JP2017134927A - Inspection apparatus - Google Patents

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達也 小濱
Tatsuya Kohama
達也 小濱
狩俣 努
Tsutomu Karimata
努 狩俣
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an easy maintenance inspection apparatus.SOLUTION: An inspection apparatus for observing a specimen placed on a stage by irradiating the specimen with an electron beam and detecting the electron beam from the specimen, includes: an electron gun for emitting the electron beam; a deflector for aligning the electron beam; multiple components including an electrode functioning as a lens, and a detector for detecting the electron beam from the specimen; a spacer provided between the multiple components; and a cylinder internally housing the multiple components and the spacer. The multiple components and the spacer have a disc shape with a cavity substantially in the center, and when they are laminated, the electron beam passes that cavity.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、検査装置、特に検査対象である試料の表面に電子ビームを照射して検査を行う検査装置に関する。   The present invention relates to an inspection apparatus, and more particularly to an inspection apparatus that performs inspection by irradiating an electron beam onto the surface of a sample to be inspected.

半導体デバイス製造における検査工程や、各種工業材料の分析及び医薬研究などにおいて生物等の微細組織観察等に使用される電子顕微鏡等の検査装置が知られている(例えば、特許文献1〜6)。このような検査装置は、検査対象の表面に電子ビームを照射し、検査対象からの二次電子を検出することにより、検査を行う。検査装置は構成部品(例えば、電子レンズ、偏向電極、二次電子検出器)を鏡筒と呼ばれる筒状の真空容器内に据え付けて構成される。   Inspection apparatuses such as an electron microscope used for inspection processes in semiconductor device manufacturing, microstructural observations of living organisms and the like in analysis of various industrial materials and pharmaceutical research are known (for example, Patent Documents 1 to 6). Such an inspection apparatus inspects by irradiating the surface of the inspection object with an electron beam and detecting secondary electrons from the inspection object. The inspection apparatus is configured by installing components (for example, an electron lens, a deflection electrode, and a secondary electron detector) in a cylindrical vacuum container called a lens barrel.

国際公開第2002/001596号International Publication No. 2002/001596 特開2007−48686号公報JP 2007-48686 A 特開平11−132975号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-132975 特開2012−253007号公報JP 2012-253007 A 特開2015−201257号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-201257 特開2013−97869号公報JP 2013-97869 A

このような構造の検査装置では、ある構成部品に不具合が発生して交換の必要性が生じた場合や、メンテナンスによる定期交換などの際に、鏡筒内の構成部品やユニットを取り外して作業を行い、その後に検査装置の調整(特に重要な調整は、電子ビームが各レンズの中心を通るようにするための光軸調整である)が必要である。大掛かりなメンテナンスを行う際には、メンテナンス作業そのものに要する時間や労力等と、上記光軸調整等に要する時間が非常に長くなるという問題がある。   In an inspection device with such a structure, when a certain component part fails and needs to be replaced, or when it is regularly replaced due to maintenance, remove the component part or unit in the lens barrel and perform the work. After that, it is necessary to adjust the inspection apparatus (a particularly important adjustment is an optical axis adjustment for allowing the electron beam to pass through the center of each lens). When performing a large-scale maintenance, there is a problem that the time and labor required for the maintenance work itself and the time required for the optical axis adjustment become very long.

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、メンテナンスが容易な検査装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an inspection apparatus that can be easily maintained.

本発明の一態様によれば、ステージに載置された試料に電子ビームを照射して試料からの電子ビームを検出することにより、試料を観察する検査装置であって、前記電子ビームを照射する電子銃と、前記電子ビームのアライメントを行う偏向器、レンズとして機能する電極、及び、前記試料からの電子ビームを検出する検出器を含む複数の部品と、前記複数の部品の間に設けられたスペーサと、前記複数の部品及び前記スペーサが内側に収納される筒体と、を備え、前記複数の部品及びスペーサは、いずれも略中央が空洞の円盤状であり、積層されてその空洞を前記電子ビームが通る、検査装置が提供される。
部品及びスペーサが円盤状であるため、メンテナンスが容易になる。
According to one aspect of the present invention, there is provided an inspection apparatus that observes a sample by irradiating the sample placed on the stage with an electron beam and detecting the electron beam from the sample, and irradiates the electron beam. A plurality of components including an electron gun, a deflector that aligns the electron beam, an electrode that functions as a lens, and a detector that detects an electron beam from the sample, and the plurality of components are provided between the components. A spacer, and a plurality of parts and a cylindrical body in which the spacer is housed, and each of the plurality of parts and the spacer has a substantially disk shape in the center, and is laminated to form the cavity. An inspection device through which the electron beam passes is provided.
Since the parts and spacers are disk-shaped, maintenance is easy.

前記複数の部品及びスペーサのそれぞれには、前記電子ビームが通る空洞の他にも穴が設けられるのが望ましい。
これにより、部品及びスペーサの積層をしやすくなる。
In addition to the cavity through which the electron beam passes, it is preferable that each of the plurality of parts and the spacer is provided with a hole.
This facilitates the stacking of components and spacers.

また、前記複数の部品及びスペーサのそれぞれには、前記電子ビームが通る空洞の他にも、互いに形状が異なる複数の穴が設けられるのがより望ましい。
これにより、部品及びスペーサの表裏を取り違えるリスクを低減できる。
More preferably, each of the plurality of parts and the spacer is provided with a plurality of holes having different shapes from each other in addition to the cavity through which the electron beam passes.
Thereby, the risk of mistaking the front and back of parts and spacers can be reduced.

そして、前記穴は、前記複数の部品及びスペーサを位置合わせするために使用可能であり、かつ、前記筒体を真空排気する際に排気孔となり得る。   The hole can be used to align the plurality of components and spacers, and can serve as an exhaust hole when the cylinder is evacuated.

前記スペーサは、他の部分より抵抗が低い低抵抗部分を含み、前記低抵抗部分の一部は上側に配置された前記部品に接続され、前記低抵抗部分の他の一部は下側に配置された前記部品に接続されるのが望ましい。
前記低抵抗部分及び前記部品の表面の少なくとも一部には、それぞれめっきが施されており、前記めっきを介して、前記低抵抗部分と前記部品とが接続されるのがより望ましい。
これにより、部品にチャージアップが発生するのを抑制できる。
The spacer includes a low resistance portion having a lower resistance than other portions, a part of the low resistance portion is connected to the component disposed on the upper side, and another part of the low resistance portion is disposed on the lower side. It is desirable to be connected to the aforementioned parts.
It is more desirable that at least a part of the low resistance portion and the surface of the component are plated, and the low resistance portion and the component are connected via the plating.
Thereby, it can suppress that charge up generate | occur | produces in components.

本発明によれば、部品およびスペーサがいずれも円盤状であるため、検査装置のメンテナンスが容易になる。   According to the present invention, since both the component and the spacer are disk-shaped, maintenance of the inspection apparatus is facilitated.

電子線検査装置1000の全体構成を示す図。The figure which shows the whole structure of the electron beam inspection apparatus 1000. 電子コラム907の構成を示す図。FIG. 9 shows a configuration of an electronic column 907. 部品1nの上面図。The top view of the component 1n. スペーサ2mの上面図。The top view of spacer 2m. 部品10、スペーサ20及び部品11の空洞近辺の分解断面図。FIG. 3 is an exploded cross-sectional view of the part 10, the spacer 20, and the part 11 near the cavity. 集束レンズ11の周縁部の拡大縦断面図。FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view of a peripheral edge portion of the focusing lens 11. FPC70の一部領域を示す図。The figure which shows the partial area | region of FPC70. 集束レンズ11の周縁部の拡大縦断面図。FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view of a peripheral edge portion of the focusing lens 11. 集束レンズの配線の断面構造を示す図。The figure which shows the cross-section of the wiring of a condensing lens. デフレクタ自体が金属からなる場合の配線構造を示す図。The figure which shows the wiring structure in case the deflector itself consists of metals. デフレクタとその下のスペーサを示す分解斜視図。The disassembled perspective view which shows a deflector and the spacer under it. デフレクタ110がセラミックからなる本体103とその表面に形成された金属めっき106とからなる場合の配線構造を示す図。The figure which shows the wiring structure in case the deflector 110 consists of the main body 103 which consists of ceramics, and the metal plating 106 formed in the surface. TFE電子銃の構成を示す図。The figure which shows the structure of a TFE electron gun. 他の形態の電子銃の構成を示す図。The figure which shows the structure of the electron gun of another form. 電子放出ファイバ326の先端部分の拡大図。The enlarged view of the front-end | tip part of the electron emission fiber 326. FIG. 他の形態の電子銃の構成を示す図。The figure which shows the structure of the electron gun of another form. 本実施の形態のMCP+アノード型の検出器の構成を示す図。The figure which shows the structure of the MCP + anode type | mold detector of this Embodiment. 本実施の形態のシンチレータ+ライトガイド+PMT型の検出器の構成を示す図。The figure which shows the structure of the scintillator + light guide + PMT type detector of this Embodiment. 本実施の形態のバルブ構造を示す図。The figure which shows the valve structure of this Embodiment. 本実施の形態のバルブ機構の他の例を示す図。The figure which shows the other example of the valve mechanism of this Embodiment. 従来のデフレクタの構成を示す図。The figure which shows the structure of the conventional deflector. 本実施の形態のデフレクタの構成を示す図。The figure which shows the structure of the deflector of this Embodiment.

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。以下では、電子線を用いて試料を観察する試料観察装置として、ウェハやマスクの欠陥を検査するための電子線検査装置を説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. Hereinafter, an electron beam inspection apparatus for inspecting a wafer or a mask for defects will be described as a sample observation apparatus for observing a sample using an electron beam.

1.全体構成
図1は、電子線検査装置1000の全体構成を示す図である。図1に示すように、電子線検査装置1000は、試料キャリア(ロードポート)901と、ミニエンバイロメント902と、ロードロック903と、トランスファチャンバ904と、メインチャンバ905と、除振台906と、電子コラム907と、画像処理ユニット908と、制御ユニット909とを備えている。電子コラム907は、メインチャンバ905の上部に取り付けられる。
1. Overall Configuration FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an electron beam inspection apparatus 1000. As shown in FIG. 1, an electron beam inspection apparatus 1000 includes a sample carrier (load port) 901, a mini-environment 902, a load lock 903, a transfer chamber 904, a main chamber 905, a vibration isolation table 906, An electronic column 907, an image processing unit 908, and a control unit 909 are provided. The electronic column 907 is attached to the upper part of the main chamber 905.

試料キャリア901には、検査対象となる試料が収納されている。ミニエンバイロメント902には、図示しない大気中の搬送ロボット、試料アライメント装置、クリーンエアー供給機構等が設けられる。試料キャリア901内の試料は、ミニエンバイロメント902内に搬送され、その中で、試料アライメント装置によってアライメント作業が行なわれる。試料は、大気中の搬送ロボットにより、ロードロック903に搬送される。   A sample carrier 901 stores a sample to be inspected. The mini-environment 902 is provided with a not-shown atmospheric transfer robot, sample alignment device, clean air supply mechanism, and the like. The sample in the sample carrier 901 is conveyed into the mini-environment 902, and alignment work is performed therein by the sample alignment device. The sample is transferred to the load lock 903 by a transfer robot in the atmosphere.

ロードロック903は、大気から真空状態へと、真空ポンプにより排気される。圧力が一定値(例えば1Pa)以下になると、トランスファチャンバ904に配置された図示しない真空中の搬送ロボットにより、メインチャンバ905に搬送される。このように、常に真空状態であるトランスファチャンバ904にロボットが配置されるので、圧力変動によるパーティクル等の発生を最小限に抑制することが可能である。   The load lock 903 is exhausted from the atmosphere to a vacuum state by a vacuum pump. When the pressure falls below a certain value (for example, 1 Pa), the pressure is transferred to the main chamber 905 by a vacuum transfer robot (not shown) disposed in the transfer chamber 904. As described above, since the robot is disposed in the transfer chamber 904 that is always in a vacuum state, generation of particles and the like due to pressure fluctuations can be minimized.

メインチャンバ905には、x方向、y方向、及びθ(回転)方向に移動するステージ910が設けられ、ステージ910の上に静電チャックが設置される。静電チャックには試料そのものが設置される。あるいは、試料は、パレットや治具に設置された状態で静電チャックに保持される。メインチャンバ905は、図示しない真空制御系により、真空状態が維持されるよう制御される。また、メインチャンバ905、トランスファチャンバ904及びロードロック903は、除振台906上に載置され、床からの振動が伝達されないように構成されている。   The main chamber 905 is provided with a stage 910 that moves in the x direction, the y direction, and the θ (rotation) direction, and an electrostatic chuck is installed on the stage 910. The sample itself is placed on the electrostatic chuck. Or a sample is hold | maintained at an electrostatic chuck in the state installed in the pallet or the jig | tool. The main chamber 905 is controlled to maintain a vacuum state by a vacuum control system (not shown). Further, the main chamber 905, the transfer chamber 904, and the load lock 903 are placed on a vibration isolation table 906 and configured to prevent vibration from the floor from being transmitted.

また、メインチャンバ905には1つの電子コラム907が設置されている。この電子コラム907からの検出信号は画像処理ユニット908に送られて処理される。制御ユニット909は、画像処理ユニット908等を制御する。画像処理ユニット908は、この制御により、オンタイムの信号処理及びオフタイムの信号処理の両方が可能である。オンタイムの信号処理は、検査を行なっている間に行なわれる。オフタイムの信号処理を行う場合、画像のみが取得され、後に信号処理が行われる。   In addition, one electronic column 907 is installed in the main chamber 905. The detection signal from the electronic column 907 is sent to the image processing unit 908 for processing. A control unit 909 controls the image processing unit 908 and the like. By this control, the image processing unit 908 can perform both on-time signal processing and off-time signal processing. On-time signal processing is performed during the inspection. When performing off-time signal processing, only an image is acquired and signal processing is performed later.

画像処理ユニット909で処理されたデータは、ハードディスクやメモリなどの記録媒体に保存される。また、必要に応じて、コンソールのモニタにデータを表示することが可能である。表示されるデータは、例えば、観察画像、検査領域、異物数マップ、異物サイズ分布/マップ、異物分類、パッチ画像等である。   Data processed by the image processing unit 909 is stored in a recording medium such as a hard disk or memory. Moreover, it is possible to display data on the monitor of the console as necessary. The displayed data is, for example, an observation image, an inspection area, a foreign matter number map, a foreign matter size distribution / map, a foreign matter classification, a patch image, and the like.

2.SEM構造
次に、電子コラム907について説明する。本実施の形態の電子コラム907は、筒体内に電子銃および電子銃からの電子線が通過する電子線路を備え、電子線照射検出系が形成されたSEMである。図2は、電子コラム907の構成を示す図である。電子コラム907のハウジングは、筒体50と電子銃ハウジング60によって構成される。筒体50には、その内側に各種部品10〜19及びスペーサ20〜28(後述)が収納される。
2. SEM Structure Next, the electronic column 907 will be described. The electron column 907 according to the present embodiment is an SEM in which an electron gun and an electron path through which an electron beam passes from the electron gun pass in a cylinder, and an electron beam irradiation detection system is formed. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the electronic column 907. The housing of the electron column 907 is constituted by the cylindrical body 50 and the electron gun housing 60. The cylindrical body 50 accommodates various components 10 to 19 and spacers 20 to 28 (described later) inside.

部品10〜19は、例えば電子線に対してレンズとして作用するレンズ(静電レンズ電極)、光軸調整を行うためのアライナ(例えば4極子あるいは8極子構造を持つ電極)、検出器などである。部品10〜19のそれぞれの間には、絶縁板であるスペーサ20〜28がそれぞれ配置される。部品10〜19およびスペーサ20〜28はセラミックを母材としており、その外寸はミクロンオーダーの精度で製作可能である。   The components 10 to 19 are, for example, a lens (electrostatic lens electrode) that acts as a lens for an electron beam, an aligner (for example, an electrode having a quadrupole or octupole structure) for adjusting the optical axis, a detector, and the like. . Spacers 20 to 28 that are insulating plates are arranged between the components 10 to 19, respectively. The parts 10 to 19 and the spacers 20 to 28 are made of ceramic as a base material, and their outer dimensions can be manufactured with an accuracy of micron order.

筒体50は、円筒形状であり、電子銃ハウジング60は筒体の上部開口に被せられ、上部が密閉されたセラミック製の部品である。なお、筒体50は、中空の四角柱であってもよい。筒体50もセラミックを母材としており、その内寸はサブミクロンオーダーの精度で製作可能である。   The cylindrical body 50 has a cylindrical shape, and the electron gun housing 60 is a ceramic part that covers the upper opening of the cylindrical body and is hermetically sealed. Note that the cylindrical body 50 may be a hollow quadrangular prism. The cylinder 50 is also made of ceramic as a base material, and the inner size can be manufactured with submicron order accuracy.

筒体50内には、部品10〜19として、例えば第1デフレクタ(アライナ)10、集束レンズ11、第2デフレクタ(アライナ)12、アパーチャ13、検出器14、第3デフレクタ(アライナ)15、対物レンズ16、第4デフレクタ(アライナ)17、第5デフレクタ(アライナ)18、電極19が、それぞれの間にスペーサ20〜28を介在させてこの順に上から積層される。上記の各部品10〜19は、上下方向に対応する部分に孔を有し、これらの孔によって電子線路EPが形成される。   In the cylindrical body 50, as components 10 to 19, for example, a first deflector (aligner) 10, a focusing lens 11, a second deflector (aligner) 12, an aperture 13, a detector 14, a third deflector (aligner) 15, an objective The lens 16, the fourth deflector (aligner) 17, the fifth deflector (aligner) 18, and the electrode 19 are laminated from above in this order with spacers 20 to 28 interposed therebetween. Each of the components 10 to 19 has a hole in a portion corresponding to the vertical direction, and an electronic line EP is formed by these holes.

デフレクタ10,12,15,17は電子ビームのアライメントを行う。集束レンズ11は、デフレクタ(アライナ)であってもよいし、接地電極であってもよい。対物レンズ16は高圧電極である。   The deflectors 10, 12, 15, and 17 perform electron beam alignment. The focusing lens 11 may be a deflector (aligner) or a ground electrode. The objective lens 16 is a high voltage electrode.

本実施形態の特徴の1つは、各部品10〜19およびスペーサ20〜28の形状にある。まずは、部品10〜19に共通する形状については部品1n(n=0〜9)として、スペーサ20〜28に共通する形状についてはスペーサ2m(m=0〜8)として説明する。   One of the features of this embodiment is the shape of each component 10-19 and spacer 20-28. First, a shape common to the components 10 to 19 will be described as a component 1n (n = 0 to 9), and a shape common to the spacers 20 to 28 will be described as a spacer 2m (m = 0 to 8).

図3は、部品1nの上面図である。部品1nは円盤状であり、そのほぼ中央に空洞1naが形成されている。この空洞1naはその内側を電子ビームが通る電子線路EPとなる。また、部品1nには、積層時の便宜のために、空洞1naの他にも1又は複数の穴1nb1が設けられる。望ましくは、部品1nには、形状が異なる複数の穴1nb1,1nb2が設けられ、これにより、部品1nの表裏を取り違えるリスクを低減できる。さらに、部品1nには電源配線取り出し口1ncが設けられる。   FIG. 3 is a top view of the component 1n. The component 1n has a disk shape, and a cavity 1na is formed in the approximate center thereof. This cavity 1na becomes an electron line EP through which an electron beam passes. In addition, the component 1n is provided with one or a plurality of holes 1nb1 in addition to the cavity 1na for the convenience of stacking. Desirably, the part 1n is provided with a plurality of holes 1nb1, 1nb2 having different shapes, thereby reducing the risk of mistaking the front and back of the part 1n. Further, the component 1n is provided with a power supply wiring outlet 1nc.

図4は、スペーサ2mの上面図である。スペーサ2mは円盤状であり、そのほぼ中央に空洞2maが形成されている。この空洞2maはその内側を電子ビームが通る電子線路EPとなる。また、部品2mには、積層時の便宜のために、空洞2maの他にも1又は複数の穴2mb1が設けられる。やはり、スペーサ2mには、形状が異なる複数の穴1mb1,1mb2が設けられるのが望ましい。なお、図2に示すように、スペーサ20〜28の空洞20a〜28aの径は部品10〜19の空洞10a〜19aの径より小さくてもよい。   FIG. 4 is a top view of the spacer 2m. The spacer 2m has a disk shape, and a cavity 2ma is formed in the approximate center thereof. The cavity 2ma becomes an electron line EP through which an electron beam passes. The component 2m is provided with one or a plurality of holes 2mb1 in addition to the cavity 2ma for the convenience of stacking. Again, it is desirable that the spacer 2m be provided with a plurality of holes 1mb1, 1mb2 having different shapes. 2, the diameters of the cavities 20a to 28a of the spacers 20 to 28 may be smaller than the diameters of the cavities 10a to 19a of the components 10 to 19.

部品10〜19およびスペーサ20〜28は、筒体50内に仮置きされた棒状の治具に、部品19の穴19b1、スペーサ28の穴28b1、部品18の穴18b1、スペーサ27の穴27b1・・・部品10の穴10b1を順次通していくことで積層され、最終的には上記治具は取り除かれる。このように穴は部品10〜19およびスペーサ20〜28を積層する際の位置合わせに使用可能である。また、穴1nb1,1nb2,2mb1,2mb2は、筒体50の真空排気を行う際に排気孔となってコンダクタンスが高くなり、排気効率が向上する。   The components 10 to 19 and the spacers 20 to 28 are a rod-shaped jig temporarily placed in the cylinder 50, and a hole 19b1 of the component 19, a hole 28b1 of the spacer 28, a hole 18b1 of the component 18, a hole 27b1 of the spacer 27. .. Stacked by sequentially passing through the holes 10b1 of the component 10, and finally the jig is removed. Thus, the holes can be used for alignment when the components 10 to 19 and the spacers 20 to 28 are laminated. Further, the holes 1nb1, 1nb2, 2mb1, and 2mb2 serve as exhaust holes when the cylinder 50 is evacuated to increase conductance and improve exhaust efficiency.

このようにすることで、部品10〜19(特に静電レンズとして作用する電極)間の位置精度が高い状態で電子コラム907の組み立てが可能となり、メンテナンス後の光軸調整が非常に容易となる。さらに、このような構造によって構成される電子コラム907において、例えば内部の部品のいずれかが劣化して交換が必要となった場合、その部品のみを交換すれば良いので、メンテナンスが容易となるだけでなく、補修の際に発生する費用も抑えることが可能となる。また、部品10〜19の配置や構造変更などの自由度が高くなる。   By doing so, it becomes possible to assemble the electronic column 907 with high positional accuracy between the components 10 to 19 (particularly the electrode acting as an electrostatic lens), and the optical axis adjustment after maintenance becomes very easy. . Furthermore, in the electronic column 907 configured with such a structure, for example, when any of the internal components deteriorates and needs to be replaced, only that component needs to be replaced, so that maintenance is facilitated. In addition, it is possible to reduce the cost of repairs. Moreover, the freedom degree of arrangement | positioning, structure change, etc. of the components 10-19 becomes high.

図5は、部品10、スペーサ20及び部品11の空洞近辺の分解断面図である。
部品10は導電性の材料で形成される。その形状は、空洞10a近傍が薄くなっており、この部分の上面には金などのめっき10dが施され、下面には同じくめっき10eが施されている。部品11も同様である。
FIG. 5 is an exploded sectional view of the part 10, the spacer 20, and the part 11 near the cavity.
The component 10 is made of a conductive material. The shape is thin in the vicinity of the cavity 10a. The upper surface of this portion is plated with gold 10d, and the lower surface is similarly plated 10e. The same applies to the component 11.

スペーサ20はセラミックなど絶縁性の材料で形成される。スペーサ20の空洞20a近傍は厚くなっており、この部分の上面には金などのめっき20eが施され、下面には同じくめっき20fが施されている。部品10、スペーサ20及び部品11を積層した際、部品10のめっき10eとスペーサ20のめっき20eとが接し、かつ、スペーサ20のめっき20fと部品11のめっき11dとが接する。   The spacer 20 is made of an insulating material such as ceramic. The vicinity of the cavity 20a of the spacer 20 is thick, and the upper surface of this portion is plated with gold 20e, and the lower surface is similarly plated 20f. When the component 10, the spacer 20, and the component 11 are laminated, the plating 10e of the component 10 and the plating 20e of the spacer 20 are in contact with each other, and the plating 20f of the spacer 20 and the plating 11d of the component 11 are in contact with each other.

さらに、スペーサ20は他の箇所より抵抗が低い低抵抗部分20dを有する。低抵抗部分20dは完全な絶縁材料ではなく、抵抗値が109〜1012Ω・cm程度に制御された低抵抗セラミックが使用され得る。低抵抗部分20dは空洞20a側の表面に形成されるのが望ましく、例えば数ミクロン程度の幅である。これにより、低抵抗部分20dの上部は、めっき20eを介して、上側に配置された部品10(より詳しくはそのめっき10e)に接続される。また、低抵抗部分20dの下部は、めっき20fを介して、下側に配置された部品11(より詳しくはそのめっき11d)に接続される。 Further, the spacer 20 has a low resistance portion 20d having a lower resistance than other portions. The low resistance portion 20d is not a perfect insulating material, and a low resistance ceramic whose resistance value is controlled to about 10 9 to 10 12 Ω · cm can be used. The low resistance portion 20d is desirably formed on the surface on the cavity 20a side, and has a width of, for example, several microns. Thereby, the upper part of the low resistance part 20d is connected to the component 10 (more specifically, the plating 10e) disposed on the upper side through the plating 20e. The lower portion of the low resistance portion 20d is connected to the component 11 (more specifically, the plating 11d) disposed on the lower side through the plating 20f.

部品10,11には5kV〜10kV程度の高電圧が印加され得る。そうすると、仮に低抵抗部分20dがない場合、部品10,11にチャージアップが発生したり、チャージアップに起因する放電が発生したりして、検査に悪影響を与えてしまうおそれがある。
本実施形態では、低抵抗部分20を設けることで、部品10、スペーサ20の低抵抗部分20d及び部品11が導通し、上記悪影響を回避できる。
A high voltage of about 5 kV to 10 kV can be applied to the components 10 and 11. Then, if there is no low-resistance portion 20d, there is a possibility that the parts 10 and 11 may be charged up or a discharge due to the charge-up may occur, which adversely affects the inspection.
In the present embodiment, by providing the low resistance portion 20, the component 10, the low resistance portion 20 d of the spacer 20 and the component 11 are conducted, and the above-described adverse effect can be avoided.

また、低抵抗部分20dを形成する低抵抗セラミックは、その製造方法に起因した特性として、材料表面から深さ方向に抵抗値が大きくなる傾向がある。そのため、本実施形態では、スペーサ20と上下の部品10,11とを確実に導通させる目的で、スペーサ20の空洞20a近傍を若干厚く加工し、その加工部分にめっき20e,20fを施す。このような構造とすることで、スペーサ20と部品10,11とが確実に導通する。   In addition, the low resistance ceramic forming the low resistance portion 20d tends to have a resistance value that increases in the depth direction from the material surface as a characteristic resulting from the manufacturing method. Therefore, in this embodiment, for the purpose of surely connecting the spacer 20 and the upper and lower parts 10 and 11, the vicinity of the cavity 20a of the spacer 20 is processed to be slightly thick, and plating 20e and 20f is applied to the processed portion. With such a structure, the spacer 20 and the components 10 and 11 are reliably connected.

以上、部品10、スペーサ20及び部品11について説明したが、他の部品およびスペーサも同様であってよく、特に高電圧が印加される電極部品及び隣接スペーサについては、図5のような形状にするのが望ましい。   The component 10, the spacer 20, and the component 11 have been described above, but the other components and spacers may be the same. In particular, the electrode component to which a high voltage is applied and the adjacent spacer are shaped as shown in FIG. Is desirable.

3.配線構造
次に、電子コラム907における各部品10〜19の配線構造について説明する。各部品10〜19には、電源との電気的な接続をするための導電線を筒体50の外部に引き出す必要がある。
3. Wiring Structure Next, the wiring structure of the components 10 to 19 in the electronic column 907 will be described. In each of the components 10 to 19, it is necessary to draw out a conductive wire for electrical connection with the power source to the outside of the cylindrical body 50.

3−1.配線の縦断面構造
以下、集束レンズ11を例に、本実施の形態の電子コラムにおける配線の縦断面構造を説明する。
3-1. The vertical cross-sectional structure of the wiring The vertical cross-sectional structure of the wiring in the electron column of the present embodiment will be described below by taking the focusing lens 11 as an example.

3−1−1.集束レンズ11が金属で構成されている場合
図6は、集束レンズ11の周縁部の拡大縦断面図である。図6の例は、集束レンズ11が金属で構成されている場合の配線構造を示している。筒体50には、その外周面に沿って外周面を覆うように、配線フィルムとしてのフレキシブルプリントケーブル(FPC)70が設けられている。図7は、FPC70の一部領域を示す図である。FPC70は、ポリイミド樹脂層71、導電形成層72、ポリイミド樹脂層73の3層構造を有する。導電形成層72には銅からなる導電線ELが形成される。
3-1-1. When the focusing lens 11 is made of metal FIG. 6 is an enlarged longitudinal sectional view of the peripheral edge of the focusing lens 11. The example of FIG. 6 shows a wiring structure when the focusing lens 11 is made of metal. The cylinder 50 is provided with a flexible printed cable (FPC) 70 as a wiring film so as to cover the outer peripheral surface along the outer peripheral surface. FIG. 7 is a diagram illustrating a partial region of the FPC 70. The FPC 70 has a three-layer structure of a polyimide resin layer 71, a conductive formation layer 72, and a polyimide resin layer 73. A conductive line EL made of copper is formed on the conductive formation layer 72.

FPC70及び筒体50には、集束レンズ11の端子に対応する位置に配線孔74、51が設けられており、この配線孔74、51に導電性のコンタクトピン80が挿入される。コンタクトピン80の軸部には、ねじ山が形成されており、筒体50の配線孔51にはねじ溝が形成されており、コンタクトピン80と筒体50とが螺合することで、コンタクトピン80が筒体50に保持される。   The FPC 70 and the cylindrical body 50 are provided with wiring holes 74 and 51 at positions corresponding to the terminals of the focusing lens 11, and conductive contact pins 80 are inserted into the wiring holes 74 and 51. A screw thread is formed in the shaft portion of the contact pin 80, and a thread groove is formed in the wiring hole 51 of the cylindrical body 50. The contact pin 80 and the cylindrical body 50 are screwed together, so that the contact is made. The pin 80 is held by the cylindrical body 50.

配線孔74は、ポリイミド樹脂層71においては、コンタクトピン80の頭部の径と同じ又はそれより大きいサイズを有し、導電形成層72及びポリイミド樹脂層73においては、コンタクトピン80の軸部の径と同じ又はそれより大きい(頭部の径よりは小さい)サイズを有し、導電形成層72の外側表面にフランジ部741が形成されている。コンタクトピン80が筒体50に螺合して、コンタクトピン80の頭部がFPC70のフランジ部741に当接することにより、コンタクトピン80と導電線ELとが電気的に接続されるとともに、コンタクトピン80の筒体50の厚さ方向の位置決めがなされる。   The wiring hole 74 has a size equal to or larger than the diameter of the head of the contact pin 80 in the polyimide resin layer 71, and the shaft portion of the contact pin 80 in the conductive forming layer 72 and the polyimide resin layer 73. The flange portion 741 is formed on the outer surface of the conductive formation layer 72 and has a size equal to or larger than the diameter (smaller than the diameter of the head). When the contact pin 80 is screwed into the cylindrical body 50 and the head of the contact pin 80 comes into contact with the flange portion 741 of the FPC 70, the contact pin 80 and the conductive wire EL are electrically connected, and the contact pin 80 The 80 cylinders 50 are positioned in the thickness direction.

集束レンズ11は、金属でできており、それ自体が電極とされる。集束レンズ11には、配線孔74、51に対応する位置に、端子としてのコンタクト孔111が形成されており、その内面にはねじ溝が形成されている。コンタクトピン80は、配線孔51のねじ溝に螺合して、さらにその先でコンタクト孔111に螺合し、その先端がコンタクト孔111の底に当接することで、金属の集束レンズ11とコンタクトピン80とが電気的に接続する。   The focusing lens 11 is made of metal and itself is an electrode. A contact hole 111 as a terminal is formed in the focusing lens 11 at a position corresponding to the wiring holes 74 and 51, and a thread groove is formed on the inner surface thereof. The contact pin 80 is screwed into the screw groove of the wiring hole 51, further screwed into the contact hole 111, and the tip of the contact pin 80 contacts the bottom of the contact hole 111, thereby contacting the metal focusing lens 11. The pin 80 is electrically connected.

以上の構成により、導電線ELと集束レンズ11とがコンタクトピン80を介して電気的に接続される。導電線ELは、図7に示すようにFPC70内部の導電形成層72に形成されており、適当な箇所で、さらに外部の配線を介して電源と接続される。即ち、導電形成層72に形成された導電線ELは、外部電源を、コンタクトピン80を介して電子コラム907の部品に接続する。   With the above configuration, the conductive wire EL and the focusing lens 11 are electrically connected via the contact pin 80. The conductive line EL is formed in the conductive formation layer 72 inside the FPC 70 as shown in FIG. 7, and is connected to a power source at an appropriate location via an external wiring. That is, the conductive line EL formed in the conductive formation layer 72 connects the external power source to the components of the electronic column 907 via the contact pins 80.

また、筒体50の表面及び/又はFPC70の裏面には、配線孔74、51の部分を除いて、金属の接地コーティング90が施されている。上記の配線構造によって供給される電圧は100Vから大きい場合には1万V程度にもなるので、筒体50とFPC70との間に僅かな隙間が形成されると、そこにスパークが発生してしまい、各部品やFPC70に損傷をきたすことがある。この接地コーティング90は、筒体50とFPC70との隙間にかかる高電圧をグランドに放電することで、そのようなスパークの発生を防止することができる。
3−1−2.集束レンズ11が金属めっきされている場合
Further, a metal ground coating 90 is applied to the front surface of the cylinder 50 and / or the back surface of the FPC 70 except for the wiring holes 74 and 51. When the voltage supplied by the above wiring structure is as large as 100V, it becomes about 10,000V. Therefore, if a slight gap is formed between the cylinder 50 and the FPC 70, a spark is generated there. As a result, each component and the FPC 70 may be damaged. The ground coating 90 can prevent such a spark from occurring by discharging a high voltage applied to the gap between the cylinder 50 and the FPC 70 to the ground.
3-1-2. When the focusing lens 11 is metal-plated

図8は、集束レンズ11の周縁部の拡大縦断面図である。図8の例は、集束レンズ11が金属めっきされている場合の配線構造を示している。筒体50には、その外周面に沿って外周面を覆うように、図7で示した配線フィルムとしてのフレキシブルプリントケーブル(FPC)70が設けられている。   FIG. 8 is an enlarged longitudinal sectional view of the peripheral edge of the focusing lens 11. The example of FIG. 8 shows a wiring structure when the focusing lens 11 is metal-plated. The cylinder 50 is provided with a flexible printed cable (FPC) 70 as a wiring film shown in FIG. 7 so as to cover the outer peripheral surface along the outer peripheral surface.

FPC70及び筒体50には、集束レンズ11に対応する位置に配線孔74、51が設けられており、この配線孔74、51に導電性のコンタクトピン80が挿入される。コンタクトピン80の軸部には、ねじ山が形成されており、筒体50の配線孔51にはねじ溝が形成されており、コンタクトピン80と筒体50とが螺合することで、コンタクトピン80が筒体50に保持される。   The FPC 70 and the cylindrical body 50 are provided with wiring holes 74 and 51 at positions corresponding to the focusing lens 11, and conductive contact pins 80 are inserted into the wiring holes 74 and 51. A screw thread is formed in the shaft portion of the contact pin 80, and a thread groove is formed in the wiring hole 51 of the cylindrical body 50. The contact pin 80 and the cylindrical body 50 are screwed together, so that the contact is made. The pin 80 is held by the cylindrical body 50.

コンタクトピン80が筒体50に螺合して、コンタクトピン80の頭部がFPC70のフランジ部741に当接することにより、コンタクトピン80と導電線ELとが電気的に接続されるとともに、コンタクトピン80の筒体50の厚さ方向の位置決めがなされる。   When the contact pin 80 is screwed into the cylindrical body 50 and the head of the contact pin 80 comes into contact with the flange portion 741 of the FPC 70, the contact pin 80 and the conductive wire EL are electrically connected, and the contact pin 80 The 80 cylinders 50 are positioned in the thickness direction.

集束レンズ11は、絶縁体(具体的にはセラミック)の本体112の表面に導電線となる金属めっき113がされた構造を有する。集束レンズ11には、配線孔74、51に対応する位置に、端子となるコンタクト孔111が形成されている。コンタクト孔111内には、内周面にねじ溝が形成された筒状のメタルブッシュ114が圧入されている。コンタクト孔111の底には、金属めっき113に電気的に接続されるビア115が形成されている。ビア115は、本体112の表面に、コンタクト孔111に連通するビア孔を形成するとともに、そのビア孔に金属を注入することで形成される。ビア115は、ビア孔から注入されて、コンタクト孔111の底にまで達する。金属めっき113は、このようにビア115が形成された後の本体112の表面に形成されて、金属めっき112とビア115とが電気的に接続される。   The focusing lens 11 has a structure in which a metal plating 113 serving as a conductive wire is formed on the surface of an insulator (specifically, ceramic) main body 112. In the focusing lens 11, contact holes 111 serving as terminals are formed at positions corresponding to the wiring holes 74 and 51. A cylindrical metal bush 114 having a thread groove formed on the inner peripheral surface is press-fitted into the contact hole 111. A via 115 electrically connected to the metal plating 113 is formed at the bottom of the contact hole 111. The via 115 is formed by forming a via hole communicating with the contact hole 111 on the surface of the main body 112 and injecting metal into the via hole. The via 115 is injected from the via hole and reaches the bottom of the contact hole 111. The metal plating 113 is formed on the surface of the main body 112 after the via 115 is formed in this manner, and the metal plating 112 and the via 115 are electrically connected.

以上の構成により、導電線ELと集束レンズ11の金属めっき113とがコンタクトピン80及びビア115を介して電気的に接続される。導電線ELは、図7に示すようにFPC70内部の導電形成層72に形成されており、適当な箇所で、さらに外部の配線を介して電源と接続される。即ち、導電形成層72に形成された導電線ELは、外部電源を、コンタクトピン80を介して電子コラム907の部品に接続する。   With the above configuration, the conductive line EL and the metal plating 113 of the focusing lens 11 are electrically connected via the contact pin 80 and the via 115. The conductive line EL is formed in the conductive formation layer 72 inside the FPC 70 as shown in FIG. 7, and is connected to a power source at an appropriate location via an external wiring. That is, the conductive line EL formed in the conductive formation layer 72 connects the external power source to the components of the electronic column 907 via the contact pins 80.

また、筒体50の表面及び/又はFPC70の裏面には、配線孔74、51の部分を除いて、金属の接地コーティング90が施されている。上記の配線構造によって供給される電圧は100Vから大きい場合には1万V程度にもなるので、筒体50とFPC70との間に僅かな隙間が形成されると、そこにスパークが発生してしまい、各部品やFPC70に損傷をきたすことがある。この接地コーティング90は、筒体50とFPC70との隙間にかかる高電圧をグランドに放電することで、そのようなスパークの発生を防止することができる。   Further, a metal ground coating 90 is applied to the front surface of the cylinder 50 and / or the back surface of the FPC 70 except for the wiring holes 74 and 51. When the voltage supplied by the above wiring structure is as large as 100V, it becomes about 10,000V. Therefore, if a slight gap is formed between the cylinder 50 and the FPC 70, a spark is generated there. As a result, each component and the FPC 70 may be damaged. The ground coating 90 can prevent such a spark from occurring by discharging a high voltage applied to the gap between the cylinder 50 and the FPC 70 to the ground.

上記の構成によれば、集束レンズ11の本体112がセラミックで構成されるので、上述したように、その熱膨張による変形量は小さく、サブミクロンレベルの高精度を実現できる。また、集束レンズ11の本体112をセラミックで構成し、スペーサ20〜28や筒体50もセラミックで構成することにより、それらの部品の熱膨張率を同じにすることができ、電子コラム907の組み立てにおける同軸度等の精度をサブミクロンレベルにできる。   According to the above configuration, since the main body 112 of the focusing lens 11 is made of ceramic, as described above, the amount of deformation due to its thermal expansion is small, and high accuracy on the submicron level can be realized. Further, the body 112 of the focusing lens 11 is made of ceramic, and the spacers 20 to 28 and the cylindrical body 50 are also made of ceramic, so that the thermal expansion coefficients of these parts can be made the same, and the assembly of the electronic column 907 is possible. The accuracy of the coaxiality in the sub-micron level can be achieved.

3−2.配線の横断面構造
次に、電子コラム907における各部品10〜19への配線の横断面構造について説明する。
3-2. Next, the cross-sectional structure of the wiring to the components 10 to 19 in the electronic column 907 will be described.

3−2−1.集束レンズ
まず、集束レンズ11の配線の横断面構造を説明する。図9は、集束レンズの配線の断面構造を示す図である。但し、穴11a1,11a2は省略している。図9に示すように、電子コラム907の筒体50の内部には、2つの電子線照射検出系が並んで形成されている。
3-2-1. First, the cross-sectional structure of the wiring of the focusing lens 11 will be described. FIG. 9 is a diagram showing a cross-sectional structure of the wiring of the focusing lens. However, the holes 11a1 and 11a2 are omitted. As shown in FIG. 9, two electron beam irradiation detection systems are formed side by side inside the cylinder 50 of the electron column 907.

集束レンズ11の上側及び下側にそれぞれ配置されるスペーサ20、21は、筒体50の内周に合致する外周形状を有する。スペーサ20、21には、電子線照射検出系の電子線路EPに対応して円形の孔201、211が形成されている。スペーサ20、21の間には、集束レンズ11が設けられる。図9の例では、集束レンズ11はセラミックからなる本体112に金属めっき113が被覆されることで構成されている。集束レンズ11の本体112は、筒体50の内周に合致する外周形状を有する。   The spacers 20 and 21 respectively disposed on the upper side and the lower side of the focusing lens 11 have an outer peripheral shape that matches the inner periphery of the cylindrical body 50. Circular holes 201 and 211 are formed in the spacers 20 and 21 corresponding to the electron beam EP of the electron beam irradiation detection system. A focusing lens 11 is provided between the spacers 20 and 21. In the example of FIG. 9, the focusing lens 11 is configured by coating a main body 112 made of ceramic with a metal plating 113. The main body 112 of the focusing lens 11 has an outer peripheral shape that matches the inner periphery of the cylindrical body 50.

集束レンズ11の本体112には、スペーサ20、21の孔201、211にそれぞれ対応する位置に、スペーサ20、21の孔201、211より大きい範囲の金属めっき113が被覆されている。これらの金属めっき113は、各集束レンズ11の電極となる。2つの集束レンズ11におけるそれぞれの電極は電気的に分離されている。   The main body 112 of the focusing lens 11 is coated with a metal plating 113 in a range larger than the holes 201 and 211 of the spacers 20 and 21 at positions corresponding to the holes 201 and 211 of the spacers 20 and 21, respectively. These metal platings 113 serve as the electrodes of each focusing lens 11. The respective electrodes in the two focusing lenses 11 are electrically separated.

集束レンズ11の本体112には、スペーサ20、21の孔201、211にそれぞれ対応する位置に、スペーサ20、21の孔201、211より小さい円形の孔116が形成されている。これらの孔201、116、211によって、電子線路EPが形成される。スペーサ20、21に形成された孔201、211からは、孔116が形成された集束レンズ11(の金属めっき113部分、即ち電極)が露出している。   In the main body 112 of the focusing lens 11, circular holes 116 smaller than the holes 201 and 211 of the spacers 20 and 21 are formed at positions corresponding to the holes 201 and 211 of the spacers 20 and 21, respectively. These holes 201, 116, and 211 form an electronic line EP. From the holes 201 and 211 formed in the spacers 20 and 21, the focusing lens 11 (the metal plating 113 portion, that is, the electrode) in which the holes 116 are formed is exposed.

集束レンズ11の電極は1極であり、電極への配線も各集束レンズ11につき1本である。この電極への配線は、図9に示すように、集束レンズ11における筒体50に最も近い箇所から、筒対50の外側に引き出すことができる。なお、図9では、筐体50の外周に設けられるFPC70は図示を省略している。図9の例では、図6にて説明したように、集束レンズ11に対してコンタクトピン801を直接ねじ込んで、集束レンズ11内にて電極とコンタクトピン801との電気的接触を実現する。   The focusing lens 11 has one electrode, and there is one wiring for each focusing lens 11. As shown in FIG. 9, the wiring to this electrode can be drawn to the outside of the cylinder pair 50 from the position closest to the cylinder 50 in the focusing lens 11. In FIG. 9, the illustration of the FPC 70 provided on the outer periphery of the housing 50 is omitted. In the example of FIG. 9, as described with reference to FIG. 6, the contact pin 801 is directly screwed into the focusing lens 11 to realize electrical contact between the electrode and the contact pin 801 in the focusing lens 11.

なお、上記の形態については、変形が可能である。例えば、2つの集束レンズ11の電極からそれぞれ導電線を引き出してそれらの導電線を筒体50内で合流させた後に、1つのコンタクトピン801を用いて筒体50外に引き出すようにしてもよい。この場合に、1つのコンタクトピン801は例えば2つの電子線照射検出系の中間の位置から筒体50にねじ込むことができる。また、各集束レンズ11の電極を接触させて、一方の電極とコンタクトピン801とを電気的に接続してもよい。   In addition, about said form, a deformation | transformation is possible. For example, the conductive lines may be drawn from the electrodes of the two focusing lenses 11, and the conductive lines may be merged in the cylindrical body 50 and then drawn out of the cylindrical body 50 using one contact pin 801. . In this case, one contact pin 801 can be screwed into the cylinder 50 from an intermediate position between the two electron beam irradiation detection systems, for example. Alternatively, the electrodes of each focusing lens 11 may be brought into contact to electrically connect one of the electrodes and the contact pin 801.

また、上記の形態では、セラミックからなる本体112に対して、電子線照射検出系に対応する位置に金属めっき113を被覆することで2つの集束レンズ11を構成した。本体を金属で構成する場合には、金属で構成された本体に対して、1つのコンタクトピン801を接続すればよい。   Further, in the above embodiment, the two focusing lenses 11 are configured by covering the body 112 made of ceramic with the metal plating 113 at a position corresponding to the electron beam irradiation detection system. When the main body is made of metal, one contact pin 801 may be connected to the main body made of metal.

3−2−2.デフレクタ
次に、デフレクタの配線の横断面構造を説明する。
3-2-2. Deflector Next, the cross-sectional structure of the deflector wiring will be described.

3−2−2−1.1つの電子コラムに1つの電子線照射検出系が形成される場合 3-2-2.1.1 When one electron beam irradiation detection system is formed in one electron column

3−2−2−1−1.デフレクタが金属で構成されている場合
図10は、デフレクタ自体が金属からなる場合の配線構造を示す図である。図11は、デフレクタとその下のスペーサを示す分解斜視図である。この例のデフレクタ100は、4極の電極を有する。デフレクタ100は各々扇形形状を有する4つの電極101に分かれている。各電極101の外周は、筒体50の内周に合致する。各電極101が、それぞれ間隙102を空けて、外周を筒体50の内周に当接させて配置されると、中央部には、電子線路EPとなる円形の孔が形成される。
3-2-2-1-1. When the deflector is made of metal FIG. 10 is a diagram showing a wiring structure when the deflector itself is made of metal. FIG. 11 is an exploded perspective view showing the deflector and the spacer below the deflector. The deflector 100 in this example has four electrodes. The deflector 100 is divided into four electrodes 101 each having a sector shape. The outer periphery of each electrode 101 matches the inner periphery of the cylinder 50. When each electrode 101 is disposed with a gap 102 and the outer periphery in contact with the inner periphery of the cylindrical body 50, a circular hole serving as an electron line EP is formed at the center.

デフレクタ100の下に設けられるスペーサ200は、下の部品とのスペースを確保するためのドーナツ状の縦方向スペーサ部分201と隣り合う電極同士の間のスペースを確保するために縦方向スペーサ部分201から起立した4つの周方向スペーサ部分202からなる。デフレクタ100の各電極101は、スペーサ200の縦方向スペーサ部分201を介して下の部品の上に配置されるとともに、スペーサ200の周方向スペーサ部分202を介して互いに間隙102を空けて配置される。   The spacer 200 provided under the deflector 100 is separated from the vertical spacer portion 201 in order to secure a space between adjacent electrodes and a donut-shaped vertical spacer portion 201 for securing a space with a lower part. It consists of four standing circumferential spacer portions 202. Each electrode 101 of the deflector 100 is disposed on the lower part via the longitudinal spacer portion 201 of the spacer 200 and is disposed with a gap 102 between each other via the circumferential spacer portion 202 of the spacer 200. .

各電極101に対しては、筒体50の外部からそれぞれコンタクトピン802がねじ込まれて、各コンタクトピン802と各電極101との電気的な接続が確保される。電極101とコンタクトピン802との接続構造は、図6にて説明した通りである。なお、図10においても、FPC70は図示を省略している。   Contact pins 802 are screwed into the respective electrodes 101 from the outside of the cylindrical body 50 to ensure electrical connection between the respective contact pins 802 and the respective electrodes 101. The connection structure between the electrode 101 and the contact pin 802 is as described with reference to FIG. In FIG. 10, the FPC 70 is not shown.

3−2−2−1−2.デフレクタが金属めっきされている場合
図12は、デフレクタ110がセラミックからなる本体103とその表面に形成された金属めっき106とからなる場合の配線構造を示す図である。この例においても、デフレクタ110には4極の電極が形成されている。デフレクタ110の本体103は、中央に円形の孔が明けられたドーナツ形状であり、その孔から四方に切欠き105が切られている。隣り合う切欠き105同士の間が電極104となる。円形の孔の周りには金属めっき106が被覆されている。金属めっき106は、切欠き105によって分離しており、これによって4つの電極104が構成されている。
デフレクタ110の下に配置されるスペーサ210は、内側にデフレクタ110の孔よりも大きな孔を有するドーナツ形状である。
3-2-2-1-2. When the Deflector is Metal-Plated FIG. 12 is a diagram showing a wiring structure in the case where the deflector 110 is made of a ceramic main body 103 and a metal plating 106 formed on the surface thereof. Also in this example, the deflector 110 has four electrodes. The main body 103 of the deflector 110 has a donut shape with a circular hole formed in the center, and cutouts 105 are cut in four directions from the hole. An electrode 104 is formed between adjacent notches 105. A metal plating 106 is coated around the circular hole. The metal plating 106 is separated by a notch 105, and thereby four electrodes 104 are formed.
The spacer 210 disposed under the deflector 110 has a donut shape having a hole larger than the hole of the deflector 110 inside.

各電極104に対しては、筒体50の外部からそれぞれコンタクトピン803がねじ込まれて、各コンタクトピン803と各電極104との電気的な接続が確保される。電極104の金属めっき106とコンタクトピン803との接続構造は、図8にて説明した通りである。なお、図12においても、FPC70は図示を省略している。   Contact pins 803 are screwed into the respective electrodes 104 from the outside of the cylindrical body 50 to ensure electrical connection between the respective contact pins 803 and the respective electrodes 104. The connection structure between the metal plating 106 of the electrode 104 and the contact pin 803 is as described with reference to FIG. In FIG. 12, the FPC 70 is not shown.

4.電子銃
上述のように、電子銃30には、従来のTFE電子銃やFE電子銃を用いることができるが、以下に説明する他の形態の電子銃を用いてもよい。
4). Electron Gun As described above, a conventional TFE electron gun or an FE electron gun can be used for the electron gun 30, but other types of electron guns described below may be used.

4−1.TFE電子銃
まず、TFE電子銃を説明する。図13は、TFE電子銃の構成を示す図である。TFE電子銃31は、先端が尖ったカソードチップ311と、ウェネルト312と、アノード313を備える。TFE電子銃31の幅方向のサイズは20mm程度であり、従って、2つのTFE電子銃31を最大限に近づけると、照射される電子線のピッチは20mm程度となる。なお、上記の構成において、カソードチップ311、ウェネルト312、及びアノード313のほかに、ヒータ用電源314及びウェネルト用電源316が、電子銃ハウジング60に収容される。
4-1. TFE electron gun First, the TFE electron gun will be described. FIG. 13 is a diagram showing the configuration of the TFE electron gun. The TFE electron gun 31 includes a cathode tip 311 having a sharp tip, a Wehnelt 312, and an anode 313. The size in the width direction of the TFE electron gun 31 is about 20 mm. Therefore, when the two TFE electron guns 31 are brought close to the maximum, the pitch of the irradiated electron beam is about 20 mm. In the configuration described above, the heater power source 314 and the Wehnelt power source 316 are housed in the electron gun housing 60 in addition to the cathode tip 311, the Wehnelt 312 and the anode 313.

カソードチップ311には、ヒータ用電源314からヒータ用電圧が印加され、カソード用電源315から−50〜−10kV程度のカソード用電圧が印加される。また、ウェネルト312には、ウェネルト用電源316から可変電圧が印加される。   A heater voltage is applied to the cathode chip 311 from the heater power supply 314, and a cathode voltage of about −50 to −10 kV is applied from the cathode power supply 315. Further, a variable voltage is applied to the Wehnelt 312 from the Wehnelt power source 316.

カソードチップ311は、ヒータ用電圧を印加されることで、温度が上昇して電子が放出され易い状態になる。カソードチップ311は、さらにカソード用電圧を印加されることで、その先端付近から電子を放出する。アノード313は、カソードチップ311の先端付近から放出された電子を引き出して、電子線を電子線路に導く。   The cathode chip 311 is in a state where the temperature rises and electrons are easily emitted by applying a heater voltage. The cathode chip 311 emits electrons from the vicinity of its tip when a cathode voltage is further applied. The anode 313 extracts electrons emitted from the vicinity of the tip of the cathode tip 311 and guides the electron beam to the electron line.

4−2.他の形態の電子銃(1)
図14は、他の形態の電子銃の構成を示す図である。この電子銃32は、レーザダイオード321、第1レンズ322、磁場コイル323、ガス封入管324、第2レンズ325、及び電子放出ファイバ326を備えており、電子放出ファイバ326の先端から電子を放出する。また、電子放出ファイバ326の先端の先には、ウェネルト327、アノード328が備えられており、電子銃32はこれらの構成によって、電子放出ファイバ326の先端から放出された電子を引き出して、電子線を電子線路に導く。
4-2. Other forms of electron gun (1)
FIG. 14 is a diagram showing a configuration of an electron gun of another form. The electron gun 32 includes a laser diode 321, a first lens 322, a magnetic field coil 323, a gas sealing tube 324, a second lens 325, and an electron emission fiber 326, and emits electrons from the tip of the electron emission fiber 326. . In addition, a Wehnelt 327 and an anode 328 are provided at the tip of the electron emission fiber 326, and the electron gun 32 draws electrons emitted from the tip of the electron emission fiber 326 by these configurations, To the electronic track.

レーザダイオード321は、レーザ光源として、レーザ光を発射する。第1レンズ322は、レーザダイオード321から発射されたレーザ光を集光する。第1レンズ322は、ガス封入管324内でレーザ光を集束させるように、設計、配置される。ガス封入管324内では、集光されたレーザ光によってプラズマ小空間(スポットプラズマ)が形成される。このとき、磁場コイル323が誘導磁場を形成することで、プラズマ状態ができやすくなり、また、プラズマの形状をコントロールする(例えば、丸くする等)ことができる。   The laser diode 321 emits laser light as a laser light source. The first lens 322 collects the laser light emitted from the laser diode 321. The first lens 322 is designed and arranged so as to focus the laser beam in the gas sealing tube 324. In the gas sealing tube 324, a small plasma space (spot plasma) is formed by the focused laser beam. At this time, the magnetic field coil 323 forms an induction magnetic field, so that a plasma state can be easily formed, and the shape of the plasma can be controlled (for example, rounded).

ガス封入管324内におけるプラズマ小空間の発生によって、DUV(深紫外線)、UV(紫外線)、X線等の電磁波(不可視光線)が発生し、これが第2レンズ325によって集光されて、電子放出ファイバ326の入力端(図14の左端)に入力される。   Electromagnetic emission (invisible light) such as DUV (deep ultraviolet), UV (ultraviolet), and X-rays is generated by the generation of a small plasma space in the gas sealing tube 324, and this is condensed by the second lens 325 to emit electrons. The signal is input to the input end of the fiber 326 (left end in FIG. 14).

図15は、電子放出ファイバ326の先端部分の拡大図である。電子放出ファイバ326は、コア3261と、クラッド3262と、CrやCrN等のメタルコート3263と、光電材料3264からなる。電子放出ファイバ326として、例えばガラス材料からなるファイバや石英ガラスからなるファイバを用いることが可能である。電子放出ファイバ326の先端付近は、テーパー形状になっており、先端では、コア3261の端部が直径0.5〜50nmの大きさに形成されている。クラッド3252はコア3261の周りに形成されている。光電材料3264は、この先端に設けられており、コア3261とクラッド3262の先端にコーティングされている。なお、光電材料3264は、コア3261の先端にのみコーティングされてもよい。光電材料3264は、Au又はRuからなり、その厚さは10〜20nmである。光電材料3264は、光が当たるとその光量に応じた量の電子を発生する。   FIG. 15 is an enlarged view of the tip portion of the electron emission fiber 326. The electron emission fiber 326 includes a core 3261, a clad 3262, a metal coat 3263 such as Cr or CrN, and a photoelectric material 3264. As the electron emission fiber 326, for example, a fiber made of a glass material or a fiber made of quartz glass can be used. The vicinity of the tip of the electron emission fiber 326 has a tapered shape, and the end of the core 3261 is formed to have a diameter of 0.5 to 50 nm at the tip. The clad 3252 is formed around the core 3261. The photoelectric material 3264 is provided at the tip, and the tips of the core 3261 and the clad 3262 are coated. Note that the photoelectric material 3264 may be coated only on the tip of the core 3261. The photoelectric material 3264 is made of Au or Ru and has a thickness of 10 to 20 nm. When the photoelectric material 3264 receives light, the photoelectric material 3264 generates an amount of electrons corresponding to the amount of light.

メタルコート3263は、クラッド3262の外側と光電材料3264の周辺部(光電材料3264がクラッド3262の先端をコーティングしている部分)に形成される。メタルコート3263は、0〜−10kVの電源に接続される。メタルコート3263は、光電材料3264の周辺部に重なることで、光電材料3264とも電気的に接続される。また、メタルコート3263が光電材料3264の周辺部に重なることで、コア3261から染み出たDUVによる光電子発生部の広がりを抑えることが可能となる。メタルコート3263は、このような構成によって、電源と光電材料3264とを電気的に接続する導電線として機能し、電源の電圧を光電材料3264に印加する。   The metal coat 3263 is formed on the outside of the clad 3262 and on the periphery of the photoelectric material 3264 (the portion where the photoelectric material 3264 coats the tip of the clad 3262). The metal coat 3263 is connected to a power supply of 0 to −10 kV. The metal coat 3263 is electrically connected to the photoelectric material 3264 by overlapping with the periphery of the photoelectric material 3264. In addition, since the metal coat 3263 overlaps with the peripheral portion of the photoelectric material 3264, it is possible to suppress the spread of the photoelectron generation portion due to the DUV that has oozed from the core 3261. With such a structure, the metal coat 3263 functions as a conductive line that electrically connects the power source and the photoelectric material 3264, and applies the voltage of the power source to the photoelectric material 3264.

このような構成の電子放出ファイバ326の入力端からコア3261内に入射されたDUV、UV、X線等の不可視光線は、コア3261とクラッド3262との境界での全反射を繰り返して、出力端(図14の右端)に向かって進む。コア3261を伝搬してきたDUV、UV、X線等の不可視光線は、電子放出ファイバ326の先端部分で、光電材料3264に入射される。光電材料3264は、この入射されたDUV、UV、X線等の不可視光線の強度に応じた電子を放出する。   The invisible light rays such as DUV, UV, and X-rays that have entered the core 3261 from the input end of the electron emission fiber 326 having such a configuration are repeatedly totally reflected at the boundary between the core 3261 and the clad 3262, and are thus output to the output end. Proceed toward (right end in FIG. 14). Invisible rays such as DUV, UV, and X-rays that have propagated through the core 3261 are incident on the photoelectric material 3264 at the tip of the electron emission fiber 326. The photoelectric material 3264 emits electrons according to the intensity of the incident invisible light such as DUV, UV, and X-ray.

電子放出ファイバ326の先端、即ち光電材料3264から放出された電子は、ウェネルト327及びアノード328によって引き出されて、第1デフレクタ10等によって形成される電子線路に導かれる。   The tip of the electron emission fiber 326, that is, the electron emitted from the photoelectric material 3264 is drawn out by the Wehnelt 327 and the anode 328 and guided to the electron line formed by the first deflector 10 and the like.

このような電子銃32の構成要素のうち、真空中、すなわち電子銃ハウジング60内に収容しなければならないのは、電子放出ファイバ326の先端部分、ウェネルト327及びアノード328のみであり、他の構成要素は大気中に配置することが可能である。このため、電子銃32は、1つの電子コラム907に複数の電子線照射検出系を構成するマルチSEM構造において、電子線同士の間隔を小さくすることができ、電子コラム907内の限られた範囲内により多くの電子線照射検出系を形成できるという点で有利である。   Among the components of the electron gun 32, only the tip portion of the electron emission fiber 326, the Wehnelt 327 and the anode 328 need to be accommodated in the vacuum, that is, in the electron gun housing 60. Elements can be placed in the atmosphere. For this reason, the electron gun 32 can reduce the interval between electron beams in a multi-SEM structure in which a plurality of electron beam irradiation detection systems are formed in one electron column 907, and a limited range within the electron column 907. This is advantageous in that more electron beam irradiation detection systems can be formed.

また、上述のTFE電子銃31では、出力を上げると、カソードチップの先端だけではなく、先端の周りからも電子が放出されるようになり、電子線は余計な軌道を通り、チャージアップを引き起こすおそれがある。これに対して、電子銃32では、確実に電子放出ファイバ326の先端のみから電子を放出することが可能であり、照射する電子線(以下、「照射ビーム」ともいう。)が望まない軌道を通ることによる観察画像のぼけを防止ないしは軽減し、TFE電子銃31と比較して観察画像の解像度を向上できる。   Further, in the TFE electron gun 31 described above, when the output is increased, electrons are emitted not only from the tip of the cathode chip but also from around the tip, and the electron beam passes through an extra orbit and causes charge-up. There is a fear. On the other hand, the electron gun 32 can reliably emit electrons only from the tip of the electron emission fiber 326, and travels an orbit where an electron beam to be irradiated (hereinafter also referred to as “irradiation beam”) is not desired. Compared with the TFE electron gun 31, the resolution of the observation image can be improved by preventing or reducing blurring of the observation image due to passing.

さらに、電子銃32から照射される電子線のエネルギー幅は0.05〜0.5eV程度と狭く、電子銃32は、TFE電子銃31と比較して、均一なエネルギーをもった電子をより多く放出できる。   Further, the energy width of the electron beam irradiated from the electron gun 32 is as narrow as about 0.05 to 0.5 eV, and the electron gun 32 has more electrons with uniform energy than the TFE electron gun 31. Can be released.

4−3.他の形態の電子銃(2)
図16は、他の形態の電子銃の構成を示す図である。この電子銃33は、電子銃32と同様に、レーザダイオード331、第1レンズ332、磁場コイル333、ガス封入管334、及び第2レンズ335を備えている。電子銃33は、電子銃32の電子放出ファイバ326の代わりに、電子放出素子336を備えており、電子放出素子336の電子放出面(出力面)から電子を放出する。また、電子放出素子336の電子放出面の先には、ウェネルト337、アノード338が備えられており、これらによって、電子放出素子336の電子放出面から放出された電子を引き出して、電子線を電子線路に導く。
4-3. Other forms of electron gun (2)
FIG. 16 is a diagram showing a configuration of an electron gun of another form. Similar to the electron gun 32, the electron gun 33 includes a laser diode 331, a first lens 332, a magnetic field coil 333, a gas sealing tube 334, and a second lens 335. The electron gun 33 includes an electron emission element 336 instead of the electron emission fiber 326 of the electron gun 32, and emits electrons from the electron emission surface (output surface) of the electron emission element 336. In addition, a Wehnelt 337 and an anode 338 are provided at the tip of the electron emission surface of the electron emission device 336, and by these, electrons emitted from the electron emission surface of the electron emission device 336 are extracted, and an electron beam is converted into an electron. Lead to the track.

レーザダイオード331は、レーザ光源として、レーザ光を発射する。第1レンズ332は、レーザダイオード331から発射されたレーザ光を集光する。第1レンズ332は、ガス封入管334内でレーザ光を集束させるように、設計、配置される。ガス封入管334内では、集光されたレーザ光によってプラズマ小空間(スポットプラズマ)が形成される。このとき、磁場コイル333が誘導磁場を形成することで、プラズマ状態ができやすくなり、また、プラズマの形状をコントロールする(例えば、丸くする等)ことができる。   The laser diode 331 emits laser light as a laser light source. The first lens 332 condenses the laser light emitted from the laser diode 331. The first lens 332 is designed and arranged so as to focus the laser light in the gas sealing tube 334. In the gas sealing tube 334, a small plasma space (spot plasma) is formed by the focused laser beam. At this time, the magnetic field coil 333 forms an induction magnetic field, so that a plasma state can be easily formed, and the shape of the plasma can be controlled (for example, rounded).

ガス封入管334内におけるプラズマ小空間の発生によって、DUV、UV、X線等の不可視光線が発生し、これが第2レンズ335によって集光されて、電子放出素子336の入力面(図16の左側面)に入力される。   Due to the generation of a small plasma space in the gas sealing tube 334, invisible light rays such as DUV, UV, and X-rays are generated, which are collected by the second lens 335 and input to the electron emission element 336 (left side in FIG. 16). Screen).

電子放出素子336は、石英からなる基材3361と、基材3361の入力面側に形成されたアパーチャ3362と、メタルコート3363と、基材3361の出力面側に設けられた光電材料3364とからなる。光電材料3364は、Au又はRuからなり、その厚さは10〜20nmである。光電材料3264は、光が当たるとその光量に応じた量の電子を発生する。   The electron-emitting device 336 includes a base material 3361 made of quartz, an aperture 3362 formed on the input surface side of the base material 3361, a metal coat 3363, and a photoelectric material 3364 provided on the output surface side of the base material 3361. Become. The photoelectric material 3364 is made of Au or Ru and has a thickness of 10 to 20 nm. When the photoelectric material 3264 receives light, the photoelectric material 3264 generates an amount of electrons corresponding to the amount of light.

メタルコート3363は、基材3361の出力面側に形成される。メタルコート3363は、0〜−10kVの電源に接続される。メタルコート3363は、光電材料3364の周辺部に重なることで、光電材料3364とも電気的に接続される。メタルコート3363は、このような構成によって、電源と光電材料3364とを電気的に接続する導電線として機能し、電源の電圧を光電材料3364に印加する。   The metal coat 3363 is formed on the output surface side of the base material 3361. The metal coat 3363 is connected to a power supply of 0 to −10 kV. The metal coat 3363 is electrically connected to the photoelectric material 3364 by overlapping with the periphery of the photoelectric material 3364. With such a structure, the metal coat 3363 functions as a conductive line that electrically connects the power source and the photoelectric material 3364, and applies the voltage of the power source to the photoelectric material 3364.

このような構成の電子放出素子336の入力面からアパーチャ3362を通って基材3361内に入射されたDUV、UV、X線等の不可視光線は、出力面(図16の右端)に向かって進む。基材3361を伝搬してきたDUV、UV、X線等の不可視光線は、基材3361の出力面側で、光電材料3364に入射される。光電材料3364は、この入射されたDUV、UV、X線等の不可視光線の強度に応じた電子を放出する。   Invisible rays such as DUV, UV, and X-rays that have entered the substrate 3361 through the aperture 3362 from the input surface of the electron-emitting device 336 having such a configuration travel toward the output surface (the right end in FIG. 16). . Invisible light rays such as DUV, UV, and X-ray that have propagated through the base material 3361 are incident on the photoelectric material 3364 on the output surface side of the base material 3361. The photoelectric material 3364 emits electrons according to the intensity of the incident invisible light such as DUV, UV, and X-ray.

電子放出素子336の出力面、即ち光電材料3364から放出された電子は、アノード338によって引き出されて、第1デフレクタ10等によって形成される電子線路に導かれる。   Electrons emitted from the output surface of the electron-emitting device 336, that is, the photoelectric material 3364, are extracted by the anode 338 and guided to the electron line formed by the first deflector 10 and the like.

このような電子銃33の構成要素のうち、真空中、すなわち電子銃ハウジング60内に収容しなければならないのは、電子放出素子336及びアノード338のみであり、他の構成要素は大気中に配置することが可能である。このため、電子銃33は、1つの電子コラム907に複数の電子線照射検出系を構成するマルチSEM構造において、電子線同士の間隔を短くすることができ、電子コラム907内の限られた範囲内により多くの電子線照射検出系を形成できるという点で有利である。   Among the components of the electron gun 33, only the electron-emitting device 336 and the anode 338 must be accommodated in the vacuum, that is, in the electron gun housing 60, and the other components are disposed in the atmosphere. Is possible. For this reason, the electron gun 33 can shorten the interval between the electron beams in a multi-SEM structure in which a plurality of electron beam irradiation detection systems are formed in one electron column 907, and a limited range within the electron column 907. This is advantageous in that more electron beam irradiation detection systems can be formed.

また、電子銃33では、確実に電子放出素子336の光電材料3364のみから電子を放出することが可能であり、照射ビームが望まない軌道を通ることによる観察画像のぼけを防止ないしは軽減し、TFE電子銃31と比較して観察画像の解像度を向上できる。さらに、電子銃33から照射される電子線のエネルギー幅は0.05〜0.5eV程度と狭く、電子銃33は、TFE電子銃31と比較して、均一なエネルギーをもった電子をより多く放出できる。また、電子銃33は、TFE電子銃31と比較して、ウェネルトが不要であるという点でも有利である。また、電子銃33は、簡単な構造であるので、安価に製造でき、そのコストは従来のTFE電子銃の1/3〜1/5程度でよい。   In addition, the electron gun 33 can reliably emit electrons only from the photoelectric material 3364 of the electron-emitting device 336, and prevents or reduces blurring of an observation image caused by an irradiation beam passing through an undesired trajectory. Compared with the electron gun 31, the resolution of the observation image can be improved. Furthermore, the energy width of the electron beam irradiated from the electron gun 33 is as narrow as about 0.05 to 0.5 eV, and the electron gun 33 has more electrons with uniform energy than the TFE electron gun 31. Can be released. The electron gun 33 is also advantageous in that it does not require Wehnelt compared to the TFE electron gun 31. Further, since the electron gun 33 has a simple structure, it can be manufactured at a low cost, and its cost may be about 1/3 to 1/5 that of a conventional TFE electron gun.

さらに、電子銃33では、ウェネルトを用いないことで、発生した電子線の透過率を高くできるというメリットもある。即ち、ウェネルトがあると、1stクロスオーバーのサイズ及び位置が、電子のエネルギー、ウェネルト電圧、アノード電圧により変化して、照射ビームが広がり、その結果透過率が悪くなることがある。これに対して、電子銃33では、ウェネルトを用いないので、光電材料3364を実質的な光源として、発生した電子線の透過率を高くできる。   Further, the electron gun 33 has an advantage that the transmittance of the generated electron beam can be increased by not using Wehnelt. That is, if there is Wehnelt, the size and position of the 1st crossover changes depending on the electron energy, the Wehnelt voltage, and the anode voltage, and the irradiation beam may spread, resulting in poor transmittance. In contrast, since the electron gun 33 does not use Wehnelt, the transmittance of the generated electron beam can be increased by using the photoelectric material 3364 as a substantial light source.

5.検出器
上述のように、電子コラム907は、電子線照射検出系の中に検出器14を備えている。電子線は、電子銃30から放出されて電子線路を通って試料に照射される。試料に電子線が照射されると、その部分から2次電子等が発生する。2次電子等は、引き上げ電界によって、電子線照射検出系を通って、照射ビームIBの方向とは逆方向に進む。検出器14は、このようにして試料から逆行してくる2次電子等を捕集して検出する。以下では、検出器の具体的構成として、2つの実施の形態を説明する。
5. Detector As described above, the electron column 907 includes the detector 14 in the electron beam irradiation detection system. The electron beam is emitted from the electron gun 30 and irradiates the sample through the electron line. When the sample is irradiated with an electron beam, secondary electrons and the like are generated from that portion. Secondary electrons and the like travel in the direction opposite to the direction of the irradiation beam IB through the electron beam irradiation detection system by the pulling electric field. The detector 14 collects and detects secondary electrons and the like that travel backward from the sample in this way. Below, two embodiment is described as a concrete structure of a detector.

5−1.MCP+アノード型
図17は、本実施の形態のMCP+アノード型の検出器の構成を示す図である。検出器(MCP+アノード型)141は、電子銃30からの照射ビームIBを中心として、それを取り囲むように管1414を有する。管1414は、基準電位(通常はGND電位)を維持している。検出器141は、さらに、絶縁性のセラミック1411、アノード1412、電子増幅器としてのマイクロチャンネルプレート(MCP)1413を備えている。
5-1. MCP + Anode Type FIG. 17 is a diagram showing the configuration of the MCP + anode type detector of the present embodiment. The detector (MCP + anode type) 141 has a tube 1414 around the irradiation beam IB from the electron gun 30 so as to surround it. The tube 1414 maintains a reference potential (usually a GND potential). The detector 141 further includes an insulating ceramic 1411, an anode 1412, and a microchannel plate (MCP) 1413 as an electronic amplifier.

セラミック1411は、支持体として、管1414、アノード1412、及びMCP1413を支持する。セラミック1411の中央には支持孔が設けられており、この支持孔で管1414の外周面を支持する。セラミック1411の上面には、セラミック1411が帯電しないように導電膜1415がコーティングされている。なお、導電膜1415のコーティングに代えて、導電材料部品が設置されてもよく、もしくは、セラミック1411に対してその表面層の抵抗を低下させる処理がなされてもよい。   The ceramic 1411 supports the tube 1414, the anode 1412, and the MCP 1413 as a support. A support hole is provided in the center of the ceramic 1411, and the outer peripheral surface of the tube 1414 is supported by this support hole. A conductive film 1415 is coated on the upper surface of the ceramic 1411 so that the ceramic 1411 is not charged. Note that, instead of coating the conductive film 1415, a conductive material component may be installed, or a process of reducing the resistance of the surface layer of the ceramic 1411 may be performed.

アノード1412及びMCP1413には、管1414を通すための孔が設けられている。アノード1412及びMCP1413は、管1414とは接触せずに、管1414の周囲を取り囲んでいる。MCP1413はアノード1412の下側に設けられ、アノード1412はセラミック1411の下側に設けられる。MCP1413及びアノード1412は、いずれも支持体としてのセラミック1411に支持される。   The anode 1412 and the MCP 1413 are provided with holes through which the tube 1414 passes. The anode 1412 and the MCP 1413 surround the tube 1414 without contacting the tube 1414. The MCP 1413 is provided below the anode 1412, and the anode 1412 is provided below the ceramic 1411. Both the MCP 1413 and the anode 1412 are supported by a ceramic 1411 as a support.

照射ビームIBは、管1414を通過した後、対物レンズ、デフレクタ等を通過して、試料SMに照射される。照射ビームIBによって試料から放出された2次電子等SEは、引き上げ電界によって、電子線路の中心付近を通過して上流方向に引き上げられ、MCP1413に近づくと、中心付近から外れて、MCP1413に入射する。その軌道は、図20に示すように、MCP1413の前で外側に向けて湾曲する。このような軌道を容易に形成するため、即ちMCP1413への2次電子等SEの引き込み量を増加させるために、MCP1413の入力面には、正電圧が印加される。例えば、MCP1413の入力面に0〜500V程度の電圧を印加することで引き込み量を増加させることができる。   The irradiation beam IB passes through the tube 1414 and then passes through the objective lens, the deflector, and the like, and is irradiated onto the sample SM. The secondary electrons SE emitted from the sample by the irradiation beam IB are pulled up in the upstream direction through the vicinity of the center of the electron line by the pulling electric field. When approaching the MCP 1413, they are off the center and enter the MCP 1413. . As shown in FIG. 20, the trajectory curves outward in front of the MCP 1413. A positive voltage is applied to the input surface of the MCP 1413 in order to easily form such an orbit, that is, to increase the amount of secondary electrons SE drawn into the MCP 1413. For example, the amount of pulling can be increased by applying a voltage of about 0 to 500 V to the input surface of the MCP 1413.

MCP1413には、2次電子等SEのMCP入力端(MCPin)1416とMCP出力端(MCPout)1417が設けられている。MCP出力端1417には、通常300〜2000V程度の高い正電圧が印加されている。これにより、MCP入力端1416に入射した電子が、MCP1413の微細チューブ内で電子増幅を繰り返し、MCP出力端1417より放出されて、アノード1412に吸収される。このとき、アノード1412には、通常、MCP出力端1417よりも300〜3000V高い電圧が印加されている。よって、電子量を増幅してMCP出力端1417から放出された電子は、アノード1412方向に引き出されて、アノード1412に衝突して吸収される。   The MCP 1413 is provided with an MCP input terminal (MCPin) 1416 and an MCP output terminal (MCPout) 1417 of the secondary electrons SE. A high positive voltage of about 300 to 2000 V is normally applied to the MCP output terminal 1417. Thereby, electrons incident on the MCP input end 1416 are repeatedly amplified in the microtube of the MCP 1413, emitted from the MCP output end 1417, and absorbed by the anode 1412. At this time, a voltage higher by 300 to 3000 V than the MCP output terminal 1417 is normally applied to the anode 1412. Therefore, the electrons emitted from the MCP output end 1417 after amplifying the amount of electrons are extracted in the direction of the anode 1412 and collide with the anode 1412 to be absorbed.

アノード1412の電流値を直接測定し、又は、アノード1412の電流値を電圧に変換して測定することにより、試料からの2次電子等SEの放出量を測定することができる。また、照射ビームIBをデフレクタ等により走査しながら試料からの2次電子等SEの量を取得して、その時刻を区切りながら電子量の強度を2次元的に示すと検査画像としての2次電子像を得ることができる。この場合、時間区切りと場所とが対応することになる。   By directly measuring the current value of the anode 1412 or converting the current value of the anode 1412 into a voltage and measuring it, the amount of SE emitted from the sample such as secondary electrons can be measured. Further, when the irradiation beam IB is scanned by a deflector or the like, the amount of secondary electrons such as SE from the sample is acquired, and the intensity of the electron amount is shown two-dimensionally while dividing the time, secondary electrons as an inspection image are obtained. An image can be obtained. In this case, the time break corresponds to the place.

従来の方式では、部品自体の大きさ耐電圧のために、小型化が困難であり、また、小型化できたとしても、2次電子等の捕集率が低かった。本実施の形態によれば、静電レンズにより1つの筒体に複数の電子線照射検出系を設けたマルチSEMを小型化できる。そして、捕集率を低下させないための工夫として以下の構成を有している。即ち、試料表面での走査幅が例えば1〜200μmであるときに、試料表面から走査幅の200倍以上離れた距離に検出器14が設置されている。試料表面から検出器14までの距離が近すぎると、検出器14の外周部にて試料表面からの2次電子等を捕集する効率を上げることが困難になる。本実施の形態では、上記の構成としたことにより、40〜80%の捕集率を達成できる。   In the conventional method, it is difficult to reduce the size due to the size and withstand voltage of the component itself, and even if the size can be reduced, the collection rate of secondary electrons and the like is low. According to the present embodiment, it is possible to reduce the size of a multi-SEM in which a plurality of electron beam irradiation detection systems are provided in one cylinder by an electrostatic lens. And it has the following structures as a device for not reducing a collection rate. That is, when the scanning width on the sample surface is 1 to 200 μm, for example, the detector 14 is installed at a distance of 200 times or more the scanning width from the sample surface. If the distance from the sample surface to the detector 14 is too short, it becomes difficult to increase the efficiency of collecting secondary electrons and the like from the sample surface at the outer periphery of the detector 14. In this Embodiment, 40-80% of collection rate can be achieved by having said structure.

このように、本実施の形態は、1つの筒体に複数の電子線照射検出系を設けたマルチSEMにおける小型化と高い補集効率とを両立させることができ、200〜2000MPPSのデータレートを実現できる。   As described above, this embodiment can achieve both a reduction in size and a high collection efficiency in a multi-SEM in which a plurality of electron beam irradiation detection systems are provided in one cylinder, and a data rate of 200 to 2000 MPPS can be achieved. realizable.

5−2.シンチレータ+ライトガイド+PMT型
図18は、本実施の形態のシンチレータ+ライトガイド+PMT型の検出器の構成を示す図である。検出器148は、電子銃30からの電子ビームIBを中心として、それを取り囲むように管1414を有する。管1414は、基準電位(通常はGND電位)を維持している。検出器141は、さらに、絶縁性のセラミック1411、シンチレータ1419、ライトガイド1420、光電子増倍管としてのフォトマルチプライヤチューブ(PMT)1421を備えている。
5-2. Scintillator + Light Guide + PMT Type FIG. 18 is a diagram showing a configuration of a scintillator + light guide + PMT type detector according to the present embodiment. The detector 148 has a tube 1414 around the electron beam IB from the electron gun 30 so as to surround it. The tube 1414 maintains a reference potential (usually a GND potential). The detector 141 further includes an insulating ceramic 1411, a scintillator 1419, a light guide 1420, and a photomultiplier tube (PMT) 1421 as a photomultiplier tube.

セラミック1411の中央には支持孔が設けられており、この支持孔で管1414の外周面を支持する。セラミック1411の上面には、セラミック1411が帯電しないように導電膜1415がコーティングされている。なお、導電膜1415のコーティングに代えて、導電材料部品が設置されてもよく、もしくは、セラミック1411に対してその表面層の抵抗を低下させる処理がなされてもよい。   A support hole is provided in the center of the ceramic 1411, and the outer peripheral surface of the tube 1414 is supported by this support hole. A conductive film 1415 is coated on the upper surface of the ceramic 1411 so that the ceramic 1411 is not charged. Note that, instead of coating the conductive film 1415, a conductive material component may be installed, or a process of reducing the resistance of the surface layer of the ceramic 1411 may be performed.

シンチレータ1419、ライトガイド1420、及びPMT1421は、同一平面に設けられている。照射ビームIBを基準として、シンチレータ1419は最も内側に設けられ、その外側にライトガイド1420が設けられ、さらにその外側にPMT1421が設けられる。シンチレータ1419は、棒状であり、管1414の周囲に8本設けられる。シンチレータ1419は、長手方向が照射ビームIBを中心とする円の半径方向に向くように配置される。   The scintillator 1419, the light guide 1420, and the PMT 1421 are provided on the same plane. With reference to the irradiation beam IB, the scintillator 1419 is provided on the innermost side, the light guide 1420 is provided on the outer side, and the PMT 1421 is further provided on the outer side. The scintillator 1419 has a rod shape, and eight scintillators 1419 are provided around the tube 1414. The scintillator 1419 is arranged so that its longitudinal direction is in the radial direction of a circle centered on the irradiation beam IB.

照射ビームIBは、管1414を通過した後、対物レンズ、デフレクタ等を通過して、試料SMに照射される。照射ビームIBによって試料SMから放出された2次電子等SEは、引き上げ電界によって、電子線路の中心付近を通過して上流方向に引き上げられ、シンチレータ1419に近づくと、中心付近から外れて、シンチレータ1419に入射する。その軌道は、図18に示すように、シンチレータ1419の前で外側に向けて湾曲する。このような軌道を容易に形成するため、即ちシンチレータ1419への2次電子等SEの引き込み量を増加させるために、シンチレータ1419の入力面には、正電圧が印加される。例えば、シンチレータ1419の入力面に0〜500V程度の電圧を印加することで引き込み量を増加させることができる。   The irradiation beam IB passes through the tube 1414 and then passes through the objective lens, the deflector, and the like, and is irradiated onto the sample SM. Secondary electrons such as SE emitted from the sample SM by the irradiation beam IB are pulled up in the upstream direction by passing through the vicinity of the center of the electron line by the pulling electric field. Is incident on. The trajectory is curved outward in front of the scintillator 1419 as shown in FIG. A positive voltage is applied to the input surface of the scintillator 1419 in order to easily form such a trajectory, that is, to increase the amount of secondary electrons SE drawn into the scintillator 1419. For example, the amount of pulling can be increased by applying a voltage of about 0 to 500 V to the input surface of the scintillator 1419.

シンチレータ1419は、入射された電子を、その電子の量に応じた強度の光に変換する。シンチレータ1419には、正電圧を印加可能とするとともに、電子から光に変換されたときに透過率を低減させないように、その表面(上面又は底面)に、電極として透明導電膜が被覆される。このようにして、シンチレータ1419に入射した電子は光に変換されて、その光はライトガイド1420に入射する。光はライトガイド1420を伝達して、PMT1421に入射する。PMT1421は、入射された光を電子に変換し、さらにその電子に対して電子増幅を行ない、電子信号として出力する。この電子信号は、PMT1421に入射した光の強度に対応している。   The scintillator 1419 converts the incident electrons into light having an intensity corresponding to the amount of the electrons. The scintillator 1419 is coated with a transparent conductive film as an electrode on its surface (upper surface or bottom surface) so that a positive voltage can be applied and the transmittance is not reduced when converted from electrons to light. In this way, the electrons incident on the scintillator 1419 are converted into light, and the light enters the light guide 1420. Light travels through the light guide 1420 and enters the PMT 1421. The PMT 1421 converts incident light into electrons, further performs electronic amplification on the electrons, and outputs them as electronic signals. This electronic signal corresponds to the intensity of light incident on the PMT 1421.

なお、シンチレータ1419の本数は8本に限られず、2本、4本、12本、16本、又は他の本数であってもよい。また、シンチレータ1419は複数本でなく、1本であってもよい。複数本のシンチレータ1419を用いることで、補集できる2次電子等の量を増加できる。また、複数本のシンチレータ1419を用いることで、検出器14の場所による補集率の分布を測定して、2次電子等を均等に補集できているか、2次電子等の補集位置が偏っているかを検知することができる。   Note that the number of scintillators 1419 is not limited to eight, and may be two, four, twelve, sixteen, or other numbers. Further, the scintillator 1419 may be one instead of a plurality. By using a plurality of scintillators 1419, the amount of secondary electrons that can be collected can be increased. Further, by using a plurality of scintillators 1419, the distribution of the collection rate depending on the location of the detector 14 is measured, and secondary electrons and the like can be collected evenly. Whether it is biased can be detected.

そして、2次電子等の補集位置が偏っている場合には、その補正を直ちに行なうことが可能である。捕集位置が偏っていると、ダメージの進行が場所によって異なることになるので、位置変動が起こったときに、異なる電流量(輝度)になる。このような場合には、その都度校正を行う必要が生じるので装置としてはロスタイムが多くなる。2次電子等を均一に捕集できている場合には、状態変動時においても直ちには輝度変動がない状態で動作できるので、捕集位置の偏りの検知とその補正を直ちに行なうことにより、正常状態に戻すことができる。   If the collection position of secondary electrons or the like is biased, the correction can be performed immediately. If the collection position is biased, the progress of damage varies depending on the location, so that when the position changes, the amount of current (brightness) varies. In such a case, it is necessary to calibrate each time, and the loss time of the apparatus increases. If secondary electrons, etc. are collected uniformly, even if the state changes, it can be operated immediately without any fluctuations in brightness, so it is normal to immediately detect the correction of the collection position and correct it. It can be returned to the state.

また、シンチレータの中に斜ミラーを内蔵してもよい。この場合、電子がシンチレータの表面で光に変換された後、その光はミラーによってPMT1421に向けて反射されるので、光は効率よくPMT1421に伝達される。さらに、斜ミラー表面に電子/光変換膜がコーティングされてもよい。この場合には、ミラー表面で電子/光変換が行われるので、変換後直ちにPMT方向に反射されて、効率よくPMTに光を伝達できる。   Further, an oblique mirror may be built in the scintillator. In this case, after electrons are converted into light on the surface of the scintillator, the light is reflected toward the PMT 1421 by the mirror, so that the light is efficiently transmitted to the PMT 1421. Furthermore, an electron / light conversion film may be coated on the oblique mirror surface. In this case, since the electron / light conversion is performed on the mirror surface, the light is reflected in the PMT direction immediately after the conversion and light can be efficiently transmitted to the PMT.

6.バルブ機構
上述のように、電子銃ハウジング60内は、真空ポンプ40によって真空状態にされる。電子線検出装置100には定期的なメンテナンスが必要とされるが、メンテナンスの際に、電子銃ハウジング60の真空状態を保持するために、バルブ構造が用いられる。すなわち、電子銃ハウジング60をバルブによって密閉空間とすることで、メンテナンスの際にも電子銃ハウジング60を真空状態に保つことができる。
6). Valve Mechanism As described above, the inside of the electron gun housing 60 is evacuated by the vacuum pump 40. Although regular maintenance is required for the electron beam detector 100, a valve structure is used to maintain the vacuum state of the electron gun housing 60 during maintenance. That is, by making the electron gun housing 60 a sealed space with a valve, the electron gun housing 60 can be kept in a vacuum state even during maintenance.

図19は、本実施の形態のバルブ構造を示す図である。上述のように、電子銃ハウジング60内には、電子銃30、30が備えられており、真空ポンプ40によって真空状態とされている。メンテナンスの際には、この電子銃ハウジング60を含む電子コラム907が大気中に晒されることになるが、この場合に、バルブ61を閉めて電子銃ハウジング60を密閉する。   FIG. 19 is a view showing the valve structure of the present embodiment. As described above, the electron gun housing 60 is provided with the electron guns 30 and 30 and is brought into a vacuum state by the vacuum pump 40. During maintenance, the electron column 907 including the electron gun housing 60 is exposed to the atmosphere. In this case, the valve 61 is closed to seal the electron gun housing 60.

電子銃ハウジング60には、照射ビームIBを通過させる位置にハウジング孔62が設けられている。電子銃ハウジング60の下方にはバルブ61が設けられる。バルブ61には、電子銃ハウジング60に対応する位置にバルブ孔612が設けられる。そして、バルブ61における電子銃ハウジング60に対向する面(上面)には、Oリング613、614が設けられる。   The electron gun housing 60 is provided with a housing hole 62 at a position through which the irradiation beam IB passes. A valve 61 is provided below the electron gun housing 60. The valve 61 is provided with a valve hole 612 at a position corresponding to the electron gun housing 60. O-rings 613 and 614 are provided on the surface (upper surface) of the bulb 61 facing the electron gun housing 60.

電子線検査装置1000の使用時には、バルブ61は、B位置に位置する。B位置では、バルブ61のバルブ孔612と電子銃ハウジング60のハウジング孔62とが一致する。A位置では、Oリング613、614がそれぞれ電子銃ハウジング60のハウジング孔62を囲う。メンテナンスの際に電子銃ハウジング60を閉じる際には、バルブ61は、B位置からA位置に移動して、A位置からさらに上方に移動することで、Oリング613、614によって、電子銃ハウジング60のハウジング孔62を閉じて、電子銃ハウジング60を密閉状態とする。なお、バルブ61のB位置からA位置への移動、及びA位置からB位置への移動において、横方向の移動と縦方向の移動を任意に組み合わせてよく、斜めに移動してもよい。   When the electron beam inspection apparatus 1000 is used, the valve 61 is positioned at the B position. At the B position, the valve hole 612 of the valve 61 and the housing hole 62 of the electron gun housing 60 coincide. In the A position, O-rings 613 and 614 respectively surround the housing holes 62 of the electron gun housing 60. When closing the electron gun housing 60 during maintenance, the valve 61 moves from the B position to the A position, and further moves upward from the A position, so that the O-rings 613 and 614 cause the electron gun housing 60 to move. The housing hole 62 is closed, and the electron gun housing 60 is sealed. In the movement of the valve 61 from the B position to the A position and from the A position to the B position, the movement in the horizontal direction and the movement in the vertical direction may be arbitrarily combined, or may be moved obliquely.

このように、本実施の形態においては、バルブ61に照射ビームIBを通過させるバルブ孔612と電子銃ハウジング60を密閉するためのOリング613、614とを形成し、バルブ61を横方向にずらすことで、バルブ61のハウジング孔62が電子銃ハウジング60のハウジング孔62と一致させたり、Oリング613、614が電子銃ハウジング60のハウジング孔62を囲ったりできるので、簡単な操作で電子銃ハウジング60からの照射ビームIBを通過させたり、電子銃ハウジング60を密閉したりできる。   As described above, in the present embodiment, the valve hole 612 that allows the irradiation beam IB to pass through the bulb 61 and the O-rings 613 and 614 for sealing the electron gun housing 60 are formed, and the bulb 61 is shifted laterally. Thus, the housing hole 62 of the valve 61 can be aligned with the housing hole 62 of the electron gun housing 60, and the O-rings 613 and 614 can surround the housing hole 62 of the electron gun housing 60. The irradiation beam IB from 60 can be passed, and the electron gun housing 60 can be sealed.

図20は、本実施の形態のバルブ機構の他の例を示す図である。上述のようなバルブ機構は、図20に示すように、筒体50の下端部に設けてもよい。筒体50の下端部には、照射ビームIBを通過させる位置に筒体孔52が設けられている。電子線検査装置1000の使用時には、バルブ61は、B位置に位置する。B位置では、筒体50の筒体孔52とバルブ61のバルブ孔612とが一致する。A位置では、Oリング613、614がそれぞれ筒体50の筒体孔52を囲う。   FIG. 20 is a view showing another example of the valve mechanism of the present embodiment. The valve mechanism as described above may be provided at the lower end of the cylinder 50 as shown in FIG. A cylindrical hole 52 is provided at the lower end of the cylindrical body 50 at a position through which the irradiation beam IB passes. When the electron beam inspection apparatus 1000 is used, the valve 61 is positioned at the B position. At the B position, the cylinder hole 52 of the cylinder 50 and the valve hole 612 of the valve 61 coincide. In the A position, the O-rings 613 and 614 each surround the cylindrical hole 52 of the cylindrical body 50.

メンテナンスの際に電子銃ハウジング60及び筒体50を閉じる際には、バルブ61は、B位置からA位置に移動して、A位置からさらに上方に移動することで、Oリング613、614によって、筒体50の筒体孔52を閉じて、電子銃ハウジング60及び筒体51で構成される空間を密閉状態とする。なお、バルブ61のB位置からA位置への移動、及びA位置からB位置への移動において、横方向の移動と縦方向の移動を任意に組み合わせてよく、斜めに移動してもよい。   When closing the electron gun housing 60 and the cylindrical body 50 during maintenance, the valve 61 moves from the B position to the A position and moves further upward from the A position, so that the O-rings 613 and 614 The cylinder hole 52 of the cylinder 50 is closed, and the space formed by the electron gun housing 60 and the cylinder 51 is sealed. In the movement of the valve 61 from the B position to the A position and from the A position to the B position, the movement in the horizontal direction and the movement in the vertical direction may be arbitrarily combined, or may be moved obliquely.

この実施の形態においても、バルブ61に、照射ビームIBを通過させるバルブ孔612と電子銃ハウジング60及び筒体50で構成される空間を密閉するためのOリング613、614とを形成し、バルブ61横方向にずらすことで、バルブ61のバルブ孔612を筒体50の筒体孔52と一致させたり、Oリング613、614が筒体50の筒体孔52を囲ったりできるので、簡単な操作で電子銃ハウジング60からの照射ビームIBを通過させたり、電子銃ハウジング60及び筒体50で構成される空間を密閉したりできる。   Also in this embodiment, the valve 61 is formed with a valve hole 612 through which the irradiation beam IB passes and O-rings 613 and 614 for sealing the space formed by the electron gun housing 60 and the cylinder 50. 61 Since the valve hole 612 of the valve 61 can be aligned with the cylindrical hole 52 of the cylindrical body 50 and the O-rings 613 and 614 can surround the cylindrical hole 52 of the cylindrical body 50 by shifting in the horizontal direction. By operation, the irradiation beam IB from the electron gun housing 60 can be passed, or the space formed by the electron gun housing 60 and the cylindrical body 50 can be sealed.

7.デフレクタ
デフレクタは、電子銃30から照射される照射ビームIBを走査のために偏向する。図21は、従来のデフレクタの構成を示す図である。デフレクタ170は、単一の板材の電極からなり、電子線路に孔が形成されている。デフレクタ170の孔を通過する照射ビームIBは、電圧の大きさに応じた角度だけ変更される。デフレクタ170には、±60Vの交流電圧が印加される。デフレクタ170に交流電圧を印加することにより、その電圧振幅に従って照射ビームIBが偏向されて、照射ビームIBによる試料の走査が行われる。この従来の構成によれば、デフレクタ170に印加する±60Vの交流電圧の周波数を上げようとしても限界があり、それによって照射ビームIBの走査の周波数も制限されることになる。
7). Deflector The deflector deflects the irradiation beam IB emitted from the electron gun 30 for scanning. FIG. 21 is a diagram showing a configuration of a conventional deflector. The deflector 170 is composed of a single plate electrode, and a hole is formed in the electron line. The irradiation beam IB passing through the hole of the deflector 170 is changed by an angle corresponding to the magnitude of the voltage. An AC voltage of ± 60 V is applied to the deflector 170. By applying an AC voltage to the deflector 170, the irradiation beam IB is deflected according to the voltage amplitude, and the sample is scanned by the irradiation beam IB. According to this conventional configuration, there is a limit even when trying to increase the frequency of the AC voltage of ± 60 V applied to the deflector 170, thereby limiting the scanning frequency of the irradiation beam IB.

図22は、本実施の形態のデフレクタの構成を示す図である。本実施の形態のデフレクタ180は、2枚の板状の電極181及び182からなる。両電極181及び182には、それぞれ、電子線路に孔が形成されている。この孔を通過した照射ビームIBは、各電極181及び182に印加された電圧に応じた角度だけ偏向する。本実施の形態では、上側電極181には±55Vの交流電圧を印加し、下側電極182には、±5Vの交流電圧を印加する。   FIG. 22 is a diagram illustrating a configuration of the deflector according to the present embodiment. The deflector 180 according to the present embodiment includes two plate-like electrodes 181 and 182. Each of the electrodes 181 and 182 has a hole in the electron line. The irradiation beam IB that has passed through the hole is deflected by an angle corresponding to the voltage applied to the electrodes 181 and 182. In the present embodiment, an AC voltage of ± 55 V is applied to the upper electrode 181, and an AC voltage of ± 5 V is applied to the lower electrode 182.

デフレクタ180では、上記の構成によって、上側電極181に印加する交流電圧を用いてマクロ走査を行い、下側電極182に印加する交流電圧を用いてミクロ走査を行なう。マクロ走査を行なうために上側電極181に印加される交流電圧の周波数は、ミクロ走査を行なうために下側電極182に印加される交流電圧の周波数よりも大きい。上側電極181によってある基準方向に偏向されている照射ビームIBに対して、下側電極182に印加された電圧を振幅させることで、当該基準方向を基準とする小さな範囲で照射ビームIBがさらに偏向されて、試料を走査する(ミクロ走査)。この範囲内で可能な主走査及び副走査を行うと、上側電極181に印加される電圧が変更されて、基準方向が偏向さ
れる(マクロ走査)。
In the deflector 180, macro scanning is performed using the AC voltage applied to the upper electrode 181 and micro scanning is performed using the AC voltage applied to the lower electrode 182 with the above configuration. The frequency of the alternating voltage applied to the upper electrode 181 for performing macro scanning is greater than the frequency of the alternating voltage applied to the lower electrode 182 for performing micro scanning. By amplifying the voltage applied to the lower electrode 182 with respect to the irradiation beam IB deflected in a certain reference direction by the upper electrode 181, the irradiation beam IB is further deflected in a small range with respect to the reference direction. Then, the sample is scanned (micro scan). When main scanning and sub scanning which are possible within this range are performed, the voltage applied to the upper electrode 181 is changed and the reference direction is deflected (macro scanning).

そして、新たな基準方向を基準として、下側電極182に印加された電圧を振幅させることで、当該基準方向を基準とする小さな範囲で照射ビームIBがさらに偏向されて、試料を走査する(ミクロ走査)。このように、マクロ走査とミクロ走査を繰り返すことで、マクロ走査によって偏向可能な範囲内の走査が終了すると、ステージが移動して、次の新たな領域について、上記と同様のミクロ走査及びマクロ走査が行われる。   Then, by oscillating the voltage applied to the lower electrode 182 with the new reference direction as a reference, the irradiation beam IB is further deflected within a small range with the reference direction as a reference, and the sample is scanned (micro). scanning). In this way, by repeating the macro scan and the micro scan, when the scan within the range that can be deflected by the macro scan is completed, the stage moves and the micro scan and the macro scan similar to the above are performed for the next new region. Is done.

ミクロ走査では、±5Vという低電圧で照射ビームIBを偏向するので、周波数の高い電源を使用することができ、これにより、走査速度を速くして、試料の検査時間を短縮できる。   In micro scanning, since the irradiation beam IB is deflected at a low voltage of ± 5 V, a high-frequency power source can be used, thereby increasing the scanning speed and shortening the specimen inspection time.

なお、上記では、1つのデフレクタ180のみを説明したが、上述のように、本実施の形態の電子コラム907では、1つの筒体に複数の電子線照射検出系が設けられるので、上記で説明したデフレクタ180が水平方向に複数設けられることになる。このとき、複数の上側電極181及び複数の下側電極182のそれぞれに電源を設けてもよいし、複数の上側電極181については、共通の電源を用いることもできる。この場合には、下側電極182には、−4.5V〜5.5Vというオフセットされた交流電極を印加する。このように、並列に設けた複数のデフレクタが電源を共有することで、コストを削減できるだけでなく、電子コラム907の小型化にも寄与する。   In the above description, only one deflector 180 has been described. However, as described above, in the electron column 907 of the present embodiment, a plurality of electron beam irradiation detection systems are provided in one cylindrical body. A plurality of deflectors 180 are provided in the horizontal direction. At this time, a power source may be provided for each of the plurality of upper electrodes 181 and the plurality of lower electrodes 182, and a common power source may be used for the plurality of upper electrodes 181. In this case, an AC electrode offset from −4.5 V to 5.5 V is applied to the lower electrode 182. As described above, since the plurality of deflectors provided in parallel share the power source, not only the cost can be reduced, but also the electronic column 907 can be reduced in size.

このように、本実施形態によれば、SEMの構造、特に部品10〜19及びスペーサ20〜28を円盤状にしたことで、位置精度が高い状態での組み立てが可能となり、光軸調整が容易になる。そのため、検査装置のメンテナンスが容易にできる。   As described above, according to the present embodiment, the SEM structure, in particular, the components 10 to 19 and the spacers 20 to 28 are formed into a disk shape, so that assembly with high positional accuracy is possible, and the optical axis adjustment is easy. become. Therefore, maintenance of the inspection apparatus can be easily performed.

なお、本実施形態では、いわゆるシングルSEMについて説明したが、電子銃ハウジング60内に複数の電子銃30を設けたいわゆるマルチSEMとしてもよい。   In the present embodiment, a so-called single SEM has been described. However, a so-called multi-SEM in which a plurality of electron guns 30 are provided in the electron gun housing 60 may be used.

10〜19:部品、20〜28:スペーサ、30:電子銃、50:筒体 10 to 19: parts, 20 to 28: spacer, 30: electron gun, 50: cylinder

Claims (6)

ステージに載置された試料に電子ビームを照射して試料からの電子ビームを検出することにより、試料を観察する検査装置であって、
前記電子ビームを照射する電子銃と、
前記電子ビームのアライメントを行う偏向器、レンズとして機能する電極、及び、前記試料からの電子ビームを検出する検出器を含む複数の部品と、
前記複数の部品の間に設けられたスペーサと、
前記複数の部品及び前記スペーサが内側に収納される筒体と、を備え、
前記複数の部品及びスペーサは、いずれも略中央が空洞の円盤状であり、積層されてその空洞を前記電子ビームが通る、検査装置。
An inspection apparatus for observing a sample by irradiating the sample placed on the stage with an electron beam and detecting the electron beam from the sample,
An electron gun for irradiating the electron beam;
A plurality of components including a deflector that performs alignment of the electron beam, an electrode that functions as a lens, and a detector that detects the electron beam from the sample;
A spacer provided between the plurality of components;
A cylindrical body in which the plurality of components and the spacer are housed, and
The plurality of parts and spacers are all in the shape of a disk having a hollow at the center, and are stacked so that the electron beam passes through the hollow.
前記複数の部品及びスペーサのそれぞれには、前記電子ビームが通る空洞の他にも穴が設けられる、請求項1に記載の検査装置。   The inspection apparatus according to claim 1, wherein each of the plurality of parts and the spacer is provided with a hole in addition to the cavity through which the electron beam passes. 前記複数の部品及びスペーサのそれぞれには、前記電子ビームが通る空洞の他にも、互いに形状が異なる複数の穴が設けられる、請求項1に記載の検査装置。   The inspection apparatus according to claim 1, wherein each of the plurality of parts and the spacer is provided with a plurality of holes having different shapes in addition to a cavity through which the electron beam passes. 前記穴は、前記複数の部品及びスペーサを位置合わせするために使用可能であり、かつ、前記筒体を真空排気する際に排気孔となる、請求項2または3に記載の検査装置。   The inspection device according to claim 2 or 3, wherein the hole can be used to align the plurality of parts and the spacer, and becomes an exhaust hole when the cylinder is evacuated. 前記スペーサは、他の部分より抵抗が低い低抵抗部分を含み、
前記低抵抗部分の一部は上側に配置された前記部品に接続され、前記低抵抗部分の他の一部は下側に配置された前記部品に接続される、請求項1乃至4のいずれかに記載の検査装置。
The spacer includes a low resistance portion having a lower resistance than other portions,
The part of the low resistance part is connected to the part arranged on the upper side, and the other part of the low resistance part is connected to the part arranged on the lower side. The inspection device described in 1.
前記低抵抗部分及び前記部品の表面の少なくとも一部には、それぞれめっきが施されており、
前記めっきを介して、前記低抵抗部分と前記部品とが接続される、請求項5に記載の検査装置。
The low resistance portion and at least a part of the surface of the component are each plated.
The inspection apparatus according to claim 5, wherein the low resistance portion and the component are connected via the plating.
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