JP2001052639A - 電子銃、電子光学系及び電子線装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クロスオーバーの位置と径の両方を所望の値
に調整することのできる電子銃を提供する。 【解決手段】 カソード１から出てきた一次電子線２８
は、広がりながら放出されるが、ウェネルト２に印加さ
れた負の抑圧電圧による影響で、ウェネルト２と第１ア
ノード３の間付近で絞られて、第１クロスオーバー２９
が形成される。第２アノード４、第３アノード５の電圧
を調節することにより、再び一次電子線２８が絞られて
できる第２クロスオーバー３０の位置をガンアパーチャ
６の位置にすると共に、第２クロスオーバー３０の大き
さを調整することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子銃、それを備
えた電子光学系、及びそれを使用した電子線装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子銃は、アノード電極が１つの
シングルアノードタイプ、アノード電極が２つあるダブ
ルアノードタイプが用いられてきたが、いずれを用いる
場合でも、後に続く照射電子光学系（電子レンズ系）
は、電子銃とは独立に設計されていた。このような事情
により、電子銃で発生した電子線が１番細く絞られてで
きるクロスオーバーは、電子銃より後段の照射電子光学
系にとっては光源に相当するため、その位置と大きさの
両方を所定の値に制御する必要があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、アノード電極
が１つの場合、カソード、コントロール電極（ウェネル
トなど）、アノードの３電極の関係でクロスオーバーの
位置や大きさはほぼ決定されてしまい、加速電圧やエミ
ッション電流など、電子銃としてのその他の性能を変え
ずに、クロスオーバーの位置や大きさを変えることは困
難であった。

【０００４】アノード電極が２つあるダブルアノードタ
イプの場合、カソード、コントロール電極（ウェネルト
など）と、カソードに近い方のアノード（第１アノー
ド）で、アノード電極が１つの場合と同じように第１ク
ロスオーバーが形成されるが、もう一つのアノード（第
２アノード）の電圧を調整することにより、この第１ク
ロスオーバーの像を、再度を結像させて第２クロスオー
バーを形成することができる。

【０００５】従って、第２アノード電圧を調整してレン
ズ効果を調節することにより、クロスオーバー径、また
はクロスオーバー位置を任意に変えることが可能であ
る。しかしダブルアノードタイプの場合でも、第１クロ
スオーバーをリレーして第２クロスオーバー結像させる
ためのレンズ部では、調節できる電圧が一つしかないた
め、レンズの焦点距離、または倍率のどちらか一方しか
調節できない。つまり第２クロスオーバーの位置、また
はクロスオーバー径のどちらか一方しか、希望する値に
調整することはできなかった。よって、従来の技術では
電子銃後段の照射電子光学系にとって重要な、光源に相
当するクロスオーバーの位置や径を同時に独立に任意に
調節することができなかった。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、クロスオーバーの位置と径の両方を所望の値に
調整することのできる電子銃、電子銃と組み合わせてこ
れと等価な効果を得ることのできる電子光学系、及びこ
の電子光学系を使用した電子線装置を提供することを課
題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第１の手段は、カソードと、電子ビームの発生量をコ
ントロールするための電極と、少なくとも３つ以上の電
極で構成されているアノードとを有してなる電子銃であ
って、(a) 複数のアノード電極のうち、カソードに１番
近いアノード電極を除いた残りの２つ以上のアノード電
極は、少なくとも２つ以上の電極の電圧が独立に制御可
能であり、(b) カソード、電子ビームの発生量をコント
ロールするための電極、及び複数のアノード電極のうち
カソードに１番近いアノード電極で第１クロスオーバー
を形成し、(c) 第１クロスオーバーの像を、アノード電
極により、任意の倍率で任意の位置に結像させるように
したことを特徴とする電子銃（請求項１）である。

【０００８】本手段においては、従来の電子銃と同じよ
うな作用により第１クロスオーバーが形成される。この
第１クロスオーバーの像を、アノード電極により、任意
の倍率で任意の位置に結像させる。すなわち、２つ以上
のアノード電極において２つ以上の電極電圧を独立に制
御可能であるので、電子レンズを２つ以上形成すること
ができ、この電子レンズ系の焦点距離と倍率を独立に制
御することができる。よって、第１クロスオーバーの像
である第２クロスオーバーを、任意の倍率で任意の位置
に結像させることができる。

【０００９】特に、第２クロスオーバーが形成される位
置を、電子銃出側の開口絞り（ガンアパーチャ）位置と
し、第２クロスオーバーの大きさをこの開口絞りの大き
さ程度、又はそれ以上とすれば、照明むらに関係するよ
うな余分な電子線をカットすることができる。また、こ
のようにすれば、電子銃の後に設置される電子光学系に
とって、光源の位置が固定されるばかりでなく、像倍率
（第２クロスオーバーの大きさ）を変えることにより、
カソードからのエミッション電流量を変えることなく、
電子線の開き角を変え、電子銃の後に設置された電子線
光学系に含まれる視野絞りでけられる電子線量を調節す
ることができ、最終的な所定照明エリアを照射する電子
線照射量を変えることが可能となる。

【００１０】前記課題を解決するための第２の手段は、
前記第１の手段である電子銃を有してなる電子光学系で
ある。

【００１１】本手段においては、電子銃の後に設けられ
る電子光学系の構成要素の設計を、光源が所定の位置に
所定の大きさで形成されることを前提として行うことが
できるので、設計や調整が容易となる。また、像倍率
（第２クロスオーバーの大きさ）を変えることにより、
カソードからのエミッション電流量を変えることなく、
電子線の開き角を変え、電子銃の後に設置された電子線
光学系に含まれる視野絞りでけられる電子線量を調節す
ることができ、最終的な所定照明エリアを照射する電子
線照射量を変えることが可能となる。

【００１２】前記課題を解決するための第３の手段は、
カソードと、電子ビームの発生をコントロールするため
の電極と、少なくとも２つ以上の電極で構成されている
アノードとを備えた電子銃と、電子銃より後段に設けら
れた電子レンズ系とを備えた電子光学系であって、(a)
複数のアノード電極のうち、カソードに１番近いアノー
ド電極を除いた残りの１つ以上のアノード電極は、少な
くとも１つ以上の電極電圧が独立に制御可能であり、
(b) カソード、電子ビームの発生をコントロールするた
めの電極、及び複数のアノード電極のうち前記カソード
に１番近いアノード電極で第１クロスオーバーを形成
し、(c) 第１クロスオーバーの像を、アノード電極によ
り、任意の倍率で第２クロスオーバーとして結像させ、
(d) 第２クロスオーバーの像を、前記電子レンズ系によ
り、決められた位置に決められた倍率で結像させるよう
にしたことを特徴とする電子光学系（請求項３）であ
る。

【００１３】本手段においては、従来の電子銃と同じよ
うな作用により第１クロスオーバーが形成される。この
第１クロスオーバーの像を、アノード電極により、任意
の倍率で第２クロスオーバーとして結像させる。第１の
手段と異なるのは、第２クロスオーバーの結像の際、倍
率を所定値に決定するだけで、結像位置は決定しないよ
うな制御を行うことである。よって、カソードに１番近
いアノード電極を除いた残りの１つ以上のアノード電極
において、少なくとも１つ以上の電極電圧が独立に制御
可能であれば実現できる。

【００１４】本手段においては、電子銃側でなりゆきに
より決定された第２クロスオーバーの像を、電子銃より
後段に設けられた電子レンズ系により、決められた位置
に決められた倍率で結像させるようにしている。この場
合、前述のように第２クロスオーバーの大きさは電子銃
側で可能であるので、電子レンズ系は定倍率のものであ
り、第２クロスオーバーの位置のずれを補償し、その像
を定位置に結像させるような調整能力を有すればよい。
すなわち、電子レンズ系は、光源の位置変化に対応可能
な系とされていればよい。像の結像位置としては、一般
的には照明光学系における開口絞りの位置が選定され
る。本手段においては第２クロスオーバーの大きさを変
えることにより、電子線の開き角を調整して、電子銃よ
り公団に設けられる電子線光学系に含まれる視野絞りを
通過する電子線量を変えることができ、所定の照明エリ
ア内を任意のビーム電流量で照明することができる。な
お、本手段において、複数のアノード電極がアインツェ
ルレンズを構成するようにすれば、レンズ設計が容易と
なり、取り扱いが容易となる。

【００１５】前記課題を解決するためのこの他の手段と
しては、熱電子放出型のカソードと、電子ビームの発生
をコントロールするための電極と、少なくとも２つ以上
の電極で構成されているアノードを備えた電子銃と、電
子銃より後段に設けられた電子レンズ系とを備えた電子
光学系であって、(a) 複数のアノード電極のうち、カソ
ードに１番近いアノード電極を除いた残りの１つ以上の
アノード電極において、少なくとも１つ以上の電極電圧
が独立に制御可能であり、(b) カソード、電子ビームの
発生をコントロールするための電極、及び複数のアノー
ド電極のうち前記カソードに１番近いアノード電極で第
１クロスオーバーを形成し、(c) 第１クロスオーバーの
像を、アノード電極により、任意の位置に第２クロスオ
ーバーとして結像させ、(d) 第２クロスオーバーの像
を、前記電子レンズ系により、決められた位置に所定の
倍率で結像させるようにしたことを特徴とする電子光学
系がある。

【００１６】本手段においては、従来の電子銃と同じよ
うな作用により第１クロスオーバーが形成される。この
第１クロスオーバーの像を、複数のアノード電極によ
り、任意の倍率で第２クロスオーバーとして結像させ
る。第１の手段と異なるのは、第２クロスオーバーの結
像の際、結像位置を所定値に決定するだけで、像の倍率
は決定しないような制御を行うことである。よって、カ
ソードに１番近いアノード電極を除いた残りの１つ以上
のアノード電極において、少なくとも１つ以上の電極電
圧が独立に制御可能であれば実現できる。

【００１７】本手段においては、電子銃側でなりゆきに
より決定された第２クロスオーバーの像を、電子銃より
後段に設けられた電子レンズ系により、決められた位置
に決められた倍率で結像させるようにしている。この場
合、前述のように第２クロスオーバーの位置は電子銃側
で可能であるので、電子レンズ系は定焦点距離を持ち、
第２クロスオーバーの大きさのずれを補償するような倍
率調整能力を有すればよい。像の結像位置としては、一
般的には照明光学系における開口絞りの位置が選定され
る。

【００１８】本手段においては、電子銃より後段に設け
られた電子レンズ系の倍率を変えることにより、電子線
の開き角を調整でき、所定照明エリア内を任意のビーム
電流量で照明することができる。本手段において、「所
定の倍率で」というのは、一定倍率のことではなく、予
め要求される倍率に調整可能であることを意味する。な
お、本手段において、複数のアノード電極がアインツェ
ルレンズを構成するようにすれば、レンズ設計が容易と
なり、取り扱いが容易となる。

【００１９】前記課題を解決するための第４の手段は、
前記第３の手段又は第３の手段のいずれかの電子光学系
を有してなることを特徴とする電子線装置（請求項４）
である。

【００２０】電子線装置とは、電子顕微鏡や、電子線露
光装置等、電子線を応用したあらゆる装置をいう。これ
らの電子線装置においては、照明光源の位置と大きさが
厳密に決定されるので、精度のよい装置とすることがで
きる。

【００２１】このような電子装置の内でも、特に、照射
線源から発した照射用荷電粒子線を照射光学系を介して
光路切り替え手段に入射させ、光路切り替え手段を通過
した照射用荷電粒子線を対物光学系を介して物体面に入
射させ、物体面から放出された観察用荷電粒子線を前記
対物光学系を介して前記光路切り替え手段に入射させ、
光路切り替え手段によって照射線源に至る方向とは異な
る方向に観察用荷電粒子線を導き、光路切り替え手段を
通過した後の観察用荷電粒子線を結像光学系を介して検
出手段に入射させる荷電粒子線写像投影光学系において
は、前記作用効果が発揮される。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例
を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態
の１例である電子線検査装置の例を示す概略構成図であ
る。図１において、１はカソード、２はウェネルト、３
は第１アノード、４は第２アノード、５は第３アノー
ド、６はガンアパーチャ、７は電子銃、８は一次光学
系、９は電磁プリズム、１０は開口絞り、１１はアライ
ナ、１２はカソードレンズ、１３は二次光学系、１４は
ＭＣＰ(Micro Channel Plate)、１５はリレーレンズ、
１６は撮像素子、１７は一次コラム、１８は二次コラ
ム、１９は試料室チャンバー、２０は試料、２１はＸス
テージ、２２はＹステージ、２３はＸステージ駆動部、
２４はコントロールユニット、２５はＣＰＵ、２６はデ
ィスプレイ、２７は一次電子線、２８は二次電子線であ
る。以下の図においては、これらと同じ要素には同じ符
号を付してその説明を省略する。

【００２３】この電子線検査装置は、主に一次コラム１
７と二次コラム１８と試料室チャンバー１９とで構成さ
れている。それらには、真空排気系（不図示）が設置さ
れている。そして、真空排気系による排気によって、電
子線検査装置の内部は真空に保たれている。試料室チャ
ンバー１９の内部には、Ｘステージ駆動部２３によって
Ｘ方向に移動可能なＸステージ２１と、 Ｙステージ駆
動部（不図示）によってＹ方向に移動可能なＹステージ
２２が設置されている。Ｘステージ２１上には、試料２
０などが載っている。

【００２４】図１に示すように、一次コラム１７の内部
に設置された電子銃７から照射される一次電子線２７
は、一次光学系８（電子レンズ系）を通過して、電磁プ
リズム９に入射する。電磁プリズム９は周知のＥ×Ｂか
ら成り立っており、ウィーンフィルターの原理により、
斜め入射する一次電子線２７の進行方向を変えて垂直入
射の電子線とする。

【００２５】ここで、電子銃７は熱電子放出型のカソー
ド１、電子ビームの発生をコントロールするための電極
であるウェネルト２、アノード３〜５、ガンアパーチャ
６などで構成されており、クロスオーバー（電子線が１
番細く絞られるところ）を形成する。このクロスオーバ
ーが電子銃７の後段に続く一次光学系８にとって光源に
相当する。

【００２６】一次光学系８は、電子レンズ、アライナ、
アパーチャ等で構成されている。一次電子線２７は、電
磁プリズム９によって、その光路が変更された後、開口
絞り１０に達し、この位置で電子銃７で形成されたクロ
スオーバーの像を結像する。開口絞り１０を通過した一
次電子線２７は、アライナ１１を通過した後、カソード
レンズ１２によるレンズ作用を受けて、試料２０をケー
ラー照明する。

【００２７】試料２０に一次電子線２７が照射される
と、試料２０からは、その表面形状、材質分布、電位の
変化などに応じた分布の二次電子線２８及び反射電子線
などが発生する。このうち、この実施の形態では、主に
二次電子線２８が観察用電子線となる。

【００２８】試料２０から放出された二次電子線２８
は、カソードレンズ１２、アライナ１１、開口絞り１０
を通過した後、電磁プリズム９中を直進し、二次光学系
１３を通過した後、ＭＣＰ (Micro Channel Plate)１４
に入射する。ここで、二次電子光学系１３は、電子レン
ズ、アライナ、アパーチャ等で構成されている。ＭＣＰ
１４の蛍光板には、二次光学系１３によって拡大された
試料２０の光学像が投影されており、大気中に置かれた
リレーレンズ１５を通過して、ＣＣＤなどの撮像素子１
６に結像される。そして、撮像素子１６に入射した光
は、光電変換されて、コントロールユニット２４及びＣ
ＰＵ２５へと伝達され、ディスプレイ２６上に試料２０
の像が表示されることになる。ＣＰＵ２５は、制御信号
を各電子光学系やステージ駆動部等に送り、電圧制御や
複数の試料の観察、検査などを順次行うための制御がで
きる。

【００２９】次に電子銃部７について、アノードをトリ
プルアノードにした場合を例にとり、第１の実施の形態
を説明する。図２は、この実施の形態の概要図である。
図２において２９は第１クロスオーバー、３０は第２ク
ロスオーバーである。

【００３０】図２に示すように、この熱電子放出型電子
銃の場合、電子銃７は、カソード１、カソードからの電
子放出（電子ビームの発生量）を調節するためのウェネ
ルト２、アノード３〜５、及びガンアパーチャ６から構
成されている。ここでアノード３〜５は３つの電極で構
成されており、電極電圧が独立に制御可能になってい
る。カソード１には、第１アノード３に対して負の加速
電圧Ｖaccが印加されており、これにより一次電子線２
８がカソード１から引き出される。

【００３１】ウェネルト２は、この一次電子線２８の量
を制御すると共に、一次電子線を収束させクロスオーバ
ーを形成するための電極で、加速電圧Ｖaccに対して負
の抑圧電圧Ｖbiasを印加されている。第２アノード４、
および第３アノード５は、それぞれ独立に電圧制御が可
能であり、印加する電圧Ｖ2an、Ｖ3anは正又は負の電圧
が目的に応じて印加される。

【００３２】カソード１から出てきた一次電子線２８
は、広がりながら放出されるが、ウェネルト２に印加さ
れた負の抑圧電圧Ｖbiasによる影響で、ウェネルト２と
第１アノード３の間付近で絞られて、第１クロスオーバ
ー２９が形成される。

【００３３】第２アノード４、第３アノード５の電圧を
調節することにより、再び一次電子線２８が絞られてで
きる第２クロスオーバー３０の位置をガンアパーチャ６
の位置にすることが可能である。すなわち、主に第１ア
ノード３、第２アノード４、第３アノード５（及びガン
アパーチャ６）の電圧関係で生成される電場が、静電レ
ンズ系になっていると考えれば、この静電レンズ系によ
り、第１クロスオーバー２９の像を所定の倍率で第２ク
ロスオーバー３０としてガンアパーチャ６の位置に結像
させていることになる。

【００３４】この第２クロスオーバー３０は、後に続く
一次光学系８の光源に相当する。ここで、前記の静電レ
ンズに寄与する電極電圧のうち、独立に制御可能な電極
電圧は、第２アノード４の電圧、および第３アノード５
の電圧である。第２アノード電圧および第３アノード電
圧の２つの独立なパラメータを調節すれば、静電レンズ
系の焦点距離、及び倍率の２つを独立に決定することが
可能である。

【００３５】つまり、独立に電圧制御可能なトリプルア
ノードを用いれば、第２クロスオーバー３１をガンアパ
ーチャ６の位置に任意の倍率で結像することが可能であ
る。前記の実施の形態である電子線検査装置において
は、一次光学系８は、この第２クロスオーバー３０を光
源として、この光源の像を開口絞り１０位置に結像させ
る。この実施の形態のように、開口絞り１０位置に結像
されたされたクロスオーバーの像を光源とするケーラー
照明を行う場合、開口絞り１０位置に前記クロスオーバ
ーを結像するが、電子銃７のアノードレンズ３〜５の結
像倍率を変えることによって、電子線の開き角を調整し
て、一次光学系８に含まれる視野絞りでけられる電子線
量を調節することにより、ウェハ上の所定エリアを任意
のビーム電流量で照明することができる。

【００３６】また、図２に示す実施の形態では、アノー
ドは３つの電極から成るトリプルアノードとしたが、２
つ以上のアノード電圧の制御が独立に可能であればよ
く、電極の数は４つ以上でも構わない。このようなもの
でも、アノードで構成される電子レンズ系の焦点距離と
倍率を独立に制御可能である。

【００３７】次に電子銃部７の第２の実施の形態とし
て、電子銃としての電極の構成は第１の実施の形態と同
じで、トリプルアノード３〜５がアインツェルレンズと
なっている場合について説明する。アインツェルレンズ
とは３つの電極が対称に電圧印加されているような静電
レンズで、本実施の形態の場合、第１アノード３、およ
び第３アノード５が接地に対して等電位とされるか、ま
たは接地されており、第２アノード４が、第１アノード
３、第３アノード５とは異なった電位とされて、ユニポ
テンシャルのレンズを構成しているもののことをいい、
周知のものである。

【００３８】この場合、カソード１、ウェネルト電極
２、および第１アノード３で形成される第２クロスオー
バー２９は、第１アノード３、第２アノード４、および
第３アノード５で構成されるアインツェルレンズにより
第２クロスオーバー３０を結像するが、アインツェルレ
ンズで独立に電圧制御可能な電極は第２アノード４のみ
なので、焦点距離または結像倍率のどちらか一方しか任
意に決定することはできない。

【００３９】前記の実施の形態である電子線検査装置に
おいては、一次光学系８に入射するビーム電流量は第２
クロスオーバー３０の径に関係するので、ビーム電流量
を調節するためにはアインツェルレンズの結像倍率を任
意に調節する必要がある。先に延べたようにアインツェ
ルレンズでは、結像倍率をある値に決めた場合、焦点距
離は一意に決まってしまうので、第２クロスオーバー３
０の結像位置はガンアパーチャ６から外れてしまう場合
もある。第２クロスオーバー３１の結像位置が多少ずれ
ても、ガンアパーチャ６の位置において、一次電子線２
７がケラレない程度にガンアパーチャ６の径が大きけれ
ば、一次光学系８に入射するビーム電流量がガンアパー
チャ６によって制限を受けることは無い。

【００４０】結像位置のずれは一次光学系８の焦点距離
を調整することにより補正可能であり、この焦点調整を
行うことによって、第２クロスオーバー３０の結像位置
が多少ずれた場合でも、第２クロスオーバー３０の像を
開口絞り１０の位置に結像させることができる。また、
前記アインツェルレンズの結像倍率を変えることによっ
て、電子線の開き角を調整して、一次光学系８に含まれ
る視野絞りでけられる電子線量を調節することにより、
ウェハ上の所定エリアを任意のビーム電流量で照明する
ことができる。

【００４１】本実施の形態では、トリプルアノードを用
いているが、ダブルアノードを用いても良く、この場合
は、アインツェルレンズにはならないが、第２アノード
に印加する電圧を変えることにより、アインツェルレン
ズを使用した場合と同様に、アノードレンズで第２クロ
スオーバー３０の結像倍率のみ調節し、後に続く一次光
学系８で結像位置を補正すれば、上述の説明と同様の作
用効果が得られる。

【００４２】また、いずれの実施の形態においても、第
１アノード３は接地されてなくてもよく、カソード１に
対して正の電圧を持っていればよい。

【００４３】以上説明したごとく、電子銃７の第２の実
施の形態においては、アノードレンズにより、第１クロ
スオーバー２９の像倍率を規定して第２クロスオーバー
３０を結像させ、第２クロスオーバー３０の位置のずれ
を、電子銃の後に設けられる電子光学系で補正するよう
にしたが、逆に、アノードレンズ系に与える電圧でアノ
ードレンズ系の焦点距離のみを決定して、第２クロスオ
ーバー３０の結像位置を決定し（通常はガンアパーチャ
６の位置に結像するようにする）、制御できない第２ク
ロスオーバー像３０の大きさを、電子銃の後に設けられ
る電子光学系で補正するようにしてもよい。このように
しても、一次光学系８の倍率で、一次光学系に含まれる
視野絞りを通過できる電子線量を調整でき、ウェハ上の
所定エリアを任意のビーム電流量で照明することができ
る。

【００４４】また以上の実施の形態では、試料からの二
次電子を用いた検査装置を例に示したが、検査や観察に
用いる荷電粒子は、二次電子の代わりに、反射電子や透
過電子やオージェ電子などでもよい。また本実施例の電
子銃及びそれを備えた電子光学系は、観察装置及び検査
装置ばかりでなく、たとえば半導体露光装置などにも簡
単に応用することができる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１に係る発明においては、電子銃の光源点であるクロ
スオーバーの位置と大きさを任意に決定することができ
るので、電子銃の後に設置される電子光学系にとって、
光源の位置が固定されるばかりでなく、像倍率を変える
ことにより、カソードからのエミッション電流の量を変
えることなく、電子線の開き角を変え、所定エリア内に
入射する電子線照射量を変えることが可能となる。

【００４６】請求項２に係る発明においては、電子銃の
後に設けられる電子光学系の構成要素の設計を、光源が
所定の位置に所定の大きさで形成されることを前提とし
て行うことができるので、設計や調整が容易となる。ま
た、また、像倍率を変えることにより、カソードからの
エミッション電流の量を変えることなく、電子線の開き
角を変え、所定エリア内に入射する電子線照射量を変え
ることが可能となる。

【００４７】請求項３に係る発明においては、電子銃に
よりその光源となるクロスオーバーの大きさを決定でき
るので、その後の電子光学系はそれを前提として設計す
ることが可能となり、設計が容易で精度の良いものとす
ることができる。また、クロスオーバーの大きさを調整
することにより、電子線の開き角を調整でき、ウェハ上
の所定エリアを任意のビーム電流量で照明することがで
きる。

【００４８】その他、前記課題を解決する手段で述べた
ように、電子銃によりその光源となるクロスオーバーの
位置を決定できる場合は、その後の電子光学系はそれを
前提として設計することが可能となり、設計が容易で精
度の良いものとすることができる。また、電子銃の後に
設けられる電子光学系の倍率を調整することにより、電
子線の開き角を調整でき、物面上を任意のビーム電流量
で照明することができる。

【００４９】請求項４に係る発明においては、照明光源
の位置と大きさが厳密に決定されるので、精度のよい装
置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の１例である電子線検査装
置の例を示す概略構成図である。

【図２】本発明に係る電子銃の実施の形態を示す概要図
である。

【符号の説明】

１…カソード、２…ウェネルト、３…第１アノード、４
…第２アノード、５…第３アノード、６…ガンアパーチ
ャ、７…電子銃、８…一次光学系、９…電磁プリズム、
１０…開口絞り、１１…アライナ、１２…カソードレン
ズ、１３…二次光学系、１４…ＭＣＰ(Micro Channel P
late)、１５…リレーレンズ、１６…撮像素子、１７…
一次コラム、１８…二次コラム、１９…試料室チャンバ
ー、２０…試料、２１…Ｘステージ、２２…Ｙステー
ジ、２３…Ｘステージ駆動部、２４…コントロールユニ
ット、２５…ＣＰＵ、２６…ディスプレイ、２７…一次
電子線、２８…二次電子線、２９…第１クロスオーバ
ー、３０…第２クロスオーバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 宏 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株 式会社ニコン内 Ｆターム(参考） 5C030 BB05 BB06 BC03 BC04 BC06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カソードと、電子ビームの発生量をコン
   トロールするための電極と、少なくとも３つ以上の電極
   で構成されているアノードとを有してなる電子銃であっ
   て、(a) 複数のアノード電極のうち、カソードに１番近
   いアノード電極を除いた残りの２つ以上のアノード電極
   は、少なくとも２つ以上の電極の電圧が独立に制御可能
   であり、(b) カソード、電子ビームの発生量をコントロ
   ールするための電極、及び複数のアノード電極のうちカ
   ソードに１番近いアノード電極で第１クロスオーバーを
   形成し、(c) 第１クロスオーバーの像を、アノード電極
   により、任意の倍率で任意の位置に結像させるようにし
   たことを特徴とする電子銃。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電子銃を有してなるこ
   とを特徴とする電子光学系。
3. 【請求項３】 カソードと、電子ビームの発生をコント
   ロールするための電極と、少なくとも２つ以上の電極で
   構成されているアノードを備えた電子銃と、電子銃より
   後段に設けられた電子レンズ系とを備えた電子光学系で
   あって、(a) 複数のアノード電極のうち、カソードに１
   番近いアノード電極を除いた残りの１つ以上のアノード
   電極は、少なくとも１つ以上の電極電圧が独立に制御可
   能であり、(b) カソード、電子ビームの発生をコントロ
   ールするための電極、及び複数のアノード電極のうち前
   記カソードに１番近いアノード電極で第１クロスオーバ
   ーを形成し、(c) 第１クロスオーバーの像を、アノード
   電極により、任意の倍率で第２クロスオーバーとして結
   像させ、(d) 第２クロスオーバーの像を、前記電子レン
   ズ系により、決められた位置に決められた倍率で結像さ
   せるようにしたことを特徴とする電子光学系。
4. 【請求項４】 請求項２又は請求項４に記載の電子光学
   系を有してなることを特徴とする電子線装置。