專利名稱：掃描電子顯微鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種掃描電子顯微鏡，該掃描電子顯微鏡通過用電子束掃描真空中的 樣品而放大并顯示該樣品的圖像。
背景技術(shù)：
掃描電子顯微鏡(SEM)是用于為觀察而放大樣品的圖像的裝置。SEM包括電子光 學(xué)單元以放大樣品的圖像，控制單元以控制該電子光學(xué)單元，以及真空泵以在該電子光學(xué) 單元中產(chǎn)生真空。電子光學(xué)單元包括電子槍以產(chǎn)生電子，透鏡單元以將由電子槍發(fā)射的電子束引導(dǎo) 至樣品架中的樣品，以及掃描線圈以使電子束掃描到樣品上。由電子光學(xué)單元獲得的圖像 可以在顯示單元(諸如計(jì)算機(jī))上顯示或被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中以及被印刷。最近，由于對(duì)更容易地觀察不同的地方中的不同范圍的樣品的需要不斷增長，所 以對(duì)緊湊SEM的需求已經(jīng)上升。然而，在普通SEM中，電子光學(xué)單元和控制單元是分開形成的，因此連接電子光學(xué) 單元和控制單元的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。此外，在普通SEM中，電子光學(xué)單元垂直于樣品放置在其上的樣品架安裝，而真空 泵平行于樣品架安裝，因此空間效率低。另外，假如通過加熱高真空中的燈絲來發(fā)射電子的 電子槍和平行于樣品而形成的真空泵相連接，則電子槍和真空泵之間的連接就會(huì)較長，從 而導(dǎo)致最后所得到的真空較弱。電子槍的真空越弱，燈絲的壽命就越短。結(jié)果，縮短了 SEM 的壽命。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明旨在解決上述問題并且提供一種具有簡單結(jié)構(gòu)并提高了真空度的掃描電 子顯微鏡。技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的掃描電子顯微鏡(SEM)可以 包括SEM主體，所述SEM主體包括樣品架；電子光學(xué)單元，所述電子光學(xué)單元垂直于所述樣 品架形成在所述SEM主體中；真空泵，所述真空泵平行于所述電子光學(xué)單元形成在所述SEM 主體中并且和該電子光學(xué)單元相連接；以及控制單元，所述控制單元形成在所述SEM主體 中以便控制所述電子光學(xué)單元。所述樣品架可以形成在所述SEM主體的前下部以便出現(xiàn)在該SEM主體外或消失在 該SEM主體內(nèi)，并且所述控制單元形成在所述SEM主體的后部上以便面向該SEM主體的前 部，并且所述電子光學(xué)單元和所述真空泵位于所述SEM主體的所述前部和所述后部之間。所述電子光學(xué)單元可以包括電子槍單元，所述電子槍單元加速并且發(fā)射電子束； 和透鏡鏡筒，所述透鏡鏡筒將所述電子束引導(dǎo)到所述樣品架并且使該電子束在該樣品架之上掃描。所述真空泵可以連續(xù)地和所述電子槍單元相連接并且平行于該電子槍單元而形 成。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的掃描電子顯微鏡(SEM)可以 包括SEM主體，所述SEM主體包括電子光學(xué)單元以使電子束在樣品之上掃描，和控制所述電 子光學(xué)單元的控制單元，其中所述控制單元形成在所述SEM主體中。所述SEM主體還可以包括樣品架，樣品放置在所述樣品架上；電子光學(xué)單元，所述 電子光學(xué)單元面向所述樣品架，以及真空泵，所述真空泵在所述電子光學(xué)單元中產(chǎn)生真空， 并且其中所述電子光學(xué)單元垂直于所述樣品架安裝，并且所述真空泵垂直于所述電子光學(xué) 單元安裝。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的掃描電子顯微鏡(SEM)可以 包括SEM主體，所述SEM主體包括樣品架；電子光學(xué)單元，所述電子光學(xué)單元使電子束在所 述樣品架上掃描；真空泵，所述真空泵在所述電子光學(xué)單元中產(chǎn)生真空；以及控制單元，所 述控制單元控制所述電子光學(xué)單元，其中所述電子光學(xué)單元和所述真空泵垂直于所述樣品 架安裝并且彼此鄰接。所述控制單元可以形成在所述SEM主體中。有益效果如從以上描述中可以理解，所述控制單元形成在所述SEM主體內(nèi)而不是與該SEM 主體分開形成，因此所述SEM的結(jié)構(gòu)較為簡單。此外，所述真空泵平行于所述電子光學(xué)單元而形成，S卩，垂直于所述樣品架而形 成，因此所述SEM的結(jié)構(gòu)可以是緊湊的。而且，所述真空泵連續(xù)地和所述電子光學(xué)單元的所 述電子槍單元相連接，從而具有在所述真空泵和所述電子槍單元之間的短連接。結(jié)果，所述 電子槍單元的真空度較高，因此所述燈絲的壽命可以較長。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的掃描電子顯微鏡的示意性剖視圖；圖2是示出圖1的該掃描電子顯微鏡的示意圖，該掃描電子顯微鏡的上部是敞開 的；圖3是示出圖1的該掃描電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)的示意圖；以及圖4是示出圖1的電子光學(xué)單元的結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施例方式提供說明書中限定的內(nèi)容(諸如詳細(xì)的結(jié)構(gòu)和元件)以幫助全面地理解本發(fā)明的 示例性實(shí)施方式。因此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在沒有脫離本發(fā)明的范圍和精神的 情況下，可以對(duì)本文描述的實(shí)施方式進(jìn)行各種改變和修改。同樣，為了清楚和簡明省略了已 知的功能和結(jié)構(gòu)的描述。參看圖1，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的掃描電子顯微鏡(SEM)可以包括SEM主 體10、電子光學(xué)單元20、真空泵30以及控制單元40。僅供參考，使用附圖標(biāo)記50表示的元 件是高壓產(chǎn)生單元，以向電子光學(xué)單元20提供高壓。
如圖1、3以及4所示，SEM主體10包括位于前部的樣品架11。待觀察的樣品S放 置在樣品架11上。樣品架11由形成在電子光學(xué)單元20的下部的真空室支撐，并且可以從 SEM主體10拔出及推回到SEM主體10之內(nèi)。如圖1和3所示，電子光學(xué)單元20垂直于樣品架11而形成，從而面向樣品架11。 如圖1和4所示，電子光學(xué)單元20可以包括電子槍單元21和透鏡鏡筒23。如圖4所示，電子槍單元21朝向樣品架11加速地發(fā)射電子束(E)。更詳細(xì)地，電 子槍單元21產(chǎn)生并且加速用作光源的電子，并且向樣品S提供呈電子束E形式的穩(wěn)定的電 子源。當(dāng)高溫加熱真空中的燈絲時(shí)，電子槍單元21通過使用從原子釋放出的電子而產(chǎn) 生電子束E。通過電子槍單元21從燈絲釋放出的電子由于電位差被朝向陽極板22加速，并 且通過位于陽極板22的中心的孔22a進(jìn)入到透鏡鏡筒23。透鏡鏡筒23將由電子槍單元21產(chǎn)生并且加速的電子束E引導(dǎo)到樣品架11，并且 可以包括磁透鏡24、掃描線圈25以及探測器26和27。磁透鏡24是用線圈纏繞的圓筒形電磁體。電磁體的強(qiáng)度E與利用電子在磁場中 偏轉(zhuǎn)的性質(zhì)的電子聚焦有關(guān)。即，磁透鏡24可以起到凸透鏡的作用。通過改變流入磁透鏡 24的電流可以調(diào)節(jié)磁透鏡24的放大率。掃描線圈25使通過磁透鏡24的電子束E掃描到樣品S。探測器探測從樣品S反射的電子，并且可以被分成為反射電子探測器26和二次電 子探測器27。更具體地講，假如電子束E通過掃描線圈25并且入射在樣品S上，則由樣品S產(chǎn) 生反射電子E1、二次電子E2以及X射線，因此反射電子探測器26和二次電子探測器27可 以分別探測反射電子E1和二次電子E2。由反射電子探測器26和二次電子探測器27探測到的電子被放大并且掃描到顯示 單元60。真空泵30使電子光學(xué)單元20變成真空，并且和電子槍單元21連續(xù)地相連接。更 詳細(xì)地，如圖1至3所示，真空泵30平行于電子光學(xué)單元20安裝，從而真空泵30的上部通 過連接管31和電子槍單元21相連接。為了吸收振動(dòng)，將真空泵30插設(shè)在連接管31和振 動(dòng)吸收單元30a之間。振動(dòng)吸收單元30a吸收真空泵30的垂直振動(dòng)，使得可以防止振動(dòng)被 傳送到連接管31。假如真空泵30以與電子槍單元21之間的最短距離和電子槍單元21相連接，則電 子槍單元21的真空度高于透鏡鏡筒23的真空度。電子槍單元21的高真空度是延長由該 電子槍單元21加熱的燈絲(未示出)的壽命的一個(gè)因素。通常，相關(guān)技術(shù)的SEM包括產(chǎn)生電子束的源、使電子束聚焦的柱(column)以及放 置樣品的腔室。腔室與旋轉(zhuǎn)式或渦輪式真空泵的管相連接，使得可以在腔室內(nèi)產(chǎn)生真空。結(jié) 果，腔室中的真空度最高，隨后是柱，并且源中的真空度最低。因此，假如源的真空度較低， 則產(chǎn)生電子束的能力較低，且因此難以獲得高質(zhì)量的圖像。然而，如在本發(fā)明中，假如與源 對(duì)應(yīng)的電子槍單元21和真空泵30連續(xù)地相連接，則產(chǎn)生電子束的電子槍單元21具有最高 的真空度，因此產(chǎn)生電子束的能力可以被最大化?？刂茊卧?0是電路板式的以控制電子光學(xué)單元20，并且如圖1至3所示安裝在SEM主體10內(nèi)。更具體地講，控制單元40被支撐并且形成在SEM主體10的后部，電子光學(xué) 單元20和真空泵30在控制單元40和SEM主體10的前部之間，樣品架11形成在SEM主體 10的前部。即，控制單元40安裝在SEM主體10內(nèi)而不是如相關(guān)技術(shù)的SEM那樣分開安裝在 SEM主體10的外部。結(jié)果，包括電子光學(xué)單元20、真空泵30以及控制單元40的SEM主體10可以是緊湊的。雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的特定示例性實(shí)施方式示出并且描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域 技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在沒有脫離如隨附的權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況 下，在其中可以進(jìn)行各種形式及細(xì)節(jié)上的改變。
權(quán)利要求
一種掃描電子顯微鏡(SEM)，所述掃描電子顯微鏡包括SEM主體，所述SEM主體包括樣品架；電子光學(xué)單元，所述電子光學(xué)單元垂直于所述樣品架形成在所述SEM主體中；真空泵，所述真空泵平行于所述電子光學(xué)單元形成在所述SEM主體中并且和該電子光學(xué)單元相連接；以及控制單元，所述控制單元形成在所述SEM主體中以便控制所述電子光學(xué)單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SEM，其中，所述樣品架形成在所述SEM主體的前下部以便出 現(xiàn)在該SEM主體外部或位于該SEM主體內(nèi)而消失，并且所述控制單元形成在所述SEM主體的后部以面向該SEM主體的前部，并且所述電子光 學(xué)單元和所述真空泵位于所述前部和所述后部之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的SEM，其中，所述電子光學(xué)單元包括 電子槍單元，所述電子槍單元加速并且發(fā)射電子束；和透鏡鏡筒，所述透鏡鏡筒將所述電子束引導(dǎo)到所述樣品架并且使該電子束在該樣品架 上掃描。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的SEM，其中，所述真空泵和所述電子槍單元連續(xù)地相連接并且 平行于該電子槍單元而形成。
5.一種掃描電子顯微鏡(SEM)，所述掃描電子顯微鏡包括SEM主體，所述SEM主體包括電子光學(xué)單元以使電子束掃描到樣品；和 控制單元，所述控制單元控制所述電子光學(xué)單元， 其中所述控制單元形成在所述SEM主體中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的SEM，其中，所述SEM主體還包括 樣品架，所述樣品放置在所述樣品架中；電子光學(xué)單元，所述電子光學(xué)單元面向所述樣品架；和 真空泵，所述真空泵在所述電子光學(xué)單元中產(chǎn)生真空，并且其中所述電子光學(xué)單元垂直于所述樣品架安裝，并且所述真空泵平行于所述電子光學(xué) 單元安裝。
7.一種掃描電子顯微鏡(SEM)，所述掃描電子顯微鏡包括 SEM主體，所述SEM主體包括樣品架；電子光學(xué)單元，所述電子光學(xué)單元使電子束掃描到所述樣品架； 真空泵，所述真空泵在所述電子光學(xué)單元中產(chǎn)生真空；以及 控制單元，所述控制單元控制所述電子光學(xué)單元，其中所述電子光學(xué)單元和所述真空泵垂直于所述樣品架安裝并且彼此鄰接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的SEM，其中，所述控制單元形成在所述SEM主體中。
全文摘要
提供一種具有簡單結(jié)構(gòu)并提高了真空度的掃描電子顯微鏡(SEM)。根據(jù)本發(fā)明的掃描電子顯微鏡(SEM)包括具有樣品架的SEM主體；電子光學(xué)單元，所述電子光學(xué)單元垂直于所述樣品架安裝在所述SEM主體上以和該樣品架相對(duì)；真空泵，所述真空泵平行于所述電子光學(xué)單元安裝在所述SEM主體內(nèi)；以及控制單元，所述控制單元安裝在所述SEM主體內(nèi)以控制所述電子光學(xué)單元。
文檔編號(hào)H01J37/26GK101802965SQ200880107098
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2008年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月16日
發(fā)明者全柄喆, 李仁揆, 郭京一, 金興福, 金鐘顯 申請(qǐng)人:賽可株式會(huì)社