JP2005317558A - 電子銃 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 磁界重畳型電子銃の電磁レンズを形成する磁極を,接地電位である固定磁極と電子銃軸調整で動かすことができる高電圧が印加された可動磁極とに空間を隔てて分割する
【効果】 接地電位である固定磁極と高電圧が印加された可動磁極の内径を小さくし,固定磁極と可動磁極の間を耐電圧に十分な空間を空け,その空間で磁気結合させることにより,コイルの励磁を必要以上に大きくすることなく,軸上に強い磁界を発生させることができる。その結果,電子銃の小型化かつ安定動作を達成することができる。
【選択図】図1
Description
また,この電子銃では電磁レンズが作り出す軸上磁界の最大となる位置より下方に電子源4を配置することを特徴としていることから,所望の焦点距離を得るためには,コイル7を約10000[AT]もの励磁で使用する必要があり,コイル7の大型化は避けられない。また,冷却水を流すスペースを必要とすることから電子銃自体が大きなものとなってしまう。電子銃の機械的軸調整の機構は,電子銃ヘッド部1が前記で示した構造をとるため,引き出し電極5を兼ねた磁極c12に対して電子銃ヘッド部1を相対的に移動させる機構となる。この軸調整機構では,電子源4と引き出し電極5間で高い電界強度が発生しているため,放電の危険性は免れない。
本発明の第1の実施例を図を用いて説明する。 図1は本発明の実施形態における電子銃全体構成を説明するための断面図,図2はその平面図である。図は電子銃ヘッド部1,脱着可能コイル部26,固定磁極15,下磁極19,電子銃ヘッド部水平移動ネジ17,電子銃ヘッド部傾斜ネジ18,水平駆動部30,傾斜駆動部31,外部ヒータ20で構成される。ここで電子銃ヘッド部1は電子源4,サプレッサ電極9,引き出し電極5,可動磁極14,碍子24,内部ヒータ16で構成されており,電子源4,サップレッサ電極9,引き出し電極5,可動磁極14,内部ヒータ16が碍子24に釣り下られる構造になっている。また,脱着可能コイル部26は,コイル7,磁極23,コイル固定金具27で構成されており,コイル7はコイル固定金具27により磁極23に固定されている。そして,脱着可能コイル26はベーキングの際,電子銃から取り外すことができる構造になっている。可動磁極14と固定磁極15は空間を隔てて配置されている。
図11は図10と同条件の計算結果で軸上磁界分布を示したものである。電磁レンズの主面の位置で約0.07[Teslas]の磁界が発生することがわかる。特開平2−297852に示された電子銃では,高電圧が印加された電子源4と磁極a10との間の耐電圧をもたせるため,磁極a10の内径を大きくしている。また,軸上磁界分布が最大となる位置より下方に電子源4を配置していることから,電磁レンズの主面の位置で0.1[Teslas]の磁界を発生させるために,10000[AT]以上もの励磁を用いる必要がある。また,本発明の電子銃で上記条件におけるコイル7の発熱量は約15[W]で冷却水を使用する必要はない。
本発明の第2の実施例を図を用いて説明する。図9は本発明の電子銃のベーキング時の形態を説明するための断面図で,電子銃ヘッド部1,アノード電極2,下磁極19,固定磁極15,非磁性金属13,外部ヒータ20,プレートヒータ22,脱着可能コイル部26,水平駆動部30,傾斜駆動部31で構成され,非磁性金属13は固定磁極15と下磁極19の間に充填されている。ここで,電子銃ヘッド部1は可動磁極14,引き出し電極5,サプレッサ電極9,電子源4,内部ヒータ16,碍子24で構成されており,可動磁極14,引き出し電極5,サプレッサ電極9,電子源4,内部ヒータ16が碍子24に釣り下げられる構造になっている。脱着可能コイル部26はコイル7,コイル固定金具27,磁極23で構成されており,コイル7はコイル固定金具27により磁極23に固定されている。電子銃ベーキングの際は,脱着可能コイル部26を外しプレートヒータ22を取り付け,外部ヒータ20,プレートヒータ22,内部ヒータ16によりベーキングを行う。ベーキングでは,内部ヒータ16による電子銃ヘッド部1のベーキングを行うことにより,電子銃ヘッド部1は十分加熱される。また,固定磁極15と下磁路の間を非磁性金属13で充填することにより,外部ヒータ20とプレートヒータ22の熱を効率良く電子銃に行き渡らすことができる。これらの構成を用いることにより,ベーキングを効率的に行うことができ,電子銃の到達真空度の向上,電子源近傍の真空度の向上などの理由から,電子銃を安定に動作させることができる。
本発明の第3の実施例を図を用いて説明する。図14は本発明の電子銃の機械的軸調整をモータ駆動で行う場合の構成を示したもので,電子銃部42とモータ制御部41で構成されている。ここで電子銃部42は,電子銃ヘッド部1,水平駆動部30,脱着可能コイル部26,モータ固定金具32,水平駆動モータa33,水平駆動モータb34,水平駆動モータc35,水平駆動モータd36,傾斜駆動モータa37,傾斜駆動モータb38,傾斜駆動モータc39,傾斜駆動モータd40で構成されている。また,図15はその断面図を示したもので,脱着可能コイル26,電子銃ヘッド部1,水平駆動部30,傾斜駆動部31,水平駆動モータa33,水平駆動モータc35,傾斜駆動モータa37,傾斜駆動モータc39で構成されており,脱着可能コイル26はコイル7磁極23,コイル固定金具27で構成されている。ここで,それぞれのモータは電子銃の機械的軸調整のときのみ駆動し,水平駆動部30及び傾斜駆動部31を動かし,それ以外のときは水平駆動部30及び傾斜駆動部31が動かないよう固定した状態で停止しているものとする。電子銃の機械的軸調整は,それぞれのモータが水平駆動部30,傾斜駆動部31を押すことにより行われる。モータの制御はモータ制御部41により行われる。その制御は,水平駆動モータa33が時計方向に回転する場合,それと180°の位相関係にある水平駆動モータc35が反時計方向に回転し,なお且つそれぞれのモータが同一の回転速度で駆動することにより水平駆動部30を一定の力で押すように行われる。また,その他のモータについても上記と同様の制御を行うものとする。この構成では,電子銃の機械的軸調整を手動でなく電気的制御行なうことができるため,より簡単に機械的軸調整ができるようになる。
本発明の第4の実施例を図を用いて説明する。図16は本発明の電子銃を欠陥レビュー機能付きのSEM式回路パターン外観検査装置に搭載した場合の構成図である。図は電子銃部42,鏡体部60,ステージ部58,画像処理部57,画像表示装置59,偏向制御部54,レンズ制御部55,リターディング電源56,電子銃電源53で構成されている。
また,試料50にはリターディング電源56からリターディング電圧Vrが印加されており,その印加電圧を調整することにより,電子ビーム8の入射エネルギーを調整できるものとする。
4…電子源4,5…引き出し電極5,6…電磁レンズ部6,7…コイル7,
8…電子ビーム8,9…サプレッサ電極9,10…磁極a10,11…磁極b11,
12…磁極c12,13…非磁性金属13
14…可動磁極14,15…固定磁極15,16…内部ヒータ16,
17…電子銃ヘッド部水平移動ネジ17,
18…電子銃ヘッド部傾斜ネジ18,19…下磁極19,20…外部ヒータ20,
21…軸調整ネジ21,22…プレートヒータ22,23…磁極23,24…碍子24,
25…支柱25,26…脱着可能コイル26,27…コイル固定金具27,
28…サップレッサ電極台座28,29…電子源加熱用支柱29,
30…水平駆動部30,31…傾斜駆動部31,32…モータ固定金具32,
33…水平駆動モータa33,34…水平駆動モータb34,
35…水平駆動モータc35,36…水平駆動モータd36,
37…傾斜駆動モータa37,38…傾斜駆動モータb38,
39…傾斜駆動モータc39,40…傾斜駆動モータd40,
41…モータ制御部41,42…電子銃部42,43…可動絞り43,
44…ブランキングプレート44,45…ファラデーカップ45,46…偏向器46,
47…コンデンサレンズ47,48…対物レンズ48,49…半導体検出器49,
50…試料50,51…試料ホルダ51,52…ステージ駆動装置52,
53…電子銃電源53,54…偏向制御部54,55…レンズ制御部55,
56…リターディング電源56,57…画像処理部57,58…ステージ部58,
59…画像表示装置59,60…鏡体部60,61…試料室61,62…ExB62,
63…反射板63,64…ADコンバータ64,65…二次電子65,
66…基準画像66,67…取得画像67,68…欠陥画像68,
69…レビュー条件での電子ビーム69,70…レビュー条件での二次電子70,
71…検出器71。
Claims (5)
- 電子源より放出される電子ビームを静電レンズと該静電レンズに近接させた電磁レンズを用いて制御する電子銃において,該電磁レンズを構成する磁極を複数に分割し,その分割された該磁極のうち,少なくとも1つの該磁極がその他の固定磁極に対して相対的に動かすことのできる可動磁極であること特徴とする電子銃。
- 前記可動磁極を駆動させる手段として手動もしくは,モータによる駆動を特徴とする請求項1記載の電子銃。
- 前記電磁レンズを構成する該可動磁極に高電圧が印加され,該固定磁極が接地電位であることを特徴とする請求項1記載の電子銃。
- 前記固定磁極と下磁極の空間が非磁性の金属で充填されていることを特徴とする電子銃。
- 電子源と前記電子源の周囲に配置された第1の磁極と、前記第の磁極の周囲でかつ離間した位置に配置された第2の磁極と、前記第2の磁極を構成する磁路に磁界を供給する側の端部に着脱可能にした第3の磁極と、を具備したことを特徴する電子銃。
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