JP2000149842A - 荷電粒子ビ―ムフォ―カシング用磁気レンズ - Google Patents
荷電粒子ビ―ムフォ―カシング用磁気レンズInfo
- Publication number
- JP2000149842A JP2000149842A JP11319019A JP31901999A JP2000149842A JP 2000149842 A JP2000149842 A JP 2000149842A JP 11319019 A JP11319019 A JP 11319019A JP 31901999 A JP31901999 A JP 31901999A JP 2000149842 A JP2000149842 A JP 2000149842A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- opening
- lens
- sample
- magnetic lens
- magnetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/244—Detectors; Associated components or circuits therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
- H01J37/10—Lenses
- H01J37/14—Lenses magnetic
- H01J37/141—Electromagnetic lenses
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/26—Electron or ion microscopes
- H01J2237/28—Scanning microscopes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 荷電粒子ビームのフォーカシングを改良した
磁気的レンズを提供する。 【解決手段】 本発明レンズは、内側ヨークと、外側ヨ
ークと、巻線とを具備するポールピースを有している。
レンズ外側ポールが外側ヨークへ固定されており且つビ
ームがそれを貫通して通過するように位置決めして画定
されている第一開口を具備する第一表面を有している。
レンズ内側ポールが内側ヨークに固定されており且つ第
一開口と整合しているがより小さな直径を有するように
画定されている第二開口を具備する第二表面を有してい
る。
磁気的レンズを提供する。 【解決手段】 本発明レンズは、内側ヨークと、外側ヨ
ークと、巻線とを具備するポールピースを有している。
レンズ外側ポールが外側ヨークへ固定されており且つビ
ームがそれを貫通して通過するように位置決めして画定
されている第一開口を具備する第一表面を有している。
レンズ内側ポールが内側ヨークに固定されており且つ第
一開口と整合しているがより小さな直径を有するように
画定されている第二開口を具備する第二表面を有してい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、機器によって発生
された荷電粒子ビームをサンプルの特性を派生させるた
めに非常に小さなスポットへフォーカシングさせる磁気
レンズに関するものであって、更に詳細には、改良した
高分解能を与える磁束パターンを形成する技術に関する
ものである。
された荷電粒子ビームをサンプルの特性を派生させるた
めに非常に小さなスポットへフォーカシングさせる磁気
レンズに関するものであって、更に詳細には、改良した
高分解能を与える磁束パターンを形成する技術に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】サンプル即ち試料の特性を派生させるた
めにサンプルとの荷電粒子の相互作用に依存する種々の
機器が公知である。この様な機器の例としては、電子顕
微鏡及びフォーカストイオンビーム顕微鏡がある。荷電
粒子のフォーカシングした即ち集束させたビームは、
又、電子ビームリソグラフィを実施する装置においても
使用されている。
めにサンプルとの荷電粒子の相互作用に依存する種々の
機器が公知である。この様な機器の例としては、電子顕
微鏡及びフォーカストイオンビーム顕微鏡がある。荷電
粒子のフォーカシングした即ち集束させたビームは、
又、電子ビームリソグラフィを実施する装置においても
使用されている。
【０００３】本発明の説明の便宜上、走査型電子顕微鏡
（ＳＥＭ）に関連して説明する。しかしながら、本発明
は、ＳＥＭに制限されるべきものではなく、且つ当業者
によって、荷電粒子のフォーカシングしたビームを必要
とする上述したような機器及び装置に対して適用可能で
あることを理解すべきである。
（ＳＥＭ）に関連して説明する。しかしながら、本発明
は、ＳＥＭに制限されるべきものではなく、且つ当業者
によって、荷電粒子のフォーカシングしたビームを必要
とする上述したような機器及び装置に対して適用可能で
あることを理解すべきである。
【０００４】ＳＥＭはその表面のイメージング即ち画像
形成を行うサンプルと衝撃する一次走査用電子ビームを
発生させることによって動作する。その結果、後方散乱
された電子及び二次電子がサンプル表面から射出され且
つサンプルの表面近くに配設されている検知器によって
収集される。該検知器は、電子ビームに露呈されている
サンプル表面から収集した電子から信号を発生する。該
検知器からの信号は、ビデオスクリーンの表面上にイメ
ージ即ち画像を表示するために使用される。
形成を行うサンプルと衝撃する一次走査用電子ビームを
発生させることによって動作する。その結果、後方散乱
された電子及び二次電子がサンプル表面から射出され且
つサンプルの表面近くに配設されている検知器によって
収集される。該検知器は、電子ビームに露呈されている
サンプル表面から収集した電子から信号を発生する。該
検知器からの信号は、ビデオスクリーンの表面上にイメ
ージ即ち画像を表示するために使用される。
【０００５】ＳＥＭの主要なコンポーネントの典型的な
配置を概略的に図１に示してある。電子供給源２は電子
ビーム３を発生し、それは管４の両端部における整合さ
れている開口を介してサンプル５に向かって指向され
る。検知器６はサンプル５から射出された電子を収集す
る。ビーム３は検知器６内の開口８を介して通過する。
ビーム３はスティグメーション（ｓｔｉｇｍａｔｉｏ
ｎ）コイル７、整合コイル９、走査コイル１１ａ及び１
１ｂ、レンズ１３によって制御される。これらのコンポ
ーネントの機能は公知である。簡単に説明すると、ステ
ィグメーションコイル７は、ビームの形状を補正するた
めに使用される。整合コイル９は、管４を介してのビー
ムを整合させるために使用される。走査コイル１１ａ及
び１１ｂは、例えばビーム方向に対して垂直な面内にお
けるｘ方向とｙ方向に沿ってのような二つの方向におい
て電子ビーム３を偏向させる。ＳＥＭはこれらのコンポ
ーネントのうちの何れか一つを超えるものを有すること
が可能である。
配置を概略的に図１に示してある。電子供給源２は電子
ビーム３を発生し、それは管４の両端部における整合さ
れている開口を介してサンプル５に向かって指向され
る。検知器６はサンプル５から射出された電子を収集す
る。ビーム３は検知器６内の開口８を介して通過する。
ビーム３はスティグメーション（ｓｔｉｇｍａｔｉｏ
ｎ）コイル７、整合コイル９、走査コイル１１ａ及び１
１ｂ、レンズ１３によって制御される。これらのコンポ
ーネントの機能は公知である。簡単に説明すると、ステ
ィグメーションコイル７は、ビームの形状を補正するた
めに使用される。整合コイル９は、管４を介してのビー
ムを整合させるために使用される。走査コイル１１ａ及
び１１ｂは、例えばビーム方向に対して垂直な面内にお
けるｘ方向とｙ方向に沿ってのような二つの方向におい
て電子ビーム３を偏向させる。ＳＥＭはこれらのコンポ
ーネントのうちの何れか一つを超えるものを有すること
が可能である。
【０００６】電磁レンズ１３が、高分解能のイメージン
グ即ち画像形成を可能とするために、非常に小さなスポ
ットへビーム３をフォーカシング即ち集束させるために
設けられている。レンズ１３の一つのタイプは界浸レン
ズである。米国特許第５，４９３，１１６号は界浸レン
ズを開示しており、そのレンズを本明細書に添付した図
面の図１及び２に概略的に示してある。それは、トロイ
ダル形状のチャンネル形状をした磁気的ポールピース１
４を有しており、該ポールピースはレンズ内側ポール１
５とレンズ外側ポール１７と、チャンネル内側の巻線１
９とを有している。
グ即ち画像形成を可能とするために、非常に小さなスポ
ットへビーム３をフォーカシング即ち集束させるために
設けられている。レンズ１３の一つのタイプは界浸レン
ズである。米国特許第５，４９３，１１６号は界浸レン
ズを開示しており、そのレンズを本明細書に添付した図
面の図１及び２に概略的に示してある。それは、トロイ
ダル形状のチャンネル形状をした磁気的ポールピース１
４を有しており、該ポールピースはレンズ内側ポール１
５とレンズ外側ポール１７と、チャンネル内側の巻線１
９とを有している。
【０００７】ＳＥＭレンズの一つの特性はその電子光学
的作業距離（Ｅ．Ｏ．）である。このＥ．Ｏ．はサンプ
ル５の表面と該レンズの最大磁束密度の領域に対応する
面との間の距離のことを意味している。レンズ１３に対
する最大磁束密度の領域は面２２に位置している。この
Ｅ．Ｏ．はほぼ−１ｍｍだけわずかに負であるように記
述され、従ってサンプル５の面は面２２の上方である。
この形態は、発生量の少ない後方散乱電子の収集効率を
著しく増加させる利点を有するものであると言われてい
る。なぜならば、電子がこのわずかに負のＥ．Ｏ．によ
って検知器（又は複数個の検知器）上へ掃引されるから
であり、例えば垂直線から著しく離れた角度で初期的な
軌跡に沿っての経路２０を有するものとして示されてい
る電子が偏向され且つ偏向された軌跡２１を介して検知
器に到達するからである（図２参照）。
的作業距離（Ｅ．Ｏ．）である。このＥ．Ｏ．はサンプ
ル５の表面と該レンズの最大磁束密度の領域に対応する
面との間の距離のことを意味している。レンズ１３に対
する最大磁束密度の領域は面２２に位置している。この
Ｅ．Ｏ．はほぼ−１ｍｍだけわずかに負であるように記
述され、従ってサンプル５の面は面２２の上方である。
この形態は、発生量の少ない後方散乱電子の収集効率を
著しく増加させる利点を有するものであると言われてい
る。なぜならば、電子がこのわずかに負のＥ．Ｏ．によ
って検知器（又は複数個の検知器）上へ掃引されるから
であり、例えば垂直線から著しく離れた角度で初期的な
軌跡に沿っての経路２０を有するものとして示されてい
る電子が偏向され且つ偏向された軌跡２１を介して検知
器に到達するからである（図２参照）。
【０００８】しかしながら、この従来のアプローチの欠
点は、図２に示したように、磁界がサンプル及び、例え
ば電子ビームと相対的にサンプルをその所望の走査位置
へ移動させるために使用されるＸＹステージ（不図示）
などのようなＳＥＭにおいてサンプルの下側に存在して
いる何かであってそれが磁気的特性を有するものである
場合には、それらと相互作用を行うという点である。こ
の様な相互作用は磁界に歪を発生させる。実際には、そ
れは図２に示したようなものではなく、且つこのことは
機器で達成可能な分解能を劣化させる。更に、サンプル
下側の磁束は何ら有用な目的を達成するものではない
が、それを発生するために電力が消費される。この磁束
を発生するために使用される電力は熱を発生し、それは
コイル巻線１９から放散させることが必要である。更
に、小さなスポットを発生させる場合の収差は、サンプ
ル近くに磁界の集中点を有する磁束パターンを発生する
ことによって最小とすることが可能である。この従来の
アプローチはこの様な磁界を発生するものではないの
で、より高い収差係数が予測される。
点は、図２に示したように、磁界がサンプル及び、例え
ば電子ビームと相対的にサンプルをその所望の走査位置
へ移動させるために使用されるＸＹステージ（不図示）
などのようなＳＥＭにおいてサンプルの下側に存在して
いる何かであってそれが磁気的特性を有するものである
場合には、それらと相互作用を行うという点である。こ
の様な相互作用は磁界に歪を発生させる。実際には、そ
れは図２に示したようなものではなく、且つこのことは
機器で達成可能な分解能を劣化させる。更に、サンプル
下側の磁束は何ら有用な目的を達成するものではない
が、それを発生するために電力が消費される。この磁束
を発生するために使用される電力は熱を発生し、それは
コイル巻線１９から放散させることが必要である。更
に、小さなスポットを発生させる場合の収差は、サンプ
ル近くに磁界の集中点を有する磁束パターンを発生する
ことによって最小とすることが可能である。この従来の
アプローチはこの様な磁界を発生するものではないの
で、より高い収差係数が予測される。
【０００９】ピンホールレンズは荷電粒子ビームをフォ
ーカシングするための従来公知の磁気的レンズの別のタ
イプである。界浸レンズと対比して、ピンホールレンズ
によって発生される磁界のバルク即ち大部分はサンプル
の上方にある（即ち、それは正のＥ．Ｏ．を有してい
る）。このレンズの欠点は、それが高い焦点距離を有し
ており、そのことは高い分解能を得ることを阻害してい
る。又、軸上及び近軸上電子はこの磁界を介して通過す
ることは不可能であり、従って、検知器はレンズの下側
に位置されねばならない。このことは、更に、焦点距離
を増加させ且つ高分解能を達成する上での困難性を悪化
させる。更に、その位置に位置された検知器は実質的に
軸から離れた電子のみを収集することが可能であるに過
ぎず、従ってその他の電子を失うこととなる。
ーカシングするための従来公知の磁気的レンズの別のタ
イプである。界浸レンズと対比して、ピンホールレンズ
によって発生される磁界のバルク即ち大部分はサンプル
の上方にある（即ち、それは正のＥ．Ｏ．を有してい
る）。このレンズの欠点は、それが高い焦点距離を有し
ており、そのことは高い分解能を得ることを阻害してい
る。又、軸上及び近軸上電子はこの磁界を介して通過す
ることは不可能であり、従って、検知器はレンズの下側
に位置されねばならない。このことは、更に、焦点距離
を増加させ且つ高分解能を達成する上での困難性を悪化
させる。更に、その位置に位置された検知器は実質的に
軸から離れた電子のみを収集することが可能であるに過
ぎず、従ってその他の電子を失うこととなる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の点に
鑑みなされたものであって、上述した如き従来技術の欠
点を解消し、荷電粒子ビームのフォーカシングを改良し
た磁気レンズを提供することを目的とする。本発明の別
の目的とするところは、改良した高分解能イメージング
即ち画像形成を与える磁気的レンズを提供することであ
る。本発明の更に別の目的とするところは、収差係数を
減少させたイメージング用の荷電粒子レンズを提供する
ことである。本発明の更に別の目的とするところは、電
力を浪費することのない磁気レンズを提供することであ
る。本発明の更に別の目的とするところは、サンプル及
びサンプル下側の物体と強く相互作用することを回避す
る技術を提供することである。本発明の更に別の目的と
するところは、射出された電子が効率的に検知器に到達
することを可能とする一方所望のレンズ特性を与える技
術を提供することである。
鑑みなされたものであって、上述した如き従来技術の欠
点を解消し、荷電粒子ビームのフォーカシングを改良し
た磁気レンズを提供することを目的とする。本発明の別
の目的とするところは、改良した高分解能イメージング
即ち画像形成を与える磁気的レンズを提供することであ
る。本発明の更に別の目的とするところは、収差係数を
減少させたイメージング用の荷電粒子レンズを提供する
ことである。本発明の更に別の目的とするところは、電
力を浪費することのない磁気レンズを提供することであ
る。本発明の更に別の目的とするところは、サンプル及
びサンプル下側の物体と強く相互作用することを回避す
る技術を提供することである。本発明の更に別の目的と
するところは、射出された電子が効率的に検知器に到達
することを可能とする一方所望のレンズ特性を与える技
術を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの側面によ
れば、荷電粒子ビームをサンプルに向かって指向させる
機器用の磁気レンズが提供される。ポールピース即ち極
部材は内側ヨークと、外側ヨークと、巻線とを有してい
る。レンズ外側ポール（極）が外側ヨークへ固定されて
おり且つビームが貫通して通過するように位置決めして
画定されている第一開口を具備する第一表面を有してい
る。レンズ内側ポール（極）が内側ヨークへ固定されて
おり且つ第一開口と整合されているがより小さな内径を
有するように画定されている第二開口を具備する第二表
面を有している。
れば、荷電粒子ビームをサンプルに向かって指向させる
機器用の磁気レンズが提供される。ポールピース即ち極
部材は内側ヨークと、外側ヨークと、巻線とを有してい
る。レンズ外側ポール（極）が外側ヨークへ固定されて
おり且つビームが貫通して通過するように位置決めして
画定されている第一開口を具備する第一表面を有してい
る。レンズ内側ポール（極）が内側ヨークへ固定されて
おり且つ第一開口と整合されているがより小さな内径を
有するように画定されている第二開口を具備する第二表
面を有している。
【００１２】
【発明の実施の形態】図３は本発明に基づくレンズ３０
の断面を示している。磁気的レンズ３０はトロイダル形
状でチャンネル形状の磁気的ポールピース４０を有して
いる。ポールピース４０は内側ヨーク４２と、外側ヨー
ク４４と、チャンネル内側の巻線４６とを有している。
これらのコンポーネントがＳＥＭ内に装着される態様は
公知であり、従って、その詳細な説明は割愛する。
の断面を示している。磁気的レンズ３０はトロイダル形
状でチャンネル形状の磁気的ポールピース４０を有して
いる。ポールピース４０は内側ヨーク４２と、外側ヨー
ク４４と、チャンネル内側の巻線４６とを有している。
これらのコンポーネントがＳＥＭ内に装着される態様は
公知であり、従って、その詳細な説明は割愛する。
【００１３】次に、本発明の原理を具体化したレンズの
特定の特徴について説明すると、内側及び外側ヨーク４
２及び４４は、サンプル５に向かって突出しており且つ
ビーム３をそれがサンプルに衝撃する場合に非常に小さ
なスポットへフォーカシング即ち集束させる磁束パター
ンを形成すべく機能するポール５０及び６０が設けられ
ている。特に、且つ図３及び４を参照すると、外側ヨー
ク４４の底端部５１にレンズ外側ポール５０が取付けら
れている。ポール５０は円筒状の外側部分５５と、サン
プル５と実質的に平行な面内に位置している実質的に平
坦な水平内側部分５６とを有している。フランジ５９が
部分５５の内側周辺部に位置している。フランジ５９は
組立期間中に該部分の整合を容易なものとさせる。更
に、それはシール７０を支持すべく作用する。シール７
０内のＯリング７１が、公知の如く、巻線４６によって
占有されている空間が真空内に位置されることを必要と
することなしに、真空を維持するためにレンズの内部を
シールする。孔５２がポール５０を螺子（不図示）によ
ってヨーク４４へ取付けるために外側部分５５内に設け
られている。中心に位置されている円形状の開口５７が
エッジ５８によって内側部分５６において画定されてい
る。エッジ５８は以下に詳細に説明するような態様でテ
ーパ形状とされている。ポール５０は該レンズを動作す
るのに必要な磁束を担持するのに充分な磁気的特性を有
する任意の物質から構成することが可能である。
特定の特徴について説明すると、内側及び外側ヨーク４
２及び４４は、サンプル５に向かって突出しており且つ
ビーム３をそれがサンプルに衝撃する場合に非常に小さ
なスポットへフォーカシング即ち集束させる磁束パター
ンを形成すべく機能するポール５０及び６０が設けられ
ている。特に、且つ図３及び４を参照すると、外側ヨー
ク４４の底端部５１にレンズ外側ポール５０が取付けら
れている。ポール５０は円筒状の外側部分５５と、サン
プル５と実質的に平行な面内に位置している実質的に平
坦な水平内側部分５６とを有している。フランジ５９が
部分５５の内側周辺部に位置している。フランジ５９は
組立期間中に該部分の整合を容易なものとさせる。更
に、それはシール７０を支持すべく作用する。シール７
０内のＯリング７１が、公知の如く、巻線４６によって
占有されている空間が真空内に位置されることを必要と
することなしに、真空を維持するためにレンズの内部を
シールする。孔５２がポール５０を螺子（不図示）によ
ってヨーク４４へ取付けるために外側部分５５内に設け
られている。中心に位置されている円形状の開口５７が
エッジ５８によって内側部分５６において画定されてい
る。エッジ５８は以下に詳細に説明するような態様でテ
ーパ形状とされている。ポール５０は該レンズを動作す
るのに必要な磁束を担持するのに充分な磁気的特性を有
する任意の物質から構成することが可能である。
【００１４】内側ヨーク４２の底端部５１ａにはレンズ
内側ポール６０が取付けられており、それはサンプル５
に対して実質的に平行な面内に位置している実質的に平
坦な水平な外側部分６２の上部外側周辺部にフランジ６
１を有している。フランジ６１は組立期間中の該部分の
アライメント即ち整合を容易なものとさせる。更に、そ
れはシール７０を支持すべく作用する。孔６３が部分６
２を貫通して形成されており、螺子（不図示）によって
ポール６０をヨーク４２へ取付ける。水平部分６２は、
又、検知器（不図示）を所定位置に固定する孔６５を有
している。ポール６０の内側部分６６は、外側部分６２
のＩ．Ｄ．６４から始まってサンプル５に向かって下方
へ傾斜しており且つエッジ６８によって画定される中央
の円形状の開口６７を有している。開口６７は開口５７
よりも小さく且つそれと同心状である。角度のついた内
側部分６６はエッジ６８に向かって下方へテーパしてい
る。内側部分６６は以下に詳細に説明するような態様で
テーパ形状をしている。エッジ６８は以下に更に説明す
るようにポール５０の内側部分５６の上方の面内に位置
している。真空を形成する際のポンプダウン期間中に空
気が外部へ通過することを許容するために円周上のギャ
ップ７４が設けられている。又、ギャップ７４は検知器
用の巻線を収容する。これらのギャップは収差を形成す
ることを回避するために対称的に配列されるべきである
が、完全な対称性からのある程度のずれは許容可能な場
合がある。
内側ポール６０が取付けられており、それはサンプル５
に対して実質的に平行な面内に位置している実質的に平
坦な水平な外側部分６２の上部外側周辺部にフランジ６
１を有している。フランジ６１は組立期間中の該部分の
アライメント即ち整合を容易なものとさせる。更に、そ
れはシール７０を支持すべく作用する。孔６３が部分６
２を貫通して形成されており、螺子（不図示）によって
ポール６０をヨーク４２へ取付ける。水平部分６２は、
又、検知器（不図示）を所定位置に固定する孔６５を有
している。ポール６０の内側部分６６は、外側部分６２
のＩ．Ｄ．６４から始まってサンプル５に向かって下方
へ傾斜しており且つエッジ６８によって画定される中央
の円形状の開口６７を有している。開口６７は開口５７
よりも小さく且つそれと同心状である。角度のついた内
側部分６６はエッジ６８に向かって下方へテーパしてい
る。内側部分６６は以下に詳細に説明するような態様で
テーパ形状をしている。エッジ６８は以下に更に説明す
るようにポール５０の内側部分５６の上方の面内に位置
している。真空を形成する際のポンプダウン期間中に空
気が外部へ通過することを許容するために円周上のギャ
ップ７４が設けられている。又、ギャップ７４は検知器
用の巻線を収容する。これらのギャップは収差を形成す
ることを回避するために対称的に配列されるべきである
が、完全な対称性からのある程度のずれは許容可能な場
合がある。
【００１５】図５はレンズ外側ポール５０及びレンズ内
側ポール６０に関するさらなる詳細を示している。ポー
ル６０のＩ．Ｄ．６４は垂直線（即ち、軸上方向）から
広い角度に亘って射出される全ての電子が検知器に到達
することを可能とするように選択されている。開口６７
のＩ．Ｄ．及びポール６０の内側部分６６の円錐に対す
る角度は、射出された電子が検知器に到達することを可
能とするこの考察に基づいて選択されている。この物理
的配列を記述する別の方法は、線６６ａに沿って部分６
６の内側表面の仮想的な延長部がビームによって結像さ
れるサンプル５の区域に到達するというものである。
側ポール６０に関するさらなる詳細を示している。ポー
ル６０のＩ．Ｄ．６４は垂直線（即ち、軸上方向）から
広い角度に亘って射出される全ての電子が検知器に到達
することを可能とするように選択されている。開口６７
のＩ．Ｄ．及びポール６０の内側部分６６の円錐に対す
る角度は、射出された電子が検知器に到達することを可
能とするこの考察に基づいて選択されている。この物理
的配列を記述する別の方法は、線６６ａに沿って部分６
６の内側表面の仮想的な延長部がビームによって結像さ
れるサンプル５の区域に到達するというものである。
【００１６】これらの寸法及び形態がレンズ内側ポール
６０に対して確立されると、ポール６０と相対的な適宜
の位置決め及び勾配によって磁界を形成するためにレン
ズ外側ポール５０の形態が特定される。より詳細に説明
すると、ポール５０は磁界を消失させるようにポール６
０へ近づけさせることは不可能である。ある程度のギャ
ップが与えられねばならない。内側部分６６はサンプル
５に向かって下方へ角度を有しているので、エッジ５７
の上表面のテーパ及び内側部分６６の下側表面のテーパ
はポール５０及び６０の間に選択した距離の一様なギャ
ップを形成する。しかしながら、このギャップは一様な
ものであることは必要ではない。なぜならば、このギャ
ップが一様であることはビームに影響を与える磁束パタ
ーンにほとんど影響を与えることがないからである。更
に、図５に示したように、仮想線で示されたエッジ５８
のテーパが付いた表面の延長部は仮想延長部６６ａとサ
ンプル上のほぼ同一のスポットに到達する。
６０に対して確立されると、ポール６０と相対的な適宜
の位置決め及び勾配によって磁界を形成するためにレン
ズ外側ポール５０の形態が特定される。より詳細に説明
すると、ポール５０は磁界を消失させるようにポール６
０へ近づけさせることは不可能である。ある程度のギャ
ップが与えられねばならない。内側部分６６はサンプル
５に向かって下方へ角度を有しているので、エッジ５７
の上表面のテーパ及び内側部分６６の下側表面のテーパ
はポール５０及び６０の間に選択した距離の一様なギャ
ップを形成する。しかしながら、このギャップは一様な
ものであることは必要ではない。なぜならば、このギャ
ップが一様であることはビームに影響を与える磁束パタ
ーンにほとんど影響を与えることがないからである。更
に、図５に示したように、仮想線で示されたエッジ５８
のテーパが付いた表面の延長部は仮想延長部６６ａとサ
ンプル上のほぼ同一のスポットに到達する。
【００１７】開口６７の直径は、磁束パターンがサンプ
ル５に向かって下方へ伸びるように、開口５７の直径よ
りも小さなものでなければならない。ポール６０の開口
６７はポール５０の開口５７上方の面内に位置してい
る。その結果、レンズによって形成される最大磁束密度
の領域を上昇させている。開口６７の直径は焦点距離及
び該レンズによって発生される磁界の形状に影響を与え
る。従って、より大きな直径はより長い焦点距離を発生
し、且つその逆も又真である。更に、開口５７の直径を
不変のまま維持しながらこの直径を増加させると、最大
磁束密度の領域は上昇される。
ル５に向かって下方へ伸びるように、開口５７の直径よ
りも小さなものでなければならない。ポール６０の開口
６７はポール５０の開口５７上方の面内に位置してい
る。その結果、レンズによって形成される最大磁束密度
の領域を上昇させている。開口６７の直径は焦点距離及
び該レンズによって発生される磁界の形状に影響を与え
る。従って、より大きな直径はより長い焦点距離を発生
し、且つその逆も又真である。更に、開口５７の直径を
不変のまま維持しながらこの直径を増加させると、最大
磁束密度の領域は上昇される。
【００１８】図６はレンズ３０によって発生される磁束
パターンを示すと共に、どの様にしてその磁束パターン
がサンプル５と相対的に位置されているかを示してい
る。最大磁束密度の領域に対応する面７８が該レンズに
よって形成される。面７８は該レンズの底部（例えば、
部分５６の底部表面）とサンプル表面との間とすべきで
ある。このことは、正のＥ．Ｏ．を形成し、サンプル５
の面が面７８の下側となる。レンズから出てくる磁界と
サンプル及び／又はサンプル下側の物質との間の相互作
用が不所望のものである場合には面７８を上昇させるこ
とが可能である。しかしながら、レンズコンポーネント
の寸法及び位置決めを調節することによって、面７８を
低下させることも可能であり、例えばサンプルから射出
される電子の経路を制御するために望ましいものである
場合には、負のＥ．Ｏ．の範囲へ降下させることも可能
である。
パターンを示すと共に、どの様にしてその磁束パターン
がサンプル５と相対的に位置されているかを示してい
る。最大磁束密度の領域に対応する面７８が該レンズに
よって形成される。面７８は該レンズの底部（例えば、
部分５６の底部表面）とサンプル表面との間とすべきで
ある。このことは、正のＥ．Ｏ．を形成し、サンプル５
の面が面７８の下側となる。レンズから出てくる磁界と
サンプル及び／又はサンプル下側の物質との間の相互作
用が不所望のものである場合には面７８を上昇させるこ
とが可能である。しかしながら、レンズコンポーネント
の寸法及び位置決めを調節することによって、面７８を
低下させることも可能であり、例えばサンプルから射出
される電子の経路を制御するために望ましいものである
場合には、負のＥ．Ｏ．の範囲へ降下させることも可能
である。
【００１９】本発明に基づくこの形態は幾つかの有益的
な結果を有している。磁界はサンプル５に到達して効果
的にビームをフォーカシングするが、該磁界の有意性の
ない部分のみがサンプルの下側に延在するに過ぎない。
このことは磁界とサンプル及び磁界に歪を発生させ且つ
分解能に悪影響を与える可能性のあるサンプル下側のコ
ンポーネントとの相互作用を回避している。又、磁束パ
ターンはサンプルの近くにおいて磁界の集中を有してい
る。図７は磁束の等電位線８０を示しており、それは収
差係数が低い良好なる磁束パターンを示している。この
様な磁界はより少ないパワーを使用して形成することが
可能であり、そのことは熱の発生を効果的に減少させ
る。
な結果を有している。磁界はサンプル５に到達して効果
的にビームをフォーカシングするが、該磁界の有意性の
ない部分のみがサンプルの下側に延在するに過ぎない。
このことは磁界とサンプル及び磁界に歪を発生させ且つ
分解能に悪影響を与える可能性のあるサンプル下側のコ
ンポーネントとの相互作用を回避している。又、磁束パ
ターンはサンプルの近くにおいて磁界の集中を有してい
る。図７は磁束の等電位線８０を示しており、それは収
差係数が低い良好なる磁束パターンを示している。この
様な磁界はより少ないパワーを使用して形成することが
可能であり、そのことは熱の発生を効果的に減少させ
る。
【００２０】以上、本発明の具体的実施の態様について
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ制限
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。例えば、高さ及び角度などの寸法を変更することが
可能である。寸法のスケーリング即ち拡縮も可能であ
る。面５６，６２は平坦であることは必ずしも必要では
なく、サンプル５に対して平行であることも必ずしも必
要ではない。又、上述した磁気的レンズ特性と結合して
公知の静電技術を適用することも可能である。
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ制限
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。例えば、高さ及び角度などの寸法を変更することが
可能である。寸法のスケーリング即ち拡縮も可能であ
る。面５６，６２は平坦であることは必ずしも必要では
なく、サンプル５に対して平行であることも必ずしも必
要ではない。又、上述した磁気的レンズ特性と結合して
公知の静電技術を適用することも可能である。
【図１】 従来のＳＥＭの概略断面図。
【図２】 図１からのレンズ及びそれによって発生され
る磁束パターンを示した概略分解図。
る磁束パターンを示した概略分解図。
【図３】 本発明に基づくレンズの図４におけるＩＩＩ
−ＩＩＩ線に沿ってとった断面図。
−ＩＩＩ線に沿ってとった断面図。
【図４】 図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿ってとった断
面図。
面図。
【図５】 図３からのレンズの一部の拡大図。
【図６】 図３からのレンズの一部及びそれによって発
生される磁束パターンを示した概略図。
生される磁束パターンを示した概略図。
【図７】 図５と同様の図であって図６の磁束パターン
に対する等電位線を示した概略図。
に対する等電位線を示した概略図。
３ ビーム ５ サンプル ３０ 磁気的レンズ ４０ ポールピース ４２ 内側ヨーク ４４ 外側ヨーク ４６ 巻線 ５０，６０ ポール
Claims (8)
- 【請求項１】 荷電粒子ビームをサンプルに向かって指
向させる機器用の磁気レンズにおいて、 内側ヨークと、外側ヨークと、巻線とを具備するポール
ピース、 前記外側ヨークへ固定されており且つ前記ビームがそれ
を貫通して通過するように位置決めして画定されている
第一開口を具備する第一表面を有しているレンズ外側ポ
ール、 前記内側ヨークへ固定されており且つ前記第一開口と整
合しているがより小さな内径で画定されている第二開口
を具備する第二表面を有しているレンズ内側ポール、を
有していることを特徴とする磁気レンズ。 - 【請求項２】 請求項１において、前記第一開口を画定
するエッジがテーパ形状をしていることを特徴とする磁
気レンズ。 - 【請求項３】 請求項１において、前記第二開口を画定
するエッジがテーパ形状をしていることを特徴とする磁
気レンズ。 - 【請求項４】 請求項１において、前記第二開口が前記
第一開口よりも前記サンプルから遠くに離れていること
を特徴とする磁気レンズ。 - 【請求項５】 請求項１において、前記第二開口を取囲
む前記第二表面の少なくとも一部が円錐形状であること
を特徴とする磁気レンズ。 - 【請求項６】 請求項１において、前記第一開口を取囲
む前記第一表面の少なくとも一部が平坦状であることを
特徴とする磁気レンズ。 - 【請求項７】 請求項１において、前記第二開口を画定
するエッジが少なくとも部分的に前記第一開口内へ延在
していることを特徴とする磁気レンズ。 - 【請求項８】 請求項１において、前記第一開口を画定
するエッジがギャップによって前記第二開口を画定する
エッジから離隔されていることを特徴とする磁気レン
ズ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/191,102 US6362486B1 (en) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | Magnetic lens for focusing a charged particle beam |
| US09/191102 | 1998-11-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000149842A true JP2000149842A (ja) | 2000-05-30 |
Family
ID=22704156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11319019A Pending JP2000149842A (ja) | 1998-11-12 | 1999-11-10 | 荷電粒子ビ―ムフォ―カシング用磁気レンズ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6362486B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000149842A (ja) |
| KR (1) | KR20000034984A (ja) |
| DE (1) | DE19952169A1 (ja) |
| FR (1) | FR2786023A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002097851A1 (en) * | 2001-05-31 | 2002-12-05 | Hamamatsu Photonics K.K. | X-ray generator |
| JP2007250223A (ja) * | 2006-03-14 | 2007-09-27 | Hitachi High-Technologies Corp | 走査電子顕微鏡 |
| US7675042B2 (en) | 2003-11-04 | 2010-03-09 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Beam optical component for charged particle beams |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6768117B1 (en) * | 2000-07-25 | 2004-07-27 | Applied Materials, Inc. | Immersion lens with magnetic shield for charged particle beam system |
| US20020148971A1 (en) * | 2001-03-05 | 2002-10-17 | Michael Sogard | Lens assembly for electron beam column |
| EP2019414B1 (en) * | 2007-07-27 | 2010-06-30 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Magnetic lens assembly |
| CA2776935C (en) * | 2009-10-12 | 2018-10-09 | Perkinelmer Health Sciences, Inc. | Assemblies for ion and electron sources and methods of use |
| EP2827357A1 (en) * | 2013-07-18 | 2015-01-21 | Fei Company | Magnetic lens for focusing a beam of charged particles |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57118357A (en) | 1981-01-14 | 1982-07-23 | Jeol Ltd | Objective lens for scan type electron microscope |
| EP0274622B1 (de) * | 1986-12-12 | 1990-11-07 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Detektoranordnung mit einem Detektorobjektiv für Korpuskularstrahlgeräte |
| FR2644930B1 (fr) * | 1989-03-21 | 1996-04-26 | Cameca | Lentille electromagnetique composite a focale variable |
| JP2777840B2 (ja) | 1990-11-30 | 1998-07-23 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 電子線装置 |
| EP0949653B1 (en) * | 1991-11-27 | 2010-02-17 | Hitachi, Ltd. | Electron beam apparatus |
| JP2659926B2 (ja) | 1996-06-24 | 1997-09-30 | 株式会社日立製作所 | 処理装置 |
| US5729022A (en) * | 1996-09-26 | 1998-03-17 | Etec Systems, Inc. | Composite concentric-gap magnetic lens and deflector with conical pole pieces |
| GB9807592D0 (en) | 1998-04-08 | 1998-06-10 | Shimadzu Res Lab Europe Ltd | Magnetic immersion lenses |
-
1998
- 1998-11-12 US US09/191,102 patent/US6362486B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-10-12 KR KR1019990043941A patent/KR20000034984A/ko not_active Application Discontinuation
- 1999-10-29 DE DE19952169A patent/DE19952169A1/de not_active Withdrawn
- 1999-11-04 FR FR9913788A patent/FR2786023A1/fr active Pending
- 1999-11-10 JP JP11319019A patent/JP2000149842A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002097851A1 (en) * | 2001-05-31 | 2002-12-05 | Hamamatsu Photonics K.K. | X-ray generator |
| JP2002358919A (ja) * | 2001-05-31 | 2002-12-13 | Hamamatsu Photonics Kk | Ｘ線発生装置 |
| US7046767B2 (en) | 2001-05-31 | 2006-05-16 | Hamamatsu Photonics K.K. | X-ray generator |
| CN100405525C (zh) * | 2001-05-31 | 2008-07-23 | 浜松光子学株式会社 | X射线发生器件 |
| US7675042B2 (en) | 2003-11-04 | 2010-03-09 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Beam optical component for charged particle beams |
| JP2007250223A (ja) * | 2006-03-14 | 2007-09-27 | Hitachi High-Technologies Corp | 走査電子顕微鏡 |
| JP4686385B2 (ja) * | 2006-03-14 | 2011-05-25 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 走査電子顕微鏡 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20000034984A (ko) | 2000-06-26 |
| FR2786023A1 (fr) | 2000-05-19 |
| US6362486B1 (en) | 2002-03-26 |
| DE19952169A1 (de) | 2000-05-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6329659B1 (en) | Correction device for correcting the lens defects in particle-optical apparatus | |
| JP3403036B2 (ja) | 電子ビーム検査方法及びその装置 | |
| JP2875940B2 (ja) | 試料の高さ計測手段を備えた電子ビーム装置 | |
| JP2009193963A (ja) | 収差補正器及び位相板を備えたｔｅｍ | |
| JP4828433B2 (ja) | 荷電粒子ビーム用の集束レンズ | |
| US4209702A (en) | Multiple electron lens | |
| EP0767482B1 (en) | Particle-optical apparatus comprising a detector for secondary electrons | |
| WO2016121225A1 (ja) | 荷電粒子線装置及び走査電子顕微鏡 | |
| US7034297B2 (en) | Method and system for use in the monitoring of samples with a charged particle beam | |
| JP2017517119A (ja) | ２重ウィーンフィルタ単色計を用いる電子ビーム画像化 | |
| US6580074B1 (en) | Charged particle beam emitting device | |
| JP2000149842A (ja) | 荷電粒子ビ―ムフォ―カシング用磁気レンズ | |
| JP2004214111A (ja) | モノクロメータ及びそれを用いた走査電子顕微鏡 | |
| JPH11283544A (ja) | 電子ビーム照射装置 | |
| JP2739485B2 (ja) | 走査型電子線装置 | |
| US4570072A (en) | Electromagnetic lens polepiece structure | |
| JP2007035386A (ja) | 電子線装置及び該装置を用いたデバイス製造方法 | |
| WO2016121226A1 (ja) | 荷電粒子線装置及び走査電子顕微鏡 | |
| US4097739A (en) | Beam deflection and focusing system for a scanning corpuscular-beam microscope | |
| JPH09134665A (ja) | 電子ビーム装置 | |
| JP3014369B2 (ja) | 試料の高さ計測手段を備えた電子ビーム装置 | |
| JP4135221B2 (ja) | 写像型電子顕微鏡 | |
| JP3280187B2 (ja) | 走査電子顕微鏡 | |
| JP2001243904A (ja) | 走査形電子顕微鏡 | |
| JP2000156189A (ja) | 電子ビ―ム装置および電子ビ―ムの軸ずれ検出方法 |