CN115428114A - 带电粒子枪以及带电粒子束系统 - Google Patents

带电粒子枪以及带电粒子束系统 Download PDF

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CN115428114A CN202080099514.0A CN202080099514A CN115428114A CN 115428114 A CN115428114 A CN 115428114A CN 202080099514 A CN202080099514 A CN 202080099514A CN 115428114 A CN115428114 A CN 115428114A
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Abstract

本发明提供能够抑制引出电极中的不均匀的温度分布的电子枪(901)以及测长SEM(900)。电子枪(901)具备：带电粒子源(1)；引出电极(3)，其从带电粒子源(1)引出带电粒子，并且使带电粒子的一部分通过，遮蔽带电粒子的另一部分；以及辅助结构(5)，其与引出电极(3)接触。测长SEM(900)具备上述的电子枪(901)和控制电子枪(901)的计算机系统(920)。

Description

带电粒子枪以及带电粒子束系统
技术领域
本公开涉及带电粒子枪以及带电粒子束系统。
背景技术
目前，在半导体检查装置市场中，晶圆的观察面积正在增大。特别是在使用了极紫外光的EUV光刻中，晶圆整个面的观察是必须的，因此在现状的装置吞吐量下，缺陷、尺寸的检查需要几天～几十天。因此，在半导体检查用装置中，除了检查装置的吞吐量提高以外，长时间的稳定动作能力、即能够长时间连续地以高精度进行检查以及测量的能力成为决定装置价值的重要指标。
在此，作为支持装置的长时间稳定动作的要素，可举出稳定的带电粒子释放。在带电粒子释放表现出不稳定的举动的情况下，观察结果发生变化，检查结果变得不稳定。因此，为了长时间连续地进行高精度的检查，需要使试样观察结果的品质始终固定。为了实现该目的，要求能够长时间稳定地提供带电粒子释放的带电粒子枪。
作为用于提高这样的带电粒子释放的稳定性的技术的例子，有专利文献1所记载的技术。在专利文献1中，通过使引出电极及抑制器的中心轴与针状电极的中心轴一致，来提高带电粒子枪的动作稳定性。对针状电极以中心轴为中心旋转对称地施加电场，实现稳定的带电粒子释放。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-216686号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在现有技术中，存在在引出电极中产生不均匀的温度分布的问题。
为了提高装置的吞吐量，增大从带电粒子源释放的带电粒子量，高速地观察试样是有效的。但是，在增大从带电粒子源释放的带电粒子量的情况下，产生引出电极的发热以及热膨胀，有可能妨碍带电粒子枪的稳定动作。
从带电粒子源释放的带电粒子的99％以上与引出电极碰撞，因此在引出电极中产生由电子的流入流出引起的电流。对于引出电压，为了从带电粒子源引出带电粒子而始终施加数kV的电压，因此通过施加电压和由带电粒子产生的电流产生功率，在引出电极内引起发热。
在此，关于通过带电粒子照射而产生的功率W，将施加电压设为V，将由带电粒子产生的电流设为I，通过下式求出。
W＝V×I…式(1)
作为例子，在向施加了3kV的电压的引出电极产生500μA的电流的情况下，在引出电极产生的功率为1.5W，由发热引起的温度上升超过100℃。
引出电极的主要形状是专利文献1所示那样的杯型的构造，带电粒子与垂直于光轴配置的面碰撞而产生发热。引出电极的热传导的导热率小，且带电粒子枪内为真空，因此成为隔热状态，热辐射量小。因此，在引出电极产生的热无法逸散，在照射带电粒子的部分(带电粒子照射部)蓄积热，仅带电粒子照射部的温度变高。因此，在高吞吐量观察中的带电粒子枪的动作条件下，带电粒子照射部的温度变高，产生随着远离带电粒子照射部而温度变低的温度梯度。由此，产生引出电极内的不均匀的温度分布。
在专利文献1中，引出电极通过螺钉与引出电极基座连接。在这样的构造中，由于螺钉周边的热传导小，所以在引出电极与引出电极基座之间产生温度差。因此，在专利文献1所示的构造中，也产生由不均匀的温度分布引起的局部的热膨胀。
在专利文献1中记载了使引出电极的中心轴与针状电极的中心轴持续一致，但在为了实现高吞吐量而增大带电粒子的释放量的情况下，由于引出电极内的不均匀的热膨胀，难以使各中心轴持续一致。其结果，难以使带电粒子枪稳定地动作，损失机器时间，并且需要频繁地进行用于使带电粒子源的中心轴与引出电极的中心轴一致的维护作业。
本公开是为了解决这样的课题而完成的，其目的在于提供能够抑制引出电极中的不均匀的温度分布的带电粒子枪以及带电粒子束系统。
用于解决课题的手段
本公开的带电粒子枪的一例具备：
带电粒子源；
引出电极，其从所述带电粒子源引出带电粒子，并且使所述带电粒子的一部分通过，遮蔽所述带电粒子的另一部分；以及
传热结构，其与所述引出电极接触。
并且，本公开的带电粒子束系统的一例具备：
上述的带电粒子枪；
计算机系统，其控制所述带电粒子枪。
发明效果
本公开的带电粒子枪以及带电粒子束系统通过增大引出电极的带电粒子照射部的热传导而使引出电极的温度均匀化。由此，抑制引出电极的热膨胀或使其均匀化，因此从带电粒子源释放的带电粒子量保持固定，或者变动变小。其结果，即使在带电粒子量大的情况下，带电粒子枪以及带电粒子束系统也稳定地长时间动作，因此生产率以及维护性提高。
这样，能够增大从带电粒子枪释放的带电粒子量，能够提高带电粒子枪以及带电粒子束系统的吞吐量，并且能够进行长时间的高精度的动作(例如高精度的检查以及测量)。
附图说明
图1是实施例1、4、9的电子枪的结构例。
图2是作为比较例的具有以往的结构的带电粒子枪的发热状况的例子。
图3是关于带电粒子的释放量的经时变化的比较结果。
图4是实施例2的电子枪的结构例。
图5是实施例3的电子枪的结构例。
图6是实施例5的电子枪的结构例。
图7是实施例6～8的电子枪的结构例。
图8是实施例10的电子枪的结构例。
图9是实施例1的带电粒子束系统的结构例。
具体实施方式
以下，使用附图对本公开的实施例进行说明。在附图中，功能上相同的要素有时也以相同的编号或对应的编号来显示。另外，在以下的实施例中使用的附图中，即使是俯视图，为了容易观察附图，有时也标注阴影线。此外，附图示出了遵照本公开的原理的实施例，但这些是用于理解本公开的，决非用于限定性地解释本公开。本说明书的记述只不过是典型的例示，在任何意义上都不限定本公开的请求专利保护的范围或应用例。
在以下的实施例中，为了本领域技术人员实施本公开而充分详细地进行了说明，但需要理解的是，其他的安装或方式也是可能的，能够在不脱离本公开的技术思想的范围和精神的情况下进行结构或构造的变更、多种要素的置换。因此，不能将以后的记述限定于此进行解释。
另外，在以下的实施例的说明中，示出将本公开的带电粒子枪(电子枪单元)应用于由使用了电子束的扫描电子显微镜(SEM：Scanning Electron Microscope)和计算机系统构成的带电粒子束系统(图案测量系统)的例子。但是，该实施例不应被限定性地解释，例如，对于晶圆的缺陷检查系统、使用离子束等带电粒子束的装置、一般的观察装置等，也能够应用本公开。
实施例1
作为本公开的带电粒子束系统的一例，以在半导体器件的栅极、接触孔的尺寸测定中利用的测长SEM(Critical-Dimension Scanning Electron Microscope，也称为CD-SEM)为例，使用图9说明本公开的测长SEM900的结构和原理。
图9表示实施例1的带电粒子束系统的结构例。在该例子中，带电粒子束系统构成为测长SEM900。测长SEM900具备电子枪901(带电粒子枪)。此外，在本实施例中，作为带电粒子的例子使用电子，但也能够应用于释放其他带电粒子的带电粒子枪。
从保持在维持为高真空的壳体924内的电子枪901释放电子作为带电粒子。释放出的电子通过由高压电源925施加了高电压的一次电子加速电极926被加速。电子束906(带电粒子束)通过会聚用的电子透镜927被会聚。之后，通过光阑928对电子束906的束电流量进行调节。之后，电子束906被扫描线圈929偏转，对作为试样的晶圆905(半导体晶圆)二维地进行扫描。
在晶圆905的正上方配置有电子物镜930。电子束906被电子物镜930会聚，进行对焦，入射到晶圆905。一次电子(电子束906)入射的结果所产生的二次电子931被二次电子检测器932检测。检测出的二次电子的量反映试样表面的形状，因此能够基于二次电子的信息将表面的形状图像化。
晶圆905在确保一定的平坦度的同时被保持在静电卡盘907上，并被固定在X-Y载物台904上。此外，在图9中，以从横向观察壳体及其内部构造的剖视图进行了记述。晶圆905在X方向和Y方向上都能够自由移动，并且能够测量晶圆表面内的任意位置。另外，X-Y载物台904具备晶圆搬送用提升机构933。在晶圆搬送用提升机构933中组装有能够上下动作的弹性体。使用该弹性体，能够相对于静电卡盘907装卸晶圆905。通过晶圆搬送用提升机构933和搬送机器人934的协同动作，能够在与装载室935(预备排气室)之间进行晶圆905的交接。
以下说明将作为测定对象的晶圆905搬送至静电卡盘907时的动作。首先，将设置在晶圆盒936中的晶圆905用微环境937(minienvironment)的搬送机器人938搬入到装载室935。在装载室935内，能够通过未图示的真空排气系统进行抽真空及大气开放。通过阀(未图示)的开闭和搬送机器人934的动作，一边将壳体924内的真空度维持在实用上没有问题的水平，一边将晶圆905搬送到静电卡盘907上。
在壳体924上安装有表面电位计939。表面电位计939以从探头前端到静电卡盘907或晶圆905的距离适当的方式调节高度方向的位置而被固定，能够以非接触的方式测定静电卡盘907或晶圆905的表面电位。
测长SEM900也可以具备控制电子枪901的计算机系统920。上述的测长SEM900的各构成要素能够使用通用的计算机来实现。各构成要素也可以作为在计算机上执行的程序的功能来实现。在图9的例子中，通过计算机系统920实现控制系统的结构。计算机系统920至少具备CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)等处理器、存储器等存储部、硬盘(包括图像保存部)等存储装置。
而且，例如，也可以将计算机系统920构成为多处理器系统。并且，也可以由主处理器实现壳体924内的电子光学系统的各构成要素的控制。另外，也可以由子处理器实现与X-Y载物台904、搬送机器人934、搬送机器人938以及表面电位计939相关的控制。另外，也可以由子处理器实现用于基于由二次电子检测器932检测出的信号来生成SEM像的图像处理。
另外，计算机系统920具有用于用户输入指示等的输入设备、和显示用于输入这些的GUI画面以及SEM图像等的显示设备。输入设备能够由用户输入数据、指示，例如是鼠标、键盘、声音输入装置等。显示设备例如是显示装置。这样的输入输出设备(用户接口)也可以是能够进行数据的输入以及显示的触摸面板。
图1表示图9的电子枪901的结构例。电子枪901具备引出电极3。引出电极3具备圆筒面状的第一部分3a和圆锥面状或平面状的第二部分3b(在本例中为平面状)。另外，电子枪901具备辅助结构5。引出电极3及辅助结构5被配置成绕中心轴A旋转对称或大致旋转对称。
辅助结构5与引出电极3接触。在图1的例子中，辅助结构5以覆盖引出电极3的方式配置。在本实施例中，辅助结构5由单一的辅助部件构成。另外，在本实施例中，辅助结构5与引出电极3的第一部分3a以及第二部分3b接触。
另外，在本实施例中，辅助结构5配置在引出电极3的外侧。“引出电极3的外侧”是指例如相对于引出电极3在与带电粒子源1相反侧的区域或位置(即，带电粒子源1配置于引出电极3的内侧)。这样，带电粒子不与辅助结构5碰撞，因此能够减少带电粒子枪的动作变得不稳定的原因。另外，也能够抑制辅助结构5的发热。
电子枪901具备释放带电粒子(在本例中为电子)的带电粒子源1。另外，虽然在图1中未示出，但是电子枪901具有用于在图1所示的电压施加部的方向上使带电粒子源1的中心轴与引出电极3的中心轴一致的机构。带电粒子源1由带电粒子源保持部件7保持。
引出电极3具有使带电粒子的一部分通过的通过部3c。通过部3c例如是圆形的开口。从带电粒子源1释放出的带电粒子束2的一部分通过通过部3c，但剩余部分与引出电极3碰撞。即，引出电极3从带电粒子源1引出带电粒子，并且使带电粒子的一部分通过，遮蔽带电粒子的另一部分。
由于对引出电极3施加了高电压，因此通过带电粒子束2碰撞而产生电流并发热。在以往的结构中，所产生的热的传热路径仅为在引出电极3的内部传递的热传导路径4，但在本实施例中，新存在通过与引出电极3的外表面接触的辅助结构5而在辅助结构5内传递的传热路径6。因此，传热的导热率变大，抑制引出电极3的局部的温度上升。这样，辅助结构5作为传热结构而发挥功能。
因此，引出电极3的热膨胀被抑制，引出电极3的中心轴与带电粒子源1的中心轴不会从初始调整后的状态变化而持续一致。由此，带电粒子源1能够稳定地释放带电粒子束2。
辅助结构5具有使带电粒子的一部分通过的开口部5c。开口部5c例如是圆形的开口。从光轴方向观察，开口部5c包含引出电极3的通过部3c的整体。例如通过将通过部3c以及开口部5c均形成为圆形，使开口部5c的直径比通过部3c的直径大，将通过部3c以及开口部5c同心地配置来实现这样的结构。这样，带电粒子不与辅助结构5碰撞，因此能够减少带电粒子枪的动作变得不稳定的原因。另外，也能够抑制辅助结构5的发热。
在图2中，作为比较例，示出了具有以往的结构的带电粒子枪的发热状况的例子。图2的(a)表示发热状况，图2的(b)表示带电粒子枪的结构例。该带电粒子枪与图1不同，没有设置辅助结构5。
在图2的(a)中，示出了由引出电极3产生的功率与温度的关系。在图2的(a)中，横轴表示功率，纵轴表示温度。功率通过上述的式(1)求出。在图2的(a)中描绘了计算结果和实测结果。实线及虚线表示计算结果，另外白圈表示实测结果。实线是带电粒子照射部9的温度计算结果，虚线是与带电粒子照射部9不同的位置的温度测定部8的温度计算结果。温度的实测结果在图2的(b)的温度测定部8的位置进行测定。
根据图2的(a)可知，随着功率的增加，引出电极3的温度单调地增加。由于温度测定部8中的计算结果(虚线)与实验结果(白圈)一致，因此确认因由带电粒子束2产生的电流(即引出电极3中的功率)而发热，可知计算结果的精度高。
在图2的(b)中发热最大的部位是带电粒子照射部9，在6.0W的情况下的计算结果中，可知温度上升到480℃。带电粒子照射部9达到480℃，与此相对，在温度测定部8停留在280℃，因此在带电粒子枪的动作环境中，在引出电极内产生200℃的温度差。由于该温度差而在引出电极3产生不均匀的热膨胀，对带电粒子源1施加非旋转对称的电场。由此，带电粒子源1中的带电粒子的释放量变得不稳定。
图3示出了关于带电粒子的释放量的经时变化的比较结果。图3的(a)是作为比较例的不具备辅助结构5的结构(例如图2所示的结构)的结果，图3的(b)是具备辅助结构5的结构(例如实施例1的结构)的结果。
实线表示从电子源释放出的电流量，虚线表示根据式(1)求出的功率。通过对电子源施加电压而释放电子，测定从电子源释放出的电流量的经时变化。
在图3的(a)所示的情况下(无辅助结构5)，可知若使功率增加，则在功率成为不足1W的时间点电流量降低，成为不稳定的举动。在图3的(a)中电流量变小，这可以说是由于引出电极3发生热膨胀，从而带电粒子源1与引出电极3的位置关系发生变化。
与此相对，在图3的(b)所示的情况下(有辅助结构5)，在经过约0.5天后使功率增加至约6.5W这样的大功率，但可知即使维持该大功率，电流也长期稳定。可知在这样的大功率下，在不具备辅助结构5的结构中，在引出电极3内产生200℃以上的温度差，电流变得不稳定，但在具备辅助结构5的结构中，能够提供稳定的带电粒子释放。
另外，在图3的(b)中仅示出了到第五天为止的数据，但本发明者们确认了即使在该状态下持续动作1年以上，功率也没有变动。根据这些结果，可以说实施例1的电子枪901有助于需要大的带电粒子量的高吞吐量观察条件的装置中的带电粒子束系统的长时间的稳定运转。
因此，根据本实施例的电子枪901以及测长SEM900，能够抑制引出电极中的不均匀的温度分布。特别是在图1的例子中，辅助结构5与引出电极3的第一部分3a和第二部分3b这两者接触，因此，促进从前端附近的第二部分3b向根部侧的第一部分3a的热传导，使温度分布进一步均匀化。这样，能够兼顾通过增大带电粒子的释放量而实现的装置的高吞吐量和基于稳定的带电粒子释放的长时间的稳定运转这两方面。
实施例2
实施例2是在实施例1中对引出电极3周边的结构进行一部分变更的例子。以下，对与实施例1的不同点进行说明。
图4表示实施例2的电子枪的结构例。电子枪具备用于对引出电极3施加电压的导电部件20。导电部件20例如被称为电压导入电极。引出电极3通过螺钉21固定于导电部件20。由引出电极3产生的热如在螺钉21中传递的传热路径22所示那样，通过螺钉21向导电部件20传导。
但是，螺钉21与导电部件20的接触面积小，热传导性低。因此，通过使辅助结构5与引出电极3以及导电部件20接触，进一步增大接触面积，能够大幅改善热传导性，更有效地抑制引出电极3的温度上升。通过抑制引出电极3的温度上升，抑制热膨胀，从带电粒子源1得到稳定的电子释放。
在此，螺钉21是将引出电极3及导电部件20相互固定的固定部件，但也可以构成为作为调整引出电极3与导电部件20的位置关系的调整机构发挥功能。例如，如图4所示，在引出电极3与导电部件20相互接触、且引出电极3的中心轴A3、导电部件20的中心轴A20、带电粒子源1的中心轴A1一致的状态下，螺钉21调整并固定引出电极3与导电部件20的位置关系。这样，能够容易地调整引出电极3与导电部件20的位置关系。
另外，辅助结构5以覆盖引出电极3的方式配置。因此，能够首先调整带电粒子源1与引出电极3的相对位置，之后安装辅助结构5。因此，辅助结构5的安装不会对带电粒子源1的中心轴与引出电极3的中心轴的匹配造成影响。
螺钉21的配置的朝向能够任意地变更，能够从任意的方向将引出电极3固定于导电部件20。在图4中，螺钉21在光轴径向上从外侧朝向内侧插入，但螺钉21也可以在光轴方向上例如从与带电粒子源1相反的一侧朝向带电粒子源1的方向上插入到引出电极3。
实施例3
实施例3在实施例1中变更辅助结构5的结构，由多个部件构成。以下，对与实施例1的不同点进行说明。
图5表示2种实施例3的电子枪的结构例。图5的(a)以及图5的(b)的任一电子枪都具备板状引出电极31作为引出电极。另外，虽然未图示，但图5的(a)以及图5的(b)的任一结构都在电压施加部的方向上具有用于使带电粒子源1的中心轴与板状引出电极31的中心轴一致的机构。通过导电部件32(作为电压导入端子发挥功能)对板状引出电极31施加电压，从带电粒子源1释放电子。
在图5的(a)的例子中，辅助结构被分割为多个部件，具备第一辅助部件33和第二辅助部件34。第一辅助部件33和第二辅助部件34相互接触地固定。第一辅助部件33与板状引出电极31接触，第二辅助部件34与导电部件32接触。通过这些辅助部件，由板状引出电极31产生的热高效地向导电部件32传导。第一辅助部件33和第二辅助部件34例如能够通过螺钉、焊接等进行固定。
在此，在图5的(a)所示的例子中，板状引出电极31和导电部件32的形状大不相同，难以形成能够利用单一的辅助部件高效地覆盖它们的表面的形状，但通过如本实施例那样将辅助结构分割为第一辅助部件33和第二辅助部件34，制造变得更容易。
在图5的(a)中，通过用相同的材质形成导电部件32和与其接触的辅助部件(即第二辅助部件34)，能够更有效地提高热传导率。
在图5(b)的例子中，辅助结构具备多个热传导端子35。热传导端子35分别与板状引出电极31以及导电部件32双方接触，将在板状引出电极31产生的热向导电部件32传导。热传导端子35例如为金属制，例如构成为导线或板。导线或板通过焊接或螺钉等固定于板状引出电极31及导电部件32。
此外，在图5的(a)以及图5的(b)中，导电部件32为棒状形状，但形状、个数不需要限定于图示的形状、个数。例如导电部件32可以是圆柱形状或棱柱形状，只要个数为一个以上，则可以是任意个数。
另外，构成辅助结构的辅助部件的数量没有限制。另外，不需要使各辅助部件的材质相同。
实施例4
实施例4是在实施例1中限定辅助结构5的材质的例子。以下，对与实施例1的不同点进行说明。
在实施例4中，如图1所示，辅助结构5包含热传导率为10W/mK以上的材料，例如辅助结构5的整体由这样的材料构成。作为引出电极3的材料，通常广泛使用SUS或钛。因此，辅助结构5优选包含这样的热传导率高的材料。特别是铜、银、铝、金等热传导性高的材质是有效的。
实施例4能够同样地应用于实施例2中的辅助结构5，也能够同样地应用于实施例3中的第一辅助部件33和第二辅助部件34。
实施例5
实施例5是在实施例1中在辅助结构5上设置翅片的例子。以下，对与实施例1的不同点进行说明。
图6表示实施例5的电子枪的结构例。在本实施例中，增大了辅助结构的表面积，提高了热辐射效率。更具体而言，辅助结构41具备散热片41a。通过散热片41a，热辐射的效率提高。作为散热片41a的形状，若考虑加工性，则优选为圆板状，但不需要为圆板状。可以是多边形状，也可以是突起形状。
作为散热片41a的表面积，优选设为420mm2以上。在图6的例子中，散热片41a为1片，但也可以设置2片以上的散热片。辅助结构也可以构成为将翅片设为独立部件，能够将翅片从辅助结构主体卸下。
此外，在本实施例中，辅助结构41具备散热片41a，但也可以取而代之或者在此基础上，引出电极3具备散热片。另外，在电子枪具备导电部件(例如图4的导电部件20等)的情况下，导电部件也可以具备散热片。
实施例6
实施例6是在实施例1中在辅助结构5的表面设置了特定的结构的例子。以下，对与实施例1的不同点进行说明。
图7的(a)～(c)表示实施例6的电子枪的结构例。如图7的(b)所示，在辅助结构5中，在与引出电极3及导电部件20接触的表面的至少一部分形成有包含热传导率为10W/mK以上的材料的导热层51。
另外，如图7的(c)所示，螺钉21具备导热层51。导热层51例如设置于螺钉21的表面，作为更具体的例子，设置于螺钉头的径向外侧表面整体。这样，在本实施例中，螺钉21包括传热结构。螺钉21以导热层51与引出电极3及导电部件20这两者接触的方式配置。
这样，通过在辅助结构5的表面设置热传导率特别高的导热层51，并且在螺钉21的表面也设置导热层51，能够进一步提高热传导的效率，能够更有效地传导引出电极的发热。
导热层51例如能够由金属构成。导热层51优选包含热传导率为10W/mK以上的材料。作为这样的材料的例子，可举出铟、银、钼、铪、铝、镍、钨、金、铜等热传导率大的金属。实施例6所示的导热层51的成膜方法及厚度没有限定。作为成膜方法的例子，可举出溅射法、真空蒸镀法、镀覆等。
特别是，导热层51优选由热传导率比除此以外的部分(即，辅助结构5中的导热层51以外的部分、以及螺钉21中的导热层51以外的部分)高的材料构成。作为这样的材料，优选铜。
此外，辅助结构5的导热层51优选形成于与引出电极3及导电部件20接触的表面的整体，但也可以形成于这样的表面的至少一部分。同样地，螺钉21的导热层51优选形成于与引出电极3及导电部件20接触的表面的整体，但也可以形成于这样的表面的至少一部分。
作为实施例6的变形例，辅助结构5的导热层51也可以仅形成于与引出电极3或导电部件20中的任一方接触的表面。另外，也可以省略辅助结构5的导热层51或螺钉21的导热层51中的任一个。
在实施例6中使用的导热层51在将辅助结构分割为多个部件的情况下也能够利用。在这样的情况下，也可以在辅助部件彼此之间的接触面设置导热层51。这样，辅助部件间的热传导的效率提高。此外，在这样的结构中，各个辅助部件的导热层51的材质不需要相同。
实施例7
实施例7是在实施例1中在辅助结构5的表面设置了特定结构的例子。以下，对与实施例1的不同点进行说明。
图7的(a)及图7的(d)表示实施例7的电子枪的结构例。在辅助结构5的外表面(特别是不与引出电极3接触的表面)设置有金属层52。金属层52由与辅助结构5中的金属层52以外的部分不同的材料构成。
作为具体例，金属层52能够构成为包含辐射率为0.1以上的金属。这样，除了辅助结构5内部的热传导以外，还能够通过金属层52的热辐射使引出电极3的热发散，能够将引出电极3的温度上升抑制得更小。作为金属层52的材料，优选辐射率大的金属，例如优选镍、不锈钢、铬、黄铜等。
在实施例7中，也可以将辅助结构5分割为多个辅助部件。在该情况下，金属层52的材质不需要在所有的辅助部件中都相同。
实施例7也可以与实施例6组合实施。在该情况下，导热层51以及金属层52的材质不需要相同。
若将实施例7与实施例5组合，则能够进一步提高热辐射的效率。
另外，金属层52优选形成于辅助结构5的整个外表面(特别是不与引出电极3接触的整个表面)，但也可以形成于外表面的至少一部分。
实施例8
实施例8是在实施例6或7中限定辅助结构主体的材质的例子。以下，对与实施例6及7的不同点进行说明。
如图7(实施例6和7)所示，在辅助结构(辅助结构5或螺钉21)的表面具有导热层51或金属层52的情况下，作为辅助结构中的除此以外的部分的材质，优选比热小且密度小的材料(即热容量小的材料)。例如，辅助结构优选包含比热为0.6J/kgK以下且比重为5g/cm3以下的材料。辅助结构的整体也可以由这样的材料构成。
作为代表性的材料，可举出钛。钛由于热容量小，因此温度迅速上升，但由于热传导率低，因此具有远离热源的部位难以升温的特性。因此，在钛等热容量小的材料中，通过在其表面形成使热传导的导热层51或金属层52，能够向辅助结构整体均匀地传递热。由此，辅助结构整体的温度在短时间内上升，因此作为传热结构的热传导性能变得良好。
实施例9
实施例9是在实施例1中对辅助结构5实施表面处理的例子。以下，对与实施例1的不同点进行说明。
如图1所示，在实施例9中，为了增大辐射率，对辅助结构5实施了表面处理。表面处理是减小表面粗糙度的处理，例如是镜面加工。特别是若进行镜面加工，则辐射率变大，因此热辐射变大。在电极的表面粗糙的情况下，有可能产生带电粒子枪的放电，但通过表面处理能够抑制该放电，因此动作更稳定。
实施例10
实施例10是在实施例1中追加设置带电粒子量调整用电极的例子。以下，对与实施例1的不同点进行说明。
图8表示实施例10的电子枪的结构例。电子枪具备带电粒子量调整用电极61(调整电极)。带电粒子量调整用电极61具有调整带电粒子源1的前端的电场强度的功能、或者调整从带电粒子源1释放的带电粒子的量的功能。例如，带电粒子量调整用电极61通过调整带电粒子源1的前端周边的电场强度，能够调整从带电粒子源1释放的带电粒子的量。带电粒子量调整用电极61例如也可以被称为抑制器。
虽然在图8中没有特别示出，但是电子枪在电压施加部的方向上具有用于调整带电粒子源1以及引出电极3的位置的机构。另外，电子枪还具有用于调整带电粒子量调整用电极61的位置的机构。这样的结构能够与实施例1～9中的任一个组合。
根据实施例10，能够更适当地调整带电粒子束的强度。
以上，在实施例1～10的说明中，对特定的实施例的组合进行了说明，但各实施例能够以任意的组合来实施。
符号说明
1 带电粒子源、
2 带电粒子束、
3 引出电极、
3a 第一部分、
3b 第二部分、
3c 通过部、
4 热传导路径、
5 辅助结构(传热结构)、
5c 开口部、
6 传热路径、
8 温度测定部、
9 带电粒子照射部、
20 导电部件、
21 螺钉(传热结构)、
22 传热路径、
31 板状引出电极(引出电极)、
32 导电部件、
33 第一辅助部件(传热结构)、
34 第二辅助部件(传热结构)、
35 热传导端子(传热结构)、
51 导热层、
52 金属层、
41 辅助结构(传热结构)、
41a 散热片、
61 带电粒子量调整用电极(调整电极)、
900 测长SEM(带电粒子束系统)、
901 电子枪(带电粒子枪)、
920 计算机系统、
A、A1、A3、A20 中心轴。

Claims (16)

1.一种带电粒子枪，其特征在于，具备：
带电粒子源；
引出电极，其从所述带电粒子源引出带电粒子，并且使所述带电粒子的一部分通过，遮蔽所述带电粒子的另一部分；以及
传热结构，其与所述引出电极接触。
2.根据权利要求1所述的带电粒子枪，其特征在于，
所述引出电极具有使所述带电粒子的所述一部分通过的通过部，
所述传热结构具有从光轴方向观察包含所述通过部的整体的开口部。
3.根据权利要求1所述的带电粒子枪，其特征在于，
所述带电粒子枪还具备：
导电部件，其用于向所述引出电极施加电压；以及
调整机构，其调整所述引出电极与所述导电部件的位置关系，
所述调整机构在所述引出电极与所述导电部件相互接触且所述引出电极的中心轴、所述导电部件的中心轴以及所述带电粒子源的中心轴一致的状态下，调整并固定所述引出电极与所述导电部件的位置关系。
4.根据权利要求1所述的带电粒子枪，其特征在于，
所述引出电极或所述传热结构具备散热片。
5.根据权利要求1所述的带电粒子枪，其特征在于，
所述传热结构包含热传导率为10W/mK以上的材料。
6.根据权利要求1所述的带电粒子枪，其特征在于，
在所述传热结构中，在与所述引出电极接触的表面的至少一部分包含热传导率为10W/mK以上的材料。
7.根据权利要求1所述的带电粒子枪，其特征在于，
在所述传热结构中，在不与所述引出电极接触的表面的至少一部分包含辐射率为0.1以上的金属。
8.根据权利要求6所述的带电粒子枪，其特征在于，
所述传热结构包含比热为0.6J/kgK以下且比重为5g/cm3以下的材料。
9.根据权利要求1所述的带电粒子枪，其特征在于，
所述带电粒子枪还具备：
导电部件，其用于向所述引出电极施加电压；以及
固定部件，其将所述引出电极和所述导电部件相互固定，
所述固定部件包括所述传热结构。
10.根据权利要求1所述的带电粒子枪，其特征在于，
所述带电粒子枪还具备调整电极，
所述调整电极通过调整所述带电粒子源的前端周边的电场强度，能够调整从所述带电粒子源释放的所述带电粒子的量。
11.根据权利要求1所述的带电粒子枪，其特征在于，
所述传热结构配置于所述引出电极的外侧。
12.根据权利要求1所述的带电粒子枪，其特征在于，
所述带电粒子源还具备用于对所述引出电极施加电压的导电部件，
所述传热结构还与所述导电部件接触。
13.根据权利要求1所述的带电粒子枪，其特征在于，
所述引出电极具备圆筒面状的第一部分和圆锥面状或平面状的第二部分，
所述传热结构与所述第一部分和所述第二部分接触。
14.根据权利要求1所述的带电粒子枪，其特征在于，
所述传热结构具备多个部件。
15.根据权利要求1所述的带电粒子枪，其特征在于，
对所述传热结构实施了表面处理。
16.一种带电粒子束系统，其特征在于，具备：
权利要求1所述的带电粒子枪；以及
计算机系统，其控制所述带电粒子枪。
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