JP3046452B2 - パルスビーム発生方法および発生装置 - Google Patents
パルスビーム発生方法および発生装置Info
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- 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
- H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
- H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
-
- 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, ion-optical arrangement
- H01J37/045—Beam blanking or chopping, i.e. arrangements for momentarily interrupting exposure to the discharge
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電子ビームまたはイオン
ビーム等の荷電ビームを用いたパルスビーム発生方法お
よびパルスビーム発生装置に関する。
ビーム等の荷電ビームを用いたパルスビーム発生方法お
よびパルスビーム発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ピコ秒オーダのパルス幅のパルスビーム
は、主にＥＢテスタに用いられている。パルスビームの
発生方法としては、電子ビームを横方向電界を用いて偏
向し、これをアパーチャーで切り取るビーム偏向方式が
使われる。この方法は走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）への装
着が簡単で、ナノ〜ピコ秒までのパルス幅が容易に出せ
る利点がある。
は、主にＥＢテスタに用いられている。パルスビームの
発生方法としては、電子ビームを横方向電界を用いて偏
向し、これをアパーチャーで切り取るビーム偏向方式が
使われる。この方法は走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）への装
着が簡単で、ナノ〜ピコ秒までのパルス幅が容易に出せ
る利点がある。
【０００３】図３にＥＢテスタ用のパルスビーム発生装
置およびその光線図を示す。図３に示すように陰極１０
１とウェーネルト１０２と陽極１０３からなる電子銃に
より、略円形の断面形状を有する電子ビーム１１０が加
速された状態で出射される。放射状に出射された電子ビ
ーム１１０は、コンデンサ・レンズ１０６および対物レ
ンズ１０７によって収束され、試料面１０９の上に陰極
の像が結像される。このとき、円形開口を有する対物ア
パーチャー（チョッピング・アパーチャー）１０８がコ
ンデンサ・レンズ１０６と対物レンズ１０７との間に設
けられ、ビームの開き角が定められる。コンデンサ・レ
ンズ１０６と電子銃の間に偏向器１０４が設けられ、電
源１０５から正弦波やパルスを偏向器１０４に入力する
と、偏向器１０４によって電子ビーム１１０が偏向され
る。そして対物アパーチャー１０８によって、電子ビー
ム１１０が周期的に切り取られ、パルスビームが形成さ
れる。
置およびその光線図を示す。図３に示すように陰極１０
１とウェーネルト１０２と陽極１０３からなる電子銃に
より、略円形の断面形状を有する電子ビーム１１０が加
速された状態で出射される。放射状に出射された電子ビ
ーム１１０は、コンデンサ・レンズ１０６および対物レ
ンズ１０７によって収束され、試料面１０９の上に陰極
の像が結像される。このとき、円形開口を有する対物ア
パーチャー（チョッピング・アパーチャー）１０８がコ
ンデンサ・レンズ１０６と対物レンズ１０７との間に設
けられ、ビームの開き角が定められる。コンデンサ・レ
ンズ１０６と電子銃の間に偏向器１０４が設けられ、電
源１０５から正弦波やパルスを偏向器１０４に入力する
と、偏向器１０４によって電子ビーム１１０が偏向され
る。そして対物アパーチャー１０８によって、電子ビー
ム１１０が周期的に切り取られ、パルスビームが形成さ
れる。
【０００４】チョッピング・アパーチャー，偏向器およ
ぴ電子ビームの関係を模式的に図４に示す。電子ビーム
２１０は平行平板型偏向器２０１によって偏向され、チ
ョッピング・アパーチャー２０２（対物アパーチャーの
共役像）によってビームは切り取られる。このときのチ
ョッピング・アパーチャー２０２の開口内径をＤａ，ア
パーチャー２０２上でのビーム径をｄａとすると、得ら
れるパルスビームのパルス幅τは簡易的に τ＝２ｄＶａ（ｄａ＋Ｄａ）／ｋｈＬｄａ ……（１） と表される。
ぴ電子ビームの関係を模式的に図４に示す。電子ビーム
２１０は平行平板型偏向器２０１によって偏向され、チ
ョッピング・アパーチャー２０２（対物アパーチャーの
共役像）によってビームは切り取られる。このときのチ
ョッピング・アパーチャー２０２の開口内径をＤａ，ア
パーチャー２０２上でのビーム径をｄａとすると、得ら
れるパルスビームのパルス幅τは簡易的に τ＝２ｄＶａ（ｄａ＋Ｄａ）／ｋｈＬｄａ ……（１） と表される。
【０００５】式（１）でｄは偏向器の電極間隔、ｈは偏
向器の電極長さ、Ｖａは電子ビームの加速電圧、Ｌｄａ
は偏向器からチョッピング・アパーチャーまでの距離、
ｋは偏向電圧の変化速度である。式（１）からわかるよ
うに、パルス幅τはチョッピング・アパーチャーの開口
内径Ｄａとアパーチャー上でのビーム径ｄａの和（ｄａ
＋Ｄａ）に比例する。
向器の電極長さ、Ｖａは電子ビームの加速電圧、Ｌｄａ
は偏向器からチョッピング・アパーチャーまでの距離、
ｋは偏向電圧の変化速度である。式（１）からわかるよ
うに、パルス幅τはチョッピング・アパーチャーの開口
内径Ｄａとアパーチャー上でのビーム径ｄａの和（ｄａ
＋Ｄａ）に比例する。
【０００６】式（１）からわかるように、短いパルス幅
のパルスビームを発生するためには、（ｄａ＋Ｄａ）を
小さくする必要がある。しかしアパーチャーの開口内径
はＤａは対物レンズ１０７（図３）の性能を決めるもの
で、電子光学条件によって決まってしまうものである。
一方、アパーチャー上でのビーム径ｄａはアパーチャー
よりも小さくなることはない。（ｄａ＋Ｄａ）を小さく
した場合、アパーチャー２０２を通過する電子ビームの
ビーム電流が減少してしまう。特に、電子銃として電界
放出型電子銃を採用すると、光学系の縮小率が低下する
ため、所定ビーム電流を得るためチョッピング・アパー
チャーの開口内径Ｄａを大きくする必要がある。
のパルスビームを発生するためには、（ｄａ＋Ｄａ）を
小さくする必要がある。しかしアパーチャーの開口内径
はＤａは対物レンズ１０７（図３）の性能を決めるもの
で、電子光学条件によって決まってしまうものである。
一方、アパーチャー上でのビーム径ｄａはアパーチャー
よりも小さくなることはない。（ｄａ＋Ｄａ）を小さく
した場合、アパーチャー２０２を通過する電子ビームの
ビーム電流が減少してしまう。特に、電子銃として電界
放出型電子銃を採用すると、光学系の縮小率が低下する
ため、所定ビーム電流を得るためチョッピング・アパー
チャーの開口内径Ｄａを大きくする必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、短いパ
ルス幅のパルスビームを得るためには、アパーチャー２
０２の開口内径Ｄａとアパーチャー２０２上でのビーム
径ｄａの和（ｄａ＋Ｄａ）を小さくする必要がある。し
かしながら、このように（ｄａ＋Ｄａ）を小さくした場
合は、電子ビームのビーム電流が減少して電子ビームの
透過率が減少してしまうという問題がある。
ルス幅のパルスビームを得るためには、アパーチャー２
０２の開口内径Ｄａとアパーチャー２０２上でのビーム
径ｄａの和（ｄａ＋Ｄａ）を小さくする必要がある。し
かしながら、このように（ｄａ＋Ｄａ）を小さくした場
合は、電子ビームのビーム電流が減少して電子ビームの
透過率が減少してしまうという問題がある。
【０００８】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、電子ビームの透過率を維持しながら、短い
パルス幅のパルスビームを得ることができるパルスビー
ム発生方法および発生装置を提供することを目的とす
る。
ものであり、電子ビームの透過率を維持しながら、短い
パルス幅のパルスビームを得ることができるパルスビー
ム発生方法および発生装置を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、荷電ビームを
発生させ、前記荷電ビームの断面形状を細長状とし、そ
の後前記荷電ビームを断面形状の長手方向と直交する方
向に所定周期で偏向させて荷電ビームの断面形状に対応
する形状の開口を有するアパーチャーにより荷電ビーム
を切取り、アパーチャーを通過する荷電ビームの断面形
状を略円形に戻すことを特徴とするパルスビーム発生方
法、および略円形の断面形状を有する荷電ビームを発生
させるビーム発生装置と、前記荷電ビームの断面形状を
細長状とする細長成形手段と、前記荷電ビームを断面形
状の長手方向と直交する方向に所定周期で偏向する偏向
手段と、前記荷電ビームの細長状の断面形状に対応する
形状の開口を有し前記荷電ビームを切取るアパーチャー
と、前記荷電ビームの細長状の断面形状を略円形に戻す
戻し成形手段とを備えたことを特徴とするパルスビーム
発生装置である。
発生させ、前記荷電ビームの断面形状を細長状とし、そ
の後前記荷電ビームを断面形状の長手方向と直交する方
向に所定周期で偏向させて荷電ビームの断面形状に対応
する形状の開口を有するアパーチャーにより荷電ビーム
を切取り、アパーチャーを通過する荷電ビームの断面形
状を略円形に戻すことを特徴とするパルスビーム発生方
法、および略円形の断面形状を有する荷電ビームを発生
させるビーム発生装置と、前記荷電ビームの断面形状を
細長状とする細長成形手段と、前記荷電ビームを断面形
状の長手方向と直交する方向に所定周期で偏向する偏向
手段と、前記荷電ビームの細長状の断面形状に対応する
形状の開口を有し前記荷電ビームを切取るアパーチャー
と、前記荷電ビームの細長状の断面形状を略円形に戻す
戻し成形手段とを備えたことを特徴とするパルスビーム
発生装置である。
【００１０】
【作用】本発明によれば、アパーチャー上での荷電ビー
ムの断面形状を細長とするとともに、アパーチャーの開
口形状を荷電ビームの断面形状に対応する形状としたの
で、アパーチャー上の荷電ビームの長手方向成分を通過
させることができる。
ムの断面形状を細長とするとともに、アパーチャーの開
口形状を荷電ビームの断面形状に対応する形状としたの
で、アパーチャー上の荷電ビームの長手方向成分を通過
させることができる。
【００１１】
【実施例】以下、図面により本発明の実施例について説
明する。図１は本発明の一実施例を示す図である。
明する。図１は本発明の一実施例を示す図である。
【００１２】図１（ａ）において、パルスビーム発生装
置は、略円形断面の電子ビーム４０を発生させるビーム
発生装置１と、電子ビーム４０の断面形状を細長状とす
る細長成形手段１０と、電子ビーム４０を断面形状の長
手方向と直交する方向に偏向する平行平板偏向器１３
と、電子ビーム４０を切取るアパーチャー１５と、電子
ビーム４０の細長状断面形状を略円形に戻す戻し成形手
段１６とを備えている。
置は、略円形断面の電子ビーム４０を発生させるビーム
発生装置１と、電子ビーム４０の断面形状を細長状とす
る細長成形手段１０と、電子ビーム４０を断面形状の長
手方向と直交する方向に偏向する平行平板偏向器１３
と、電子ビーム４０を切取るアパーチャー１５と、電子
ビーム４０の細長状断面形状を略円形に戻す戻し成形手
段１６とを備えている。
【００１３】次に各構成部材について詳述する。ビーム
発生装置１は、Ｚｒ０／Ｗエミッタを用いた電界放出型
陰極１ａと、電界放出型陰極１ａに対して負電位が印加
されるサプレッサ電極２と、引出電極３と、焦点調整用
レンズ電極４と、接地された陽極５とを順次配設して構
成されている。また電界放出型陰極１ａ、サプレッサ電
極２、引出電極３、および焦点調整用レンズ電極４に
は、電圧印加用電源６、７、８および９が各々接続され
ている。このうち、電界放出型陰極１ａは電源６によっ
て通電加熱され、熱電界放出モードによって動作するよ
うになっている。
発生装置１は、Ｚｒ０／Ｗエミッタを用いた電界放出型
陰極１ａと、電界放出型陰極１ａに対して負電位が印加
されるサプレッサ電極２と、引出電極３と、焦点調整用
レンズ電極４と、接地された陽極５とを順次配設して構
成されている。また電界放出型陰極１ａ、サプレッサ電
極２、引出電極３、および焦点調整用レンズ電極４に
は、電圧印加用電源６、７、８および９が各々接続され
ている。このうち、電界放出型陰極１ａは電源６によっ
て通電加熱され、熱電界放出モードによって動作するよ
うになっている。
【００１４】このような構成からなるビーム発生装置１
によって、略円形の断面形状を有する電子ビーム４０が
発生する。
によって、略円形の断面形状を有する電子ビーム４０が
発生する。
【００１５】また細長成形手段１０は、２つの四重極レ
ンズ３５、３６を２段に配置して構成されており、電子
ビームの断面形状を細長状にするものである。四重極レ
ンズ３５のうちの２つの電極３５ａ、３５ｂおよび四重
極レンズ３６のうちの２つの電極３６ａ、３６ｂが、各
々電圧印加用電源１１に接続されている。また四重極レ
ンズ３５のうちの残り２つの電極３５ｃ、３５ｄおよび
四重極レンズ３６のうちの残り２の電極３６ｃ、３６ｄ
が、各々電圧印加用電源１２に接続されている。電圧印
加用電源１１は−Ｖ1 ボルトを印加し、電圧印加用電源
１２は＋Ｖ1 ボルトを印加するようになっており、四重
極レンズ３５、３６の焦点位置は、±Ｖ1 ボルトの値を
変化することにより制御されるようになっている。
ンズ３５、３６を２段に配置して構成されており、電子
ビームの断面形状を細長状にするものである。四重極レ
ンズ３５のうちの２つの電極３５ａ、３５ｂおよび四重
極レンズ３６のうちの２つの電極３６ａ、３６ｂが、各
々電圧印加用電源１１に接続されている。また四重極レ
ンズ３５のうちの残り２つの電極３５ｃ、３５ｄおよび
四重極レンズ３６のうちの残り２の電極３６ｃ、３６ｄ
が、各々電圧印加用電源１２に接続されている。電圧印
加用電源１１は−Ｖ1 ボルトを印加し、電圧印加用電源
１２は＋Ｖ1 ボルトを印加するようになっており、四重
極レンズ３５、３６の焦点位置は、±Ｖ1 ボルトの値を
変化することにより制御されるようになっている。
【００１６】また平行平板型偏向器１３は、偏向器制御
器１４に接続され、この偏向器制御器１４から偏向器１
３に正弦波電圧またはパルス状電圧が印加され電子ビー
ム４０を偏向するようになっている。電子ビーム４０の
偏向方向は、電子ビーム４０の断面形状の長手方向（ｙ
方向）と直交する方向（ｘ方向）となっている。
器１４に接続され、この偏向器制御器１４から偏向器１
３に正弦波電圧またはパルス状電圧が印加され電子ビー
ム４０を偏向するようになっている。電子ビーム４０の
偏向方向は、電子ビーム４０の断面形状の長手方向（ｙ
方向）と直交する方向（ｘ方向）となっている。
【００１７】さらにアパーチャー１５は、開口１５ａを
有している。この開口１５ａは細長状の電子ビーム４０
の断面形状に対応して矩形状となっている。
有している。この開口１５ａは細長状の電子ビーム４０
の断面形状に対応して矩形状となっている。
【００１８】また戻し成形手段１６は、２つの四重極レ
ンズ３７、３８を２段に配置して構成されており、細長
状の電子ビーム４０の断面形状を略円形状に戻すもので
ある。四重極レンズ３７のうちの２つの電極３７ａ、３
７ｂおよび四重極レンズ３８のうちの２つの電極３８
ａ、３８ｂは、各々電圧印加用電源１７に接続されてい
る。また四重極レンズ３７のうちの残り２つの電極３７
ｃ、３７ｄおよび四重極レンズ３８のうちの残り２つの
電極３８ｃ、３８ｄは、各々電圧印加用電源１８に接続
されている。電圧印加用電源１７は＋Ｖ2 ボルトを印加
し、電圧印加用電源１８は−Ｖ2 ボルトを印加するよう
になっており、これら±Ｖ2 ボルトの実際値は電子ビー
ム４０がクロースオーバ点２２において焦点を結ぶよう
制御される。そしてクロースオーバ点２２を通った電子
ビーム４０は、対物レンズ３０によって試料面１９で焦
点を結ぶようになっている。
ンズ３７、３８を２段に配置して構成されており、細長
状の電子ビーム４０の断面形状を略円形状に戻すもので
ある。四重極レンズ３７のうちの２つの電極３７ａ、３
７ｂおよび四重極レンズ３８のうちの２つの電極３８
ａ、３８ｂは、各々電圧印加用電源１７に接続されてい
る。また四重極レンズ３７のうちの残り２つの電極３７
ｃ、３７ｄおよび四重極レンズ３８のうちの残り２つの
電極３８ｃ、３８ｄは、各々電圧印加用電源１８に接続
されている。電圧印加用電源１７は＋Ｖ2 ボルトを印加
し、電圧印加用電源１８は−Ｖ2 ボルトを印加するよう
になっており、これら±Ｖ2 ボルトの実際値は電子ビー
ム４０がクロースオーバ点２２において焦点を結ぶよう
制御される。そしてクロースオーバ点２２を通った電子
ビーム４０は、対物レンズ３０によって試料面１９で焦
点を結ぶようになっている。
【００１９】次にこのような構成からなる本実施例の作
用について説明する。図１において、（ｂ）はパルスビ
ーム発生装置の光線図を示し、（ｃ）は電子ビームの断
面形状を示している。なお、光学系が光軸に対して対象
となっていないので、光線図（図１（ｂ））は左右にｘ
ｙ軸軌道を別々に示している。
用について説明する。図１において、（ｂ）はパルスビ
ーム発生装置の光線図を示し、（ｃ）は電子ビームの断
面形状を示している。なお、光学系が光軸に対して対象
となっていないので、光線図（図１（ｂ））は左右にｘ
ｙ軸軌道を別々に示している。
【００２０】ビーム発生装置１の電界放出型陰極１ａか
ら出射された電子ビーム４０は、サプレッション電極
２、引出電極３、焦点調整用レンズ電極４、および陽極
５によって陽極５の下のクロスオーバ点２０でクロース
オーバを結ぶ。ビーム発生装置１は軸対称構造となって
いるため、電界放出型陰極１ａおよびクロスオーバ点２
０における電子ビームの断面形状２３、２４は、各々円
形となっている。
ら出射された電子ビーム４０は、サプレッション電極
２、引出電極３、焦点調整用レンズ電極４、および陽極
５によって陽極５の下のクロスオーバ点２０でクロース
オーバを結ぶ。ビーム発生装置１は軸対称構造となって
いるため、電界放出型陰極１ａおよびクロスオーバ点２
０における電子ビームの断面形状２３、２４は、各々円
形となっている。
【００２１】次に電子ビーム４０は、細長成形手段１０
の２つの四重極レンズ３５、３６によって、その断面形
状が細長状となり、偏向器１３の偏向中心のクロスオー
バ点２１で、クロスオーバを結ぶ。従ってクロスオーバ
点２１の電子ビーム４０の断面形状は細長状（だ円状）
となる。
の２つの四重極レンズ３５、３６によって、その断面形
状が細長状となり、偏向器１３の偏向中心のクロスオー
バ点２１で、クロスオーバを結ぶ。従ってクロスオーバ
点２１の電子ビーム４０の断面形状は細長状（だ円状）
となる。
【００２２】次に電子ビーム４０はアパーチャー１５に
達し、その断面形状２６がだ円状のまま相似状に拡大さ
れる。アパーチャー１５の開口１５ａは、アパーチャー
１５上の電子ビームの断面形状２６に対応して矩形状と
なっており、開口１５ａの長手方向は電子ビームの断面
形状２６の長手方向と一致している。このため偏向器１
３によって、電子ビーム４０を断面形状の長手方向（ｙ
方向）と直交する方向（ｘ方向）に所定周期で偏向させ
ることにより、アパーチャー１５によって電子ビーム４
０を切取りパルスビームを発生させることができる。
達し、その断面形状２６がだ円状のまま相似状に拡大さ
れる。アパーチャー１５の開口１５ａは、アパーチャー
１５上の電子ビームの断面形状２６に対応して矩形状と
なっており、開口１５ａの長手方向は電子ビームの断面
形状２６の長手方向と一致している。このため偏向器１
３によって、電子ビーム４０を断面形状の長手方向（ｙ
方向）と直交する方向（ｘ方向）に所定周期で偏向させ
ることにより、アパーチャー１５によって電子ビーム４
０を切取りパルスビームを発生させることができる。
【００２３】アパーチャー１５の開口１５ａを通過した
電子ビーム４０は、その後戻し成形手段１６の２つの四
重極レンズ３７、３８によって断面形状が円形に戻され
る。すなわちクロスオーバ点２２において、クロスオー
バを結び、その断面形状２８が円形となる。
電子ビーム４０は、その後戻し成形手段１６の２つの四
重極レンズ３７、３８によって断面形状が円形に戻され
る。すなわちクロスオーバ点２２において、クロスオー
バを結び、その断面形状２８が円形となる。
【００２４】その後、電子ビーム４０は対物レンズ３０
を経て試料１９点に焦点を結ぶ。
を経て試料１９点に焦点を結ぶ。
【００２５】以上説明したように、本実施例によれば、
アパーチャー１５上での電子ビームの長手方向（ｙ方
向）成分について開口１５ａを通過させることができる
とともに、アパーチャー１５上での電子ビームの偏向方
向（ｘ方向）のビーム径およびアパーチャー１５の開口
１５ａ内径を小さくすることができる。このため、式
（１）で説明したようにビーム電流の増大とパルス幅の
短縮とを同時に達成することができる。
アパーチャー１５上での電子ビームの長手方向（ｙ方
向）成分について開口１５ａを通過させることができる
とともに、アパーチャー１５上での電子ビームの偏向方
向（ｘ方向）のビーム径およびアパーチャー１５の開口
１５ａ内径を小さくすることができる。このため、式
（１）で説明したようにビーム電流の増大とパルス幅の
短縮とを同時に達成することができる。
【００２６】なお上記実施例では、細長成形手段１０お
よび戻し成形手段１６を静電型の四重極レンズ３５、３
６、３７、３８により構成した例を示したが、これに限
らず四重極以上の多重極レンズにより構成してもよく、
磁界型の多重極レンズを用いても良い。また細長成形手
段１０および戻し成形手段１６のいずれも四重極レンズ
を２段組み合わせた構造となっているが、これに限らず
２段以上の複数段の多重極レンズを組み合わせて構成し
ても良い。
よび戻し成形手段１６を静電型の四重極レンズ３５、３
６、３７、３８により構成した例を示したが、これに限
らず四重極以上の多重極レンズにより構成してもよく、
磁界型の多重極レンズを用いても良い。また細長成形手
段１０および戻し成形手段１６のいずれも四重極レンズ
を２段組み合わせた構造となっているが、これに限らず
２段以上の複数段の多重極レンズを組み合わせて構成し
ても良い。
【００２７】さらに本実施例では、一段の平行平板型偏
向器１３を用いた例を示したが、横方向電界型であれば
いかなる形状の偏向器を用いてもよく、さらに、直行す
る２段の偏向器からなる楕円偏向装置を用いても良い。
向器１３を用いた例を示したが、横方向電界型であれば
いかなる形状の偏向器を用いてもよく、さらに、直行す
る２段の偏向器からなる楕円偏向装置を用いても良い。
【００２８】また、ビーム発生装置１は熱電界放出型電
子銃の構成となっているが、電界放出型電子銃の構成と
しても良い。特に、熱電界放出型および電界放出型電子
銃を用いた光学系では縮小率が低いのでアパーチャーの
開口内径を小さくする必要があるため、本発明の効果が
大きい。またＬａＢ6 、Ｗ等の熱電子放出型電子銃を用
いても良い。
子銃の構成となっているが、電界放出型電子銃の構成と
しても良い。特に、熱電界放出型および電界放出型電子
銃を用いた光学系では縮小率が低いのでアパーチャーの
開口内径を小さくする必要があるため、本発明の効果が
大きい。またＬａＢ6 、Ｗ等の熱電子放出型電子銃を用
いても良い。
【００２９】また、アパーチャー１５として矩形の開口
１５ａを有するものを用いた例を示したが、図２に示す
ように枠体４０内に２枚の板片４１を配置し、板片４１
間にスリット状開口４３を形成しても良い。また開口４
３の幅は枠体４０と板片４１との間に設けられたピエゾ
素子４２を用いて可変とすることができる。このような
構造によれば、スリット状開口４３のビーム偏向方向の
幅を任意に可変できるので、電子光学条件を変えること
なく、パルスビームのパルス幅を変化させることができ
る。また開口４３の幅を大きくすることで、真空のコン
ダクタンスを大きくすることができる。
１５ａを有するものを用いた例を示したが、図２に示す
ように枠体４０内に２枚の板片４１を配置し、板片４１
間にスリット状開口４３を形成しても良い。また開口４
３の幅は枠体４０と板片４１との間に設けられたピエゾ
素子４２を用いて可変とすることができる。このような
構造によれば、スリット状開口４３のビーム偏向方向の
幅を任意に可変できるので、電子光学条件を変えること
なく、パルスビームのパルス幅を変化させることができ
る。また開口４３の幅を大きくすることで、真空のコン
ダクタンスを大きくすることができる。
【００３０】なお、上記各実施例において、ビーム発生
装置１によって電子ビーム４０を発生させ、電子ビーム
４０を用いてパルスビームを発生させた例を示したが、
電子ビームの代わりに他の荷電ビーム、例えばイオンビ
ームを発生させ、これを用いてパルスビームを発生させ
ても良い。
装置１によって電子ビーム４０を発生させ、電子ビーム
４０を用いてパルスビームを発生させた例を示したが、
電子ビームの代わりに他の荷電ビーム、例えばイオンビ
ームを発生させ、これを用いてパルスビームを発生させ
ても良い。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アパーチャー上の荷電ビームの長手方向成分について、
アパーチャーの開口を通過させることができる。このた
め、荷電ビームのアパーチャーでの通過電流を低下させ
ることなくパルス幅の短縮を図ったパルスビームを得る
ことができる。
アパーチャー上の荷電ビームの長手方向成分について、
アパーチャーの開口を通過させることができる。このた
め、荷電ビームのアパーチャーでの通過電流を低下させ
ることなくパルス幅の短縮を図ったパルスビームを得る
ことができる。
【図１】本発明によるパルス発生方法およびその発生装
置の一実施例を示す図
置の一実施例を示す図
【図２】アパーチャーの他の実施例を示す図
【図３】従来のパルス発生装置を示す図
【図４】従来のパルス発生装置の偏向手段とアパーチャ
ーを示す図
ーを示す図
１ ビーム発生装置 １０ 細長成形手段 １３ 偏向器（偏向手段） １５ アパーチャー １６ 戻し成形手段 １９ 試料面 ３０ 対物レンズ（収束手段） ４０ 枠体 ４１ 板片 ４２ ピエゾ素子 ４３ （スリット状）開口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 37/28 G21K 1/08 H01J 37/147
Claims (15)
- 【請求項１】荷電ビームを発生させ、前記荷電ビームの
断面形状を細長状とし、その後前記荷電ビームを断面形
状の長手方向と直交する方向に所定周期で偏向させて荷
電ビームの断面形状に対応する形状の開口を有するアパ
ーチャーにより荷電ビームを切取り、アパーチャーを通
過した荷電ビームの断面形状を略円形に戻すことを特徴
とするパルスビーム発生方法。 - 【請求項２】略円形の断面形状を有する荷電ビームを発
生させるビーム発生装置と、前記荷電ビームの断面形状
を細長状とする細長成形手段と、前記荷電ビームを断面
形状の長手方向と直交する方向に所定周期で偏向する偏
向手段と、前記荷電ビームの細長状の断面形状に対応す
る形状の開口を有し前記荷電ビームを切取るアパーチャ
ーと、前記荷電ビームの細長状の断面形状を略円形に戻
す戻し成形手段とを備えたことを特徴とするパルスビー
ム発生装置。 - 【請求項３】細長状の断面形状を有する荷電ビームを前
記断面形状の長手方向と直交する方向に所定周期で偏向
させる工程と、 前記荷電ビームの断面形状に対応する形状の開口を有す
るアパーチャーにより前記荷電ビームを切取る工程と、 互いに複数段に配置された少くとも２つの四重極レンズ
により、前記アパーチャーを通過した前記荷電ビームを
戻し成形し、前記荷電ビームの断面形状を略円形に戻す
工程と、 前記略円形の断面形状を有する荷電ビームを試料上で焦
点を結ばせ、前記試料に照射する工程と、 を備えたパルスビーム発生方法。 - 【請求項４】前記細長状の断面形状を有する荷電ビーム
は、略円形の断面形状を有する荷電ビームを発生させた
後、前記荷電ビームの断面形状を細長状とすることによ
り得られることを特徴とする、請求項３記載のパルスビ
ーム発生方法。 - 【請求項５】前記試料に照射される荷電ビームは電子ビ
ームであることを特徴とする、請求項３記載のパルスビ
ーム発生方法。 - 【請求項６】前記試料に照射される荷電ビームはイオン
ビームであることを特徴とする、請求項３記載のパルス
ビーム発生方法。 - 【請求項７】細長状の断面形状を有する荷電ビームを前
記断面形状の長手方向と直交する方向に所定周期で偏向
させる偏向手段と、 前記偏向手段の下流側に設けられ、前記荷電ビームの細
長状の断面形状に対応した形状を有する開口を有し、前
記荷電ビームを切取るためのアパーチャーと、 前記アパーチャーの下流側に設けられ、前記アパーチャ
ーを通過した荷電ビームの断面形状を略円形に戻すため
の戻し成形手段と、 前記略円形の断面形状を有する荷電ビームを試料上で焦
点を結ばせ、前記試料に照射するための収束手段と、 を備え、 前記戻し成形手段は、互いに複数段に配置された少くと
も２つの四重極レンズを有していることを特徴とするパ
ルスビーム発生装置。 - 【請求項８】略円形の断面形状を有する荷電ビームを発
生させるビーム発生装置と、 前記ビーム発生装置の下流側に配置され、前記荷電ビー
ムの断面形状を細長状とする細長成形手段と、 を更に前記偏向手段の上流側に備えたことを特徴とす
る、請求項７記載のパルスビーム発生装置。 - 【請求項９】前記試料に照射される荷電ビームは電子ビ
ームであることを特徴とする、請求項７記載のパルスビ
ーム発生装置。 - 【請求項１０】前記試料に照射される荷電ビームはイオ
ンビームであることを特徴とする、請求項７記載のパル
スビーム発生装置。 - 【請求項１１】略円形の断面形状を有する荷電ビームを
発生させるビーム発生装置と、 前記荷電ビームの略円形の断面形状を細長状とする細長
成形手段と、 前記細長状の断面形状を有する荷電ビームを前記断面形
状の長手方向と直交する方向に所定周期で偏向させる偏
向手段と、 前記偏向手段の下流側に設けられ、前記荷電ビームの細
長状の断面形状に対応した形状を有する開口を有し、前
記荷電ビームを切取るためのアパーチャーと、 前記アパーチャーの下流側に設けられ、前記アパーチャ
ーを通過した荷電ビームの断面形状を略円形に戻すため
の戻し成形手段と、 前記略円形の断面形状を有する荷電ビームを試料上で焦
点を結ばせ、前記試料に照射するための収束手段と、 を備え、 前記戻し成形手段は、互いに複数段に配置された少くと
も２つの四重極レンズを有していることを特徴とするパ
ルスビーム発生装置。 - 【請求項１２】細長状の断面形状を有する荷電ビームを
前記断面形状の長手方向と直交する方向に所定周期で偏
向させる偏向手段と、 前記偏向手段の下流側に設けられ、前記荷電ビームの細
長状の断面形状に対応した形状を有する開口を有し、前
記荷電ビームを切取るためのアパーチャーと、 前記アパーチャーの下流側に設けられ、前記アパーチャ
ーを通過した荷電ビームの断面形状を略円形に戻すため
の戻し成形手段と、 前記略円形の断面形状を有する荷電ビームを試料上で焦
点を結ばせ、前記試料に照射するための収束手段とを備
え、 前記アパーチャーは、枠体と、前記枠体内に配置される
とともにその間にスリット状開口を形成する一対の板片
からなり、前記一対の板片は、前記スリット状開口の幅
が可変となるようにピエゾ素子を介して前記枠体に支持
されていることを特徴とするパルスビーム発生装置。 - 【請求項１３】略円形の断面形状を有する荷電ビームを
発生させるビーム発生装置と、 前記偏向手段の上流側に配置され、前記ビーム発生装置
からの荷電ビームの断面形状を細長状とする細長成形手
段と、 を更に備えたことを特徴とする、請求項１２記載のパル
スビーム発生装置。 - 【請求項１４】前記試料に照射される荷電ビームは電子
ビームであることを特徴とする、請求項１２記載のパル
スビーム発生装置。 - 【請求項１５】前記試料に照射される荷電ビームはイオ
ンビームであることを特徴とする、請求項１２記載のパ
ルスビーム発生装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4124866A JP3046452B2 (ja) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | パルスビーム発生方法および発生装置 |
| US08/061,003 US5406178A (en) | 1992-05-18 | 1993-05-14 | Pulse beam forming method and apparatus |
| KR1019930008386A KR960010432B1 (ko) | 1992-05-18 | 1993-05-17 | 펄스 비임 발생 방법 및 발생 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4124866A JP3046452B2 (ja) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | パルスビーム発生方法および発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05325867A JPH05325867A (ja) | 1993-12-10 |
| JP3046452B2 true JP3046452B2 (ja) | 2000-05-29 |
Family
ID=14896039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4124866A Expired - Fee Related JP3046452B2 (ja) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | パルスビーム発生方法および発生装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5406178A (ja) |
| JP (1) | JP3046452B2 (ja) |
| KR (1) | KR960010432B1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| CN116864359A (zh) | 2017-09-29 | 2023-10-10 | Asml荷兰有限公司 | 用于带电粒子束检查的样本预充电方法和设备 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1992
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-
1993
- 1993-05-14 US US08/061,003 patent/US5406178A/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-05-17 KR KR1019930008386A patent/KR960010432B1/ko not_active IP Right Cessation
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|---|---|
| JPH05325867A (ja) | 1993-12-10 |
| KR960010432B1 (ko) | 1996-07-31 |
| KR930024280A (ko) | 1993-12-22 |
| US5406178A (en) | 1995-04-11 |
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