次帶電粒子可反映出樣品的形態、組成、或者電位等信息，因此能夠基于二次帶電粒子的檢測量來進行樣品的觀察、測定、或者分析。

作為對樣品的極表面、細微區域進行分析的手法，有俄歇電子分光(AugerElectron Spectroscopy：以下簡稱為“AES”)。在AES中，使用在SEM搭載有俄歇電子分光器的裝置，對樣品照射會聚帶電粒子，通過測定因俄歇遷躍過程而從樣品的極表面放出的俄歇電子的動能、其相對值，來進行元素的定性/定量分析。作為AES的特征，可列舉：能夠在距樣品表面數nm以下的極表面、數10nm程度的細微區域，進行除H、He以外的Li～U等的元素分析。

因此，AES裝置與X射線光電子分光裝置、光電子衍射裝置等其他電子分光裝置相比，更能成為極表面、細微區域的有效分析手法，但是AES原本就存在難以檢測高能量的俄歇電子的課題。針對該課題，在專利文獻1中，公開了使高能量的俄歇電子的能量譜向低能量側一致地移位來提高檢測效率的手法。在專利文獻1中，對照射帶電粒子的樣品施加正電壓，在樣品附近使二次帶電粒子線減速，使其能量譜向低能量側一致地移位。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：JP特開2006-302689號公報

發明內容

發明想要解決的課題

AES使用搭載于帶電粒子線裝置的巨大的半球型的電子分光器，具有0.1％程度的高的能量分辨率。但是，俄歇電子分光裝置大型且復雜，價格也高。

對樣品照射帶電粒子時放出的二次帶電粒子的能量譜依賴于樣品組成或樣品電位。但是，特別是，一般被定義為具有50eV以下的能量的電子的二次電子是集中于比較窄的低能量段來觀測的，因此在現有的觀測方法中，實際上無法從二次電子的檢測信號得到樣品組成的信息。相對于此，若能夠辨別并檢測期望的能量段的二次帶電粒子，就能夠從由樣品組成的差異引起的二次帶電粒子的檢測量之差來得到樣品的組成對比度像以及電位對比度像。

用于解決課題的手段

作為本發明的一實施方式的帶電粒子線裝置具有：帶電粒子源；載置樣品的樣品臺；向樣品照射來自帶電粒子源的帶電粒子線的物鏡；使向樣品照射帶電粒子線而放出的二次帶電粒子偏轉的偏轉器；檢測因偏轉器而偏轉的二次帶電粒子的檢測器；對樣品或者樣品臺施加正電壓的樣品電壓控制部；以及控制偏轉器使二次帶電粒子偏轉的強度的偏轉強度控制部。

其他課題和新穎的特征根據本說明書的記述以及附圖可明確。

發明效果

可簡便實現能夠進行二次帶電粒子的能量辨別的帶電粒子線裝置。

附圖說明

圖1是SEM的示意圖。