JP2777840B2 - 電子線装置 - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/10—Lenses
- H01J37/14—Lenses magnetic
- H01J37/141—Electromagnetic lenses
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/10—Lenses
- H01J2237/103—Lenses characterised by lens type
- H01J2237/1035—Immersion lens
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/26—Electron or ion microscopes
- H01J2237/28—Scanning microscopes
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体ウエーハを低加速で高分解能測長で
きる電子線装置に関する。
きる電子線装置に関する。
近年、半導体開発の製造分野において、大径のウエー
ハ上のパターンの線幅などを低加速電圧で高分解能測長
できる走査電子顕微鏡（SEM）が望まれている。
ハ上のパターンの線幅などを低加速電圧で高分解能測長
できる走査電子顕微鏡（SEM）が望まれている。
このために、対物レンズとして、第２図に示すレンズ
を用いたSEMが開発されている（1989.荷電粒子ビームの
工業への応用第132委員会P.159）。このSEMでは、大径
の半導体ウエーハを加速電圧1KVにて、8nmの高分解能で
観察し、測定することができる。
を用いたSEMが開発されている（1989.荷電粒子ビームの
工業への応用第132委員会P.159）。このSEMでは、大径
の半導体ウエーハを加速電圧1KVにて、8nmの高分解能で
観察し、測定することができる。
しかし、超LSIの集積度があがり、パターンの線幅な
どが微小になることが予想され、この分解能でも充分な
分解能ということができない。
どが微小になることが予想され、この分解能でも充分な
分解能ということができない。
第２図において、試料位置を対物レンズに近づけ、レ
ンズの起磁力を増大させレンズの収差係数を小さくし
て、より高分解能化することが考えられる。しかし、内
筒頂面が外筒端面より、電子線側に引っ込んで配置して
いるため、対物レンズ内筒に近づけて大径の試料を設置
することは難しいこと、また、内筒頂面が小径化されて
いないため、試料を内筒に近づけると、フォーカスする
ためのレンズの起磁力が大幅に増大してしまうことか
ら、より高分解能化することは困難であると考えられ
る。
ンズの起磁力を増大させレンズの収差係数を小さくし
て、より高分解能化することが考えられる。しかし、内
筒頂面が外筒端面より、電子線側に引っ込んで配置して
いるため、対物レンズ内筒に近づけて大径の試料を設置
することは難しいこと、また、内筒頂面が小径化されて
いないため、試料を内筒に近づけると、フォーカスする
ためのレンズの起磁力が大幅に増大してしまうことか
ら、より高分解能化することは困難であると考えられ
る。
〔発明が解決しようとする課題〕 既に述べたように、超LSIの集積度がさらに向上する
と、大径のウエーハを低加速電圧にて、これまで以上の
高分解能で観察し測定することが望まれる。
と、大径のウエーハを低加速電圧にて、これまで以上の
高分解能で観察し測定することが望まれる。
本発明では、上記の要望を満足するために、電子線装
置の対物レンズとして、単極磁界型レンズを用い、その
配置、形状、レン強度を適切に設置することにより、上
述の要望を満たす電子線装置を提供することを目的とし
ている。
置の対物レンズとして、単極磁界型レンズを用い、その
配置、形状、レン強度を適切に設置することにより、上
述の要望を満たす電子線装置を提供することを目的とし
ている。
上記目的を達成するために、本発明が採用した手段
は、 電子線源からみて、試料より手前に磁極頂面が位置す
る単極磁界型対物レンズを有する電子線装置において、 該対物レンズの内筒の磁極頂面手前に二次電子検出器
が設置され、 該対物レンズの内筒は、基部の断面が円形状をなし、
かつ、基部と内筒先端部に設けられた磁極頂面とは円柱
形状または先細状の円錐形状で連接しており、 該対物レンズの内筒の磁極頂面の直径D0と、上記円錐
面あるいは円柱面が連接する基部とのなす交円の直径Dc
との関係は、 D0＜25mm＜Dc であり、 該対物レンズの内筒の円錐形状部の円錐面あるいは円
柱面と、該磁極頂面とのなす角θが 45゜≦θ≦90゜ であり、 該内筒を取り巻く外筒の磁極面は、光軸方向におい
て、内筒の磁極頂面から電子線源側に50mmの位置から、
試料位置までの間に配置されており、 試料と該磁極頂面との距離（ワーキングデイスタン
ス）Ｗを、 Ｗ≦6mm とするとともに、Ｗと加速電圧Ｕにおいて、試料に電子
線束をフォーカスする起磁力 との関係を とした単極磁界型対物レンズを設けたことを特徴とする
電子線装置である。
は、 電子線源からみて、試料より手前に磁極頂面が位置す
る単極磁界型対物レンズを有する電子線装置において、 該対物レンズの内筒の磁極頂面手前に二次電子検出器
が設置され、 該対物レンズの内筒は、基部の断面が円形状をなし、
かつ、基部と内筒先端部に設けられた磁極頂面とは円柱
形状または先細状の円錐形状で連接しており、 該対物レンズの内筒の磁極頂面の直径D0と、上記円錐
面あるいは円柱面が連接する基部とのなす交円の直径Dc
との関係は、 D0＜25mm＜Dc であり、 該対物レンズの内筒の円錐形状部の円錐面あるいは円
柱面と、該磁極頂面とのなす角θが 45゜≦θ≦90゜ であり、 該内筒を取り巻く外筒の磁極面は、光軸方向におい
て、内筒の磁極頂面から電子線源側に50mmの位置から、
試料位置までの間に配置されており、 試料と該磁極頂面との距離（ワーキングデイスタン
ス）Ｗを、 Ｗ≦6mm とするとともに、Ｗと加速電圧Ｕにおいて、試料に電子
線束をフォーカスする起磁力 との関係を とした単極磁界型対物レンズを設けたことを特徴とする
電子線装置である。
第２の発明は、第１の発明にかかる電子線装置におい
て、上記対物レンズの内筒の基部外周が円錐形状部に向
けて先細の傾斜面を形成していることを特徴とする電子
線装置である。
て、上記対物レンズの内筒の基部外周が円錐形状部に向
けて先細の傾斜面を形成していることを特徴とする電子
線装置である。
第３の発明は、第１の発明にかかる電子線装置におい
て、上記対物レンズの内筒の円錐形状部と磁極頂面との
間に、上記円錐面より小さい角度をもつ傾斜面がさらに
設けられていることを特徴とする電子線装置である。
て、上記対物レンズの内筒の円錐形状部と磁極頂面との
間に、上記円錐面より小さい角度をもつ傾斜面がさらに
設けられていることを特徴とする電子線装置である。
第４の発明は、第３の発明にかかる電子線装置におい
て、上記対物レンズの内筒の基部外周が円錐形状部に向
けて先細の傾斜面を形成していることを特徴とする電子
線装置である。
て、上記対物レンズの内筒の基部外周が円錐形状部に向
けて先細の傾斜面を形成していることを特徴とする電子
線装置である。
一般に、低加速電圧走査電子顕微鏡における分解能
は、電子源の輝度と、対物レンズの色収差に依存する。
は、電子源の輝度と、対物レンズの色収差に依存する。
電子源に電界放射電子銃を用いたときの加速電圧1KV
における分解能ｄと、色収差係数Ccとの関係をCrewなど
の波動光学的な理論式により求め、第３図に示す。加速
電圧1KVにおいて、4mm程度以下にする必要があることが
わかる。
における分解能ｄと、色収差係数Ccとの関係をCrewなど
の波動光学的な理論式により求め、第３図に示す。加速
電圧1KVにおいて、4mm程度以下にする必要があることが
わかる。
第４図に、単極レンズの頂面径D0をパラメータとし
て、ワーキングディスタンスＷに対する色収差係数を示
す。Ccは、上記レンズの磁界分布から、特に説明しない
既知の積分公式により求めることができる。第４図よ
り、Ccを4mm以下にするには、Ｗは6mm以下が必要である
ことがわかる。
て、ワーキングディスタンスＷに対する色収差係数を示
す。Ccは、上記レンズの磁界分布から、特に説明しない
既知の積分公式により求めることができる。第４図よ
り、Ccを4mm以下にするには、Ｗは6mm以下が必要である
ことがわかる。
第５図に、D0に対するCcを示す。Ｗに6mmでは、D0が2
5mm程度以下では、Ccは4mm以下では、D0が25mmよりも大
きくてもCcを4mmより大きくなることがわかる。Ｗが6mm
以下にすることが可能であるが、後で述べるように、起
磁力が増大し、現実が困難になる。
5mm程度以下では、Ccは4mm以下では、D0が25mmよりも大
きくてもCcを4mmより大きくなることがわかる。Ｗが6mm
以下にすることが可能であるが、後で述べるように、起
磁力が増大し、現実が困難になる。
第６図に、D0をパラメータとして、Ｗに対する単極磁
界型レンズのフォーカス起磁力 を示す。同じＷに対して、D0が大きいほど、 の値が大きくなることがわかる。
界型レンズのフォーカス起磁力 を示す。同じＷに対して、D0が大きいほど、 の値が大きくなることがわかる。
第７図に WをパラメータとしてD0に対する を示す。
第７図より、D0≦25mmでは， はＷ一定の場合ほぼ直線である。そして、第７図からフ
ォーカス起磁力は、 で表される関係式で与えられることが導かれる。当然、
D0≦25mmでは，色収差係数Ccばかりでなく、所要の起磁
力も小さくてすむことがわかる。
ォーカス起磁力は、 で表される関係式で与えられることが導かれる。当然、
D0≦25mmでは，色収差係数Ccばかりでなく、所要の起磁
力も小さくてすむことがわかる。
さらに、実際のレンズにおいては、内筒内に偏向系を
組込むこと、または、ヨーク部における磁気飽和を防止
することの理由により、単極磁界型レンズの内筒の直径
Dcは、D0（≦25mm）より大きくする必要がある（通常、
50mm程度以上）。
組込むこと、または、ヨーク部における磁気飽和を防止
することの理由により、単極磁界型レンズの内筒の直径
Dcは、D0（≦25mm）より大きくする必要がある（通常、
50mm程度以上）。
したがって、頂面D0と、内筒の円柱面（直径Dc）を、
円錐面で接続するか、あるいは、D0の径の円柱とを円錐
面あるいは円板面で接続する必要がある。
円錐面で接続するか、あるいは、D0の径の円柱とを円錐
面あるいは円板面で接続する必要がある。
このようにした場合、フォーカス起磁力 は、式（１）で示したものより増大することが分かっ
た。D0の頂面径の円柱面を有する単極磁界型レンズ（θ
＝90゜）の起磁力をJ0とし、D0の頂面径で、θ（＜90
゜）の円錐面を有する単極磁界型レンズの起磁力をＪと
して、ＪとJ0の比J/J0の１例を第８図に示す。ここで、
Dcは90mmとした。Dcが増すほど、同じものに対するＪの
値は増大する。第８図よりθが45゜以下では、急速にＪ
の値は増大してしまうことがわかる。極めて大きなＪ
は、対物レンズの磁気飽和を引起し、電子光学的に好ま
しからざる結果を生じ、実際上、現実困難にする場合も
ある。
た。D0の頂面径の円柱面を有する単極磁界型レンズ（θ
＝90゜）の起磁力をJ0とし、D0の頂面径で、θ（＜90
゜）の円錐面を有する単極磁界型レンズの起磁力をＪと
して、ＪとJ0の比J/J0の１例を第８図に示す。ここで、
Dcは90mmとした。Dcが増すほど、同じものに対するＪの
値は増大する。第８図よりθが45゜以下では、急速にＪ
の値は増大してしまうことがわかる。極めて大きなＪ
は、対物レンズの磁気飽和を引起し、電子光学的に好ま
しからざる結果を生じ、実際上、現実困難にする場合も
ある。
磁場分布の測定から、θが45゜の場合のフォーカス起
磁力ＪのDc＝D0（θ＝90゜）の場合の起磁力J0に対する
比J/J0を第10図に示す。第10図より、 J/J0＝0.29（Dc/D0−１）＋１ であることがわかる。
磁力ＪのDc＝D0（θ＝90゜）の場合の起磁力J0に対する
比J/J0を第10図に示す。第10図より、 J/J0＝0.29（Dc/D0−１）＋１ であることがわかる。
したがって、45゜≦θ≦90゜の円錐面を有し、この円
錐面が直径Dcである内筒の円柱面に、D0と別の側で接続
している単極磁界型レンズのフォーカス起磁力は、 の範囲にあることがわかる。
錐面が直径Dcである内筒の円柱面に、D0と別の側で接続
している単極磁界型レンズのフォーカス起磁力は、 の範囲にあることがわかる。
外筒の磁極面９と内筒の磁極頂面11との距離Ｌに対す
るJ/J0の１例を第９図に示す。ただし、Dc〜90mm,θ＝4
5゜とした。外筒の磁極面が、内筒の磁極頂面と同じ面
にある場合のフォーカス起磁力を示す。外筒の磁極面
が、内筒の磁極面より電子源側に後退（:L＞０）してい
ると、フォーカス起磁力は増大することがわかる。大径
のウエーハを大角度に傾斜して観察する必要がない場合
には、Ｌを大きくとる必要はない。第９図より、外筒の
磁極面は、内筒の磁極頂面から電子源側に50mm程度の位
置から、試料位置までの間に配置すれば、Ｊの増大は１
割程度以下におさえられることがわかる。
るJ/J0の１例を第９図に示す。ただし、Dc〜90mm,θ＝4
5゜とした。外筒の磁極面が、内筒の磁極頂面と同じ面
にある場合のフォーカス起磁力を示す。外筒の磁極面
が、内筒の磁極面より電子源側に後退（:L＞０）してい
ると、フォーカス起磁力は増大することがわかる。大径
のウエーハを大角度に傾斜して観察する必要がない場合
には、Ｌを大きくとる必要はない。第９図より、外筒の
磁極面は、内筒の磁極頂面から電子源側に50mm程度の位
置から、試料位置までの間に配置すれば、Ｊの増大は１
割程度以下におさえられることがわかる。
第１図に、本発明の１実施例を示す。本発明の電子線
装置１は、電子銃２、集束レンズ３、単極磁界型対物レ
ンズ５と、試料室13よりなる。単極磁界型対物レンズ５
は、電子線源からみて、電子線軸４上において、試料14
より手前に、内筒10の磁極頂面11を有するように設定さ
れている。該磁極頂面の手前には、２次電子検出器12お
よび２段の走査コイル７が設けられている。電子銃２よ
りでた電子線は、集束レンズ３により集束された後、単
極磁界型対物レンズ５により試料14に集束され、走査コ
イル７により試料14上に走査される。試料14よりでた２
次電子17は、磁極頂面11に設けられた孔を通過後、２次
電子検出器12により検出される。
装置１は、電子銃２、集束レンズ３、単極磁界型対物レ
ンズ５と、試料室13よりなる。単極磁界型対物レンズ５
は、電子線源からみて、電子線軸４上において、試料14
より手前に、内筒10の磁極頂面11を有するように設定さ
れている。該磁極頂面の手前には、２次電子検出器12お
よび２段の走査コイル７が設けられている。電子銃２よ
りでた電子線は、集束レンズ３により集束された後、単
極磁界型対物レンズ５により試料14に集束され、走査コ
イル７により試料14上に走査される。試料14よりでた２
次電子17は、磁極頂面11に設けられた孔を通過後、２次
電子検出器12により検出される。
内筒10は、傾斜角θが、45゜以上の円錐面を有してい
る。この円錐面は、直径Dcの内筒10の円柱面に接続され
ている。
る。この円錐面は、直径Dcの内筒10の円柱面に接続され
ている。
単極磁界型対物レンズ５の内筒10の磁極頂面11の直径
D0と、円柱面の直径Dcとは、既に述べたように、D0≦25
mm≦Dcなる範囲の値に設定されている。
D0と、円柱面の直径Dcとは、既に述べたように、D0≦25
mm≦Dcなる範囲の値に設定されている。
また、外筒の磁極面９は、、内筒の磁極頂面付近に位
置しており、非磁性材16を介して磁性材よりなる試料室
13に接続されている（この点については本願出願人が、
特願昭63−279987号において提案している）。
置しており、非磁性材16を介して磁性材よりなる試料室
13に接続されている（この点については本願出願人が、
特願昭63−279987号において提案している）。
また、大径の試料14は、Ｗ≦6mmの位置に設置されて
いる。
いる。
単極磁界型対物レンズ５は、該レンズのコイルに電流
を流すことにより励磁される。この起磁力Ｊ（：コイル
に流れる電流×コイル巻数）の大きさは、試料位置Ｗ、
磁極頂面径D0、内筒円柱の径Dc、円錐面の傾斜θ、およ
び外筒の磁極面９と、内筒10の磁極頂面11との距離に依
存して定められる。
を流すことにより励磁される。この起磁力Ｊ（：コイル
に流れる電流×コイル巻数）の大きさは、試料位置Ｗ、
磁極頂面径D0、内筒円柱の径Dc、円錐面の傾斜θ、およ
び外筒の磁極面９と、内筒10の磁極頂面11との距離に依
存して定められる。
前述したように、この起磁力 は、（１）式で与えられる より大きな値に設定され、集束レンズよりでた電子線束
は、この起磁力による単極磁界型対物レンズ５の作用に
より、内筒の磁極頂面11からＷの距離にある試料に集束
される。
は、この起磁力による単極磁界型対物レンズ５の作用に
より、内筒の磁極頂面11からＷの距離にある試料に集束
される。
なお、単極磁界型対物レンズ５の内筒10は、第11図に
示した形状にしてもよい。すなわち、θ＝45゜の円錐面
と、内筒との間により大きな傾斜角、たとえば60゜程度
の傾斜面を設ける。このようにすると、第８図からも推
測できるように、起磁力Ｊをより小さくすることができ
る。また、内筒10の基部を構成する円柱面も第11図のＡ
のごとく、垂直方向から若干傾斜をもたせヨークの断面
を増し、内筒10底部において磁気飽和しにくい構造と
し、より大きな起磁力を印加可能にすることもできる。
示した形状にしてもよい。すなわち、θ＝45゜の円錐面
と、内筒との間により大きな傾斜角、たとえば60゜程度
の傾斜面を設ける。このようにすると、第８図からも推
測できるように、起磁力Ｊをより小さくすることができ
る。また、内筒10の基部を構成する円柱面も第11図のＡ
のごとく、垂直方向から若干傾斜をもたせヨークの断面
を増し、内筒10底部において磁気飽和しにくい構造と
し、より大きな起磁力を印加可能にすることもできる。
また、θ＝90゜の場合は、第12図に示すように構成さ
れる。すなわち、直径D0で、適当な長さの円柱と、より
大きい径Dcとが円板面にて、接続されている。この円板
面は、円錐面で形成してもよい。
れる。すなわち、直径D0で、適当な長さの円柱と、より
大きい径Dcとが円板面にて、接続されている。この円板
面は、円錐面で形成してもよい。
D0＝15mm、θ＝45゜、θｃ＝100mmとし、磁極頂面の
穴径を5mm、外筒の磁極面が内筒の磁極面と同一面にあ
り、Ｗ＝6mmとした場合、 となり、分解能は、第３図より、見積もると、1KVにて
3.8nmが得られる。
穴径を5mm、外筒の磁極面が内筒の磁極面と同一面にあ
り、Ｗ＝6mmとした場合、 となり、分解能は、第３図より、見積もると、1KVにて
3.8nmが得られる。
第13図は、単極磁界型対物レンズ５の外筒の磁極端面
を９を内側に突出させたレンズで、この型のレンズを用
いることにより磁束が外へ大きく漏れる弊害を防ぐこと
ができる。
を９を内側に突出させたレンズで、この型のレンズを用
いることにより磁束が外へ大きく漏れる弊害を防ぐこと
ができる。
上記の構成よりなる本発明の電子線装置は、低加速電
圧条件で、従来例に比して、約1/2の高分解能で対象物
を観察できる効果を有する。又、単極磁界型対物レンズ
が非磁性材を介して試料室に接続されていることから、
試料室を対向磁極として使用しないので、対物レンズの
光学特性が試料室の影響を受けることがなく、試料室を
精度良く加工された軸対称部材で構成しなくても良いと
いう効果を奏する。
圧条件で、従来例に比して、約1/2の高分解能で対象物
を観察できる効果を有する。又、単極磁界型対物レンズ
が非磁性材を介して試料室に接続されていることから、
試料室を対向磁極として使用しないので、対物レンズの
光学特性が試料室の影響を受けることがなく、試料室を
精度良く加工された軸対称部材で構成しなくても良いと
いう効果を奏する。
第１図は、本発明の１実施例を示す全体図、第２図は、
低加速電圧型査電子顕微鏡の対物レンズ、第３図は、加
速電圧1KVにおける分解能ｄと色収差係数Ccとの関係
図、第４図は、単極レンズの頂面径D0をパラメータとす
るワーキングディスタンスＷと色収差係数Ccとの関係
図、第５図は、ワーキングディスタンスＷをパラメータ
とする単極レンズの頂面径D0と色収差係数Ccとの関係
図、第６図は、単極レンズの頂面径D0をパラメータとす
るワーキングディスタンスＷとフォーカス起磁力との関
係図、第７図は、ワーキングディスタンスＷをパラメー
タとする単極レンズの頂面径D0とフォーカス起磁力との
関係図、第８図は、円錐の傾斜角に対する円柱面を有す
る単極レンズと円錐面を有する単極レンズの起磁力J0と
Ｊの比の関係図、第９図は、単極レンズの外筒の磁極面
と内筒の磁極頂面との距離Ｌに対するJ/J0との関係図、
第10図は、単極レンズの頂面径D0とその基部の径Dcとの
比に対する単極レンズの起磁力J0とＪの比の関係図、第
11図は、本発明に用いられる単極磁界型対物レンズの１
例、第12図は、本発明に用いられる単極磁界型対物レン
ズの他の例を示す図、第13図は、本発明に用いられる単
極磁界型対物レンズの別の例を示す図である。１ ……顕微鏡本体 ２……電子銃３ ……集束レンズ ４……電子線軸５ ……単極磁界型対物レンズ ９……外筒の磁極面 10……内筒 11……内筒の磁極頂面 12……２次電子検出器13 ……試料室 14……試料
低加速電圧型査電子顕微鏡の対物レンズ、第３図は、加
速電圧1KVにおける分解能ｄと色収差係数Ccとの関係
図、第４図は、単極レンズの頂面径D0をパラメータとす
るワーキングディスタンスＷと色収差係数Ccとの関係
図、第５図は、ワーキングディスタンスＷをパラメータ
とする単極レンズの頂面径D0と色収差係数Ccとの関係
図、第６図は、単極レンズの頂面径D0をパラメータとす
るワーキングディスタンスＷとフォーカス起磁力との関
係図、第７図は、ワーキングディスタンスＷをパラメー
タとする単極レンズの頂面径D0とフォーカス起磁力との
関係図、第８図は、円錐の傾斜角に対する円柱面を有す
る単極レンズと円錐面を有する単極レンズの起磁力J0と
Ｊの比の関係図、第９図は、単極レンズの外筒の磁極面
と内筒の磁極頂面との距離Ｌに対するJ/J0との関係図、
第10図は、単極レンズの頂面径D0とその基部の径Dcとの
比に対する単極レンズの起磁力J0とＪの比の関係図、第
11図は、本発明に用いられる単極磁界型対物レンズの１
例、第12図は、本発明に用いられる単極磁界型対物レン
ズの他の例を示す図、第13図は、本発明に用いられる単
極磁界型対物レンズの別の例を示す図である。１ ……顕微鏡本体 ２……電子銃３ ……集束レンズ ４……電子線軸５ ……単極磁界型対物レンズ ９……外筒の磁極面 10……内筒 11……内筒の磁極頂面 12……２次電子検出器13 ……試料室 14……試料
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01J 37/141 H01J 37/28 H01L 21/66
Claims (4)
- 【請求項１】電子線源からみて、試料より手前に磁極頂
面が位置する単極磁界型対物レンズを有する電子線装置
において、 該単極磁界型対物レンズは、試料室周囲の磁気シールド
部材、あるいは、磁気シールドを兼ねた磁性材よりなる
試料室と、磁気的間隙を有して接続されており、 該対物レンズの内筒の磁極頂面手前に二次電子検出器が
設置され、 該対物レンズの内筒は、基部の断面が円形状をなし、か
つ、基部と内筒先端部に設けられた磁極頂面とは円形形
状または先細状の円錐形状で連接しており、 該対物レンズの内筒の磁極頂面の直径D0と、上記円錐面
あるいは円柱面が連接する基部とのなす交円の直径Dcと
の関係は、 D0＜25mm＜Dc であり、 該対物レンズの内筒の円錐形状部の円錐面あるいは円柱
面と、該磁極頂面とのなす角θが 45゜≦θ≦90゜ であり、 該内筒を取り巻く外筒の磁極面は、光軸方向において、
内筒の磁極頂面から電子線源側に50mmの位置から、試料
位置までの間に配置されており、 試料と該磁極頂面との距離（ワーキングデイスタンス）
Ｗを、 Ｗ≦6mm とするとともに、Ｗと加速電圧Ｕにおいて、試料に電子
線束をフォーカスする起磁力 との関係を とした単極磁界型対物レンズを設けたことを特徴とする
電子線装置。 - 【請求項２】上記対物レンズの内筒の基部外周が円錐形
状部に向けて先細の傾斜面を形成していることを特徴と
する請求項１記載の電子線装置。 - 【請求項３】上記対物レンズの内筒の円錐形状部と磁極
頂面との間に、上記円錐面より小さい角度をもつ傾斜面
がさらに設けられていることを特徴とする請求項１記載
の電子線装置。 - 【請求項４】上記対物レンズの内筒の基部外周が円錐形
状部に向けて先細の傾斜面を形成していることを特徴と
する請求項３記載の電子線装置。
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