JP2004134379A - 電子顕微鏡システム用対物レンズおよび電子顕微鏡システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内側磁極片111と外側磁極片112との間に、磁極片間隙119が形成された、集束磁界を発生させるための磁極片装置と、光軸101に関して実質的に回転対称であり、かつ内側磁極片111内を光軸101に沿って伸びる下端を有するビーム管113およびビーム管の下端から離間して設けられた端子電極114をさらに有し、集束静電界を発生させるための電極装置とから成り、物体面に配置可能な物体を像形成するための磁界集束および静電集束を用いた。
【選択図】 図4
Description
光軸に関して実質的に回転対称であり、かつ内側磁極片内を光軸に沿って伸びる下端を有するビーム管およびビーム管の下端から離間して設けられた端子電極をさらに含む、集束静電界を発生させるための電極装置とを含む、物体面に配置可能な物体を像形成するための磁界集束および静電集束を用いた電子顕微鏡システム用対物レンズであって、
磁極片間隙の周囲少なくとも3cmの領域において以下を満たすことを特徴とする対物レンズが提供される。
0°< β < 15°
●z軸に対する内側磁極片の外側の円錐角度χ:
12°< χ < Δ−15°
●z軸に対する外側磁極片の内側の円錐角度Δ:
α − 5°< Δ < α+1°
軸の周囲に軸方向に配置された外側磁極片の半径方向の最も内側かつ最も下の領域の寸法は、0.5mm〜3mmの範囲にあることが好ましく、軸の周囲に軸方向に配置された内側磁極片の半径方向の最も内側かつ最も下の領域の寸法は、10mm以上であることが好ましい。
●放出されたイオンビームを用いて物体を操作するためのイオンビーム加工システム ●電子顕微鏡システムの前方において、イオンビームが物体面を直交して交差するように二次元の物体の方向付けを行うことを可能にする、イオンビーム加工システムおよび電子顕微鏡システム前方において物体を支持し、かつその方向付けを行うための物体支持体
上記電子顕微鏡システムをイオンビーム加工システムと組み合わせることにより、多大なメリットがもたらされる。イオンビーム加工システムは、被検物体を、例えば物体表面の定義された領域から材料を除去することにより操作する集束イオンビームを生成および誘導するために設けられている。物体を、例えばそれらの形態について検査することが可能である外、リソグラフィーマスク上で修理作業を行ったり、この構成を用いた直描リソグラフィー法を行うことも可能である。これら以外に、その他の可能な用途が考えられる。イオンビーム加工システムは、イオンビームを生成するためのイオン源(多くの場合、これには液体金属イオン源(しばしば、ガリウムまたはインジウム)が用いられる)および電界を印加することによりイオン源からイオンを引出すための引出し電極を含む。さらに、イオン加工システムのイオン光学装置は、イオンビームを、それぞれ、加速、集束、誘導および偏向するための、少なくとも1つの加速電極、静電レンズ、可変絞りおよび偏向ユニットを含む。
Claims (19)
- z方向に伸びる対物レンズ(100)の光軸(101)に関して実質的に回転対称であり、かつ内側磁極片(111)および外側磁極片(112)を含み、内側磁極片と外側磁極片(111、112)との間に、前記内側磁極片のz方向の最下位置(192)において、前記内側磁極片が外側磁極片(112)からz方向に向けられ間隙間隔を有する磁極片間隙(119)が形成された、集束磁界を発生させるための磁極片装置と、
内側磁極片と外側磁極片(111、112)との間の空間に設けられたコイル体(115)と、
光軸(101)に関して実質的に回転対称であり、かつ内側磁極片(111)内を光軸(101)に沿って伸びる下端を有するビーム管(113)およびビーム管(113)の前記下端から離間して設けられた端子電極(114)を含む、集束静電界を発生させるための電極装置とを具備する、物体面に配置可能な物体の画像を生成するための磁界集束および静電集束を用いた電子顕微鏡システム用対物レンズ(100)であって、
磁極片間隙(119)の周囲少なくとも3cmの領域において以下を満たすことを特徴とする対物レンズ:
内側磁極片(111)は、少なくとも部分的に下方向にテーパー状になっており、かつz方向に対して内側の円錐角βおよび外側の円錐角χを有し、外側磁極片(112)は、少なくとも部分的に円錐状に下方向に伸び、かつz方向に対して内側の円錐角Δおよび外側の円錐角αを有し、
前記対物レンズは、ビーム管(113)を約30keVで通過する電子に対する端子電極(114)と物体面との間の作動距離が2mm未満となるように構成されており、
30°<α<35°かつ10°<Δ−χ<14°である。 - 外側磁極片(112)が、z方向に対して円錐角αを有する円錐面により、その外側において実質的に境界を定められており、端子電極(114)が、z方向に対して円錐角α’を有する円錐面により、その外側において実質的に境界を定められており、端子電極(114)と外側磁極片(112)が、物体面の磁界を減少させる実質的な間隙をこれらの間に残すことなく磁気結合されている請求項1または請求項1の前提部分に記載の対物レンズ(100)。
- 前記対物レンズが、前記ビーム管を約30keVで通過する電子に対する作動距離が2mm未満となるように設けられている請求項2に記載の対物レンズ(100)。
- 端子電極(114)と外側磁極片(112)との間の間隙が0.6mm未満、好ましくは、0.2mm未満である請求項2または3に記載の対物レンズ(100)。
- 端子電極(114)の領域面およびの外側磁極片(112)の領域面が互いに対向している請求項2〜4のいずれかに記載の対物レンズ(100)。
- 内側磁極片(111)のz方向の最下位置(192)とビーム管(113)の下端との間の距離A1が9mmより大きく、特に、10mmより大きい請求項1〜5のいずれかまたは請求項1の前提部分に記載の対物レンズ(100)。
- 静電界と磁界とのオーバーラップが5%未満である請求項6に記載の対物レンズ。
- ビーム管(113)が、外側磁極片(112)のz方向の最下領域(182)により形成された外側磁極片(112)の開口部を通って伸び、ビーム管(113)の下端が、外側磁極片(112)の前記開口部からz方向に離間して設けられている前記先行する請求項のいずれかに記載の対物レンズ。
- ビーム管(113)の下端が、前記ビーム管の外径を超えて放射状に伸びる端部フランジ(113’)を含む請求項8に記載の対物レンズ(100)。
- 端部フランジ(113’)が、前面(113”)からシース部(113”’)にかけての移行部分を含み、前記移行部分が、軸方向断面において丸みを帯び、前記丸みの曲率半径が1mmより大きい請求項9に記載の対物レンズ(100)。
- ビーム管(113)の下端と端子電極(114)の下端との間の距離A2が3mmより大きい請求項8〜10のいずれかに記載の対物レンズ(100)。
- 端子電極(114)が、実質的に端子電極(114)の中央の開口部まで円錐形にテーパー状になっている前記先行する請求項のいずれかに記載の対物レンズ(100)。
- 端子電極(114)の開口部の内径が、ビーム管(113)の内径に実質的に相当する請求項12に記載の対物レンズ(100)。
- 前記外側磁極片が下方向にテーパー状になっている前記先行する請求項のいずれかに記載の対物レンズ(100)。
- 前記間隙間隔が3mmより大きい前記先行する請求項のいずれかに記載の対物レンズ(100)。
- 内側磁極片(111)が円筒シース(111’)としてその下端(192)から約1mm〜2mm上方に伸び、その後、円錐状に拡張されている前記先行する請求項のいずれかに記載の対物レンズ(100)。
- 内側磁極片(111)が、その下端(192)において6mm〜8mmの内径を有している前記先行する請求項のいずれかに記載の対物レンズ(100)。
- 被検物体(400)を観察および操作するための検査システムであって、
請求項1〜17のいずれかに記載の対物レンズを有する電子顕微鏡システム(300)と、
放出されたイオンビームを用いて物体(400)を操作するためのイオンビーム加工システム(200)と、
電子顕微鏡システム(300)およびイオンビーム加工システム(200)の前方において、二次元の物体(400)がイオンビームが物体面を直交して交差するような方向になることが可能な、イオンビーム加工システム(200)および電子顕微鏡システム(300)前方において物体(400)を支持し、かつその方向付けを行うための物体支持体(401)とを含む検査システム。 - 電子顕微鏡システム(300)およびイオンビーム加工システム(200)の前方において、物体(400)がイオンビームが物体面を直交から約2°までずれた角度で交差するような方向になることが可能である請求項18に記載の検査システム。
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