JP6614492B2 - Biprism device and charged particle beam device - Google Patents
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Description
本発明は荷電粒子線技術に係り、特に荷電粒子線装置を用いた干渉技術に関する。 The present invention relates to charged particle beam technology, and more particularly to interference technology using a charged particle beam device.
荷電粒子線は、電磁場を用いて収束・発散・偏向などの制御が容易であるだけでなく、物質との相互作用が大きく、物質を透過、あるいは反射させた際に受ける散乱の具合を用いて、物質の内部や表面の情報を知る計測装置として実用化されている。例えば、電子線では電子顕微鏡やその付属装置に代表される観察装置や分析装置であり、イオンビームでは収束イオンビーム装置に代表される加工装置である。さらに、近年では荷電粒子の波動性を用いた干渉計測法も一般化している。イオンビームによる干渉計測については、電子線と比較するとまだ一般化の程度は低いが、ヘリウムイオン顕微鏡では観察像に干渉効果が明瞭に記録されており、干渉計測が可能な技術レベルに達している(非特許文献1参照)。 Charged particle beams are not only easy to control convergence, divergence, and deflection using an electromagnetic field, but also have a large interaction with the material and use the degree of scattering that occurs when the material is transmitted or reflected. It has been put into practical use as a measuring device that knows information on the inside and surface of a substance. For example, an electron beam is an observation device or an analysis device typified by an electron microscope or an accessory device thereof, and an ion beam is a processing device typified by a focused ion beam device. Furthermore, in recent years, interference measurement methods using the wave nature of charged particles have also become common. Interferometry using an ion beam is still less common than electron beams, but the helium ion microscope clearly records the interference effect in the observed image, and has reached a technical level that enables interference measurement. (Refer nonpatent literature 1).
その中で、バイプリズム装置は荷電粒子線を分割・分離させる、あるいは重畳させる目的に用いられる偏向装置である。光学における偏向・干渉装置の一つであるフレネルの複プリズム(プリズムを二つ合わせた形状のプリズム)と同じ作用を持つことから、バイプリズムの名称が与えられている。バイプリズム装置は、電子線干渉の分野では必須の干渉装置となっており、干渉型電子顕微鏡では、結像光学系に複数のバイプリズム装置を備えたり、さらに、照射光学系にもバイプリズム装置を備える装置が実用化され始めている。バイプリズム装置に関連する先行技術文献として下記のものがある。 Among them, the biprism device is a deflection device used for the purpose of dividing / separating or superimposing charged particle beams. The biprism name is given because it has the same action as a Fresnel biprism (a prism having two prisms), which is one of the deflection / interference devices in optics. The biprism device is an indispensable interference device in the field of electron beam interference. In the interference electron microscope, the imaging optical system includes a plurality of biprism devices, and the irradiation optical system also includes a biprism device. An apparatus equipped with a device has begun to be put into practical use. Prior art documents related to the biprism device include the following.
上述のように、バイプリズム装置は光学におけるフレネルの複プリズムと同じ作用をする荷電粒子線における光学装置で、電界型と磁界型の二種類がある。本願発明が対象とするのは、広く普及している電界型バイプリズムで、中央部のフィラメント電極とその電極を挟む形で保持される平行平板接地電極から構成される。
フィラメント電極には、主にガラス線フィラメントが用いられ表面を金属コーティング(主に金、白金、あるいは白金パラジウム合金など)することによって導電性を与えている。このフィラメント電極は干渉光学系で使用する場合には、干渉性の要請により細いほど都合が良く、現状は線径0.5 μm 程度のものが用いられている。このフィラメント電極は、肉眼での目視ではほとんど見えないほど細いため、機械的な破損とホコリの付着などが無き様、取扱いには細心の注意を要する。
As described above, the biprism device is an optical device for a charged particle beam that has the same function as a Fresnel biprism in optics, and there are two types, an electric field type and a magnetic field type. The subject of the present invention is a widely used electric field type biprism, which is composed of a filament electrode at the center and a parallel plate ground electrode held in such a manner as to sandwich the electrode.
A glass wire filament is mainly used for the filament electrode, and the surface is metal-coated (mainly gold, platinum, platinum-palladium alloy or the like) to provide conductivity. When this filament electrode is used in an interference optical system, it is more convenient as it is thinner due to the demand for coherence. Currently, a filament electrode having a wire diameter of about 0.5 μm is used. Since this filament electrode is so thin that it cannot be seen with the naked eye, it must be handled with great care so that it is free from mechanical damage and dust adhesion.
フィラメント電極は荷電粒子線装置の光軸をまたぐように配置されるため、まさに荷電粒子線に照射される。そのため、荷電粒子線装置の真空中に残存する不純物(主にカーボン系、または有機物系のコンタミネーション)が付着しやすく、それが付着したときにはその付着物により局所チャージアップが発生し、干渉現象を乱す要因となっている。 Since the filament electrode is arranged so as to straddle the optical axis of the charged particle beam apparatus, it is exactly irradiated to the charged particle beam. For this reason, impurities (mainly carbon-based or organic-based contamination) remaining in the vacuum of the charged particle beam device are likely to adhere, and when it adheres, local charge-up occurs due to the adhered matter, causing an interference phenomenon. It is a disturbing factor.
また、照射光学系に配置した場合には、多大なドーズ量の荷電粒子線に曝されることになり、金属コーティングのはがれなど損傷が発生する。これは、荷電粒子線の加速電圧が高いほど、また用いる荷電粒子が質量の大きな粒子であるほど発生頻度が高くなる傾向があるが、この金属コーティングのはがれなども、ガラス製フィラメント電極の局所チャージアップの発生の原因となっている。 Moreover, when it arrange | positions to an irradiation optical system, it will be exposed to the charged particle beam of a great dose, and damages, such as peeling of a metal coating, generate | occur | produce. This is because the higher the acceleration voltage of the charged particle beam and the larger the charged particle used, the higher the frequency of occurrence. However, this metal coating delamination is also a local charge of the glass filament electrode. Cause the occurrence of up.
上記課題に対する具体的な対策としては、チャージアップが発生した後にフィラメント電極を金属コーティングし直すか、新しいフィラメント電極に交換することで対応しているのが現状である。しかし、上述のごとく、フィラメント電極はその作製にも細心の注意を要するため、熟練者による対応を必要とする難しい作業である。また、過去にはフィラメント電極を通電加熱し、付着したコンタミネーションを除去する、あるいは使用中に加熱を継続しコンタミネーションを付着させない工夫がされた例はあるが、普及には至っていない。 As a concrete measure against the above problem, the current situation is that the filament electrode is re-coated with metal after the charge-up occurs or is replaced with a new filament electrode. However, as described above, since the filament electrode requires careful attention for its production, it is a difficult task that requires a response by an expert. In the past, there has been an example in which the filament electrode is energized and heated to remove the attached contamination, or the heating is continued during use so that the contamination is not attached, but it has not been widely used.
本発明の目的は、上記の課題を解決し、コンタミネーションが付着した部分での局所チャーアップを防止することが可能なバイプリズム装置、及び荷電粒子線装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a biprism device and a charged particle beam device capable of solving the above-described problems and preventing local char-up at a portion where contamination has adhered.
上記目的を達成するために、本発明においては、バイプリズム装置であって、荷電粒子線装置の光軸に直交するフィラメントと、光軸とフィラメントの両方に直交する軸を法線とする平面を持ち、フィラメントを挟んで配置される一対の平行平板電極と、フィラメントの両端がそれぞれ固定され、互いに絶縁部で絶縁された第1の座電極と第2の座電極を有し、光軸と平行な軸を回転軸として回転するフィラメントホルダーと、電源に接続される第1の接触電極と、第2の接触電極と、を備え、フィラメントホルダーの回転により、第1の座電極と第2の座電極の少なくともどちらか1つが第1の接触電極と接触する状態、或いは第1の座電極が第1の接触電極と接触し、第2の座電極が第2の接触電極と接触する状態を取りうるバイプリズム装置、及びそれを用いた荷電粒子線装置を提供する。 In order to achieve the above object, in the present invention, a biprism device includes a filament perpendicular to the optical axis of the charged particle beam device, and a plane normal to the optical axis and an axis perpendicular to both of the filaments. A pair of parallel plate electrodes disposed between the filaments, and a first seat electrode and a second seat electrode that are fixed at both ends of the filament and insulated from each other by an insulating portion, and are parallel to the optical axis. And a first contact electrode connected to a power source, and a second contact electrode. By rotating the filament holder, the first seat electrode and the second seat are provided. A state in which at least one of the electrodes is in contact with the first contact electrode, or a state in which the first seat electrode is in contact with the first contact electrode and the second seat electrode is in contact with the second contact electrode. Uru Vipriz Apparatus, and to provide a charged particle beam apparatus using the same.
本発明によれば、コンタミネーションの付着による局所チャージアップを消失することができる。また、局所チャージアップにより使用が不可となったフィラメントの再利用が可能となる。さらに、金属性フィラメントを用いた場合には、荷電粒子線の照射によるはがれなどの損傷もないため、バイプリズム装置の稼働期間を著しく延長することが可能となる。 According to the present invention, local charge-up caused by contamination can be eliminated. Further, it becomes possible to reuse the filament that has become unusable due to local charge-up. Furthermore, when a metallic filament is used, the operation period of the biprism device can be significantly extended because there is no damage such as peeling due to irradiation with a charged particle beam.
以下、本発明を実施するための形態を説明するが、それに先立ちバイプリズム装置、及びこれを用いた荷電粒子線装置を図面に従い概説する。なお、本明細書において、フィラメント電極を単にフィラメントと呼ぶ場合がある。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described. Prior to that, a biprism device and a charged particle beam device using the same will be outlined with reference to the drawings. In this specification, the filament electrode may be simply referred to as a filament.
<バイプリズム装置>
広く普及している電界型バイプリズム装置による偏向の作用は、電子線に限るものではなく、荷電粒子線には共通のものである。電荷の正負はフィラメント電極への印加電位の正負で簡単に制御できるが、以後の説明では主に電子線バイプリズム、あるいはそれを備えた電子顕微鏡を用いて説明する。しかし、本発明は電子線バイプリズム、あるいは電子顕微鏡に限定するものではない。
<Bi-Prism Device>
The action of deflection by a widely used electric field type biprism device is not limited to an electron beam, but is common to charged particle beams. The positive / negative of the charge can be easily controlled by the positive / negative of the potential applied to the filament electrode, but in the following description, the description will be mainly made using an electron beam biprism or an electron microscope equipped with the same. However, the present invention is not limited to an electron biprism or an electron microscope.
図1の点線枠で示したように、電界型バイプリズム9は、中央部のフィラメント電極91とその電極を挟む形で保持される平行平板接地電極99から構成される。例えば電子線装置においては、フィラメント電極91に正電位を印加すると、図1中に示したごとく、フィラメント電極91の近傍を通過する電子線27は、フィラメント電極91の電位により互いに向き合う方向に偏向される。図1中の電子軌道27に垂直に平面22が描かれているが、これは電子線を波として表現するときの等位相面であり、通常は電子軌道と垂直を成す面で、一般的には波面と呼ばれる。互いに向き合う方向に偏向を受けた2枚の波面22は、フィラメント電極91の後方で重なり合い、干渉縞8を形成する。
As shown by the dotted line frame in FIG. 1, the electric
フィラメント電極91から離れるほど電子線に作用する電位は小さくなるが作用している空間範囲が長くなるため、結果的に電子線の偏向角度は入射位置に依らずフィラメント電極91への印加電位に比例する。すなわち、αをバイプリズム装置による電子線の偏向角度とすると、フィラメント電極への印加電圧Vfと偏向係数kを用いてα=kVfで表わされる簡単な関係を持つ。電子線の偏向角度αが入射位置に依らないことは電子光学装置としては重要な特徴で、平面波は平面波のまま伝播方向のみが偏向されて、バイプリズム装置を射出することになる。これは光学ではちょうど2つのプリズムを合わせた複プリズムの効果に対応することから、バイプリズム、特に電子線装置で用いられる場合には電子線バイプリズムと呼ばれている。
<干渉顕微鏡像の作成>
図2に、バイプリズム装置を用いた応用例として、電子線ホログラフィーよる干渉顕微鏡像を作成する最も一般的な光学系を示す(非特許文献2参照)。図2では、バイプリズム装置9を対物レンズ5と試料の像面71との間に配置し、フィラメント電極91に正の電位を印加することによって、試料3を透過した電子線である物体波21(図2ではフィラメント電極の左側を通過する電子線でハッチングを付けて示した)と、試料の無い側を透過した電子線である参照波23(図2ではフィラメント電極の右側を通過する電子線)を重畳させて干渉顕微鏡像である、試料像31に干渉縞8の重畳された画像を得ている。すなわち、試料3が物体波21の波面に与える位相変化が、重畳された干渉縞8の変調として記録される。
As the distance from the
<Creation of interference microscope image>
FIG. 2 shows, as an application example using a biprism device, the most common optical system for creating an interference microscope image by electron beam holography (see Non-Patent Document 2). In FIG. 2, the
<バイプリズムの方位回転>
荷電粒子線装置はほとんどの場合、装置の光軸を中心に軸対称の構造に構成されている。しかし、バイプリズム装置は光軸に直交する方向に挿入され、かつバイプリズム装置による荷電粒子線の偏向方向は、光軸とフィラメント電極の両方に垂直な方向である。従って、バイプリズム装置を備える光学系には光軸を回転中心とした方位依存性が生じることになる。このため、実験における実用性を高めるためには、試料とフィラメント電極の位置関係に光軸を回転中心とした方位回転の自由度のあることが望ましい。そこで、現在実用化されているバイプリズム装置は、ほとんどの場合、フィラメント電極を含む平面内での方位の回転機構を備える構造となっている(非特許文献2参照)。
<Direction rotation of biprism>
In most cases, the charged particle beam apparatus has an axisymmetric structure around the optical axis of the apparatus. However, the biprism device is inserted in a direction perpendicular to the optical axis, and the deflection direction of the charged particle beam by the biprism device is a direction perpendicular to both the optical axis and the filament electrode. Therefore, an azimuth dependency with the optical axis as the center of rotation occurs in the optical system including the biprism device. For this reason, in order to improve the practicality in the experiment, it is desirable that the positional relationship between the sample and the filament electrode has a degree of freedom of azimuth rotation with the optical axis as the rotation center. Therefore, in most cases, the biprism devices that are currently in practical use have a structure that includes a rotation mechanism for the orientation in a plane including the filament electrode (see Non-Patent Document 2).
<1電極回転型バイプリズム装置>
図3は1電極の回転型バイプリズム装置本体80である(非特許文献2)。同図の(a)は鳥瞰模式図、(b)は実用されている装置の外観模式図である。フィラメント電極91が固定されるフィラメントホルダー93は環状になっており、ホルダー外周と接触電極81が接触し電気的に接続されている。接触電極81は電源95と接続されており、その電源を通じてフィラメント電極91に電位が印加される。フィラメント電極91と環状のフィラメントホルダー93は、フィラメント固定後に全体が金属コートされる場合には、真空に耐える接着剤92であれば、非導電性の接着剤、例えばエポキシ系樹脂などでも構わない。環状フィラメントホルダー93の場合にはフィラメント電極91と環状フィラメントホルダー93の間に平行平板接地電極99が配置される。そのため、フィラメント電極91の方位回転は、平行平板接地電極99とともに回転する。この平行平板接地電極が無い場合には、フィラメント電極91と環状フィラメントホルダー93の間の空間にも電位が存在するため、荷電粒子線の偏向角度は小さくなる。
<One-electrode rotating biprism device>
FIG. 3 shows a one-electrode rotary biprism device body 80 (Non-patent Document 2). (A) of the figure is a bird's-eye schematic diagram, and (b) is an external schematic diagram of a practical device. The
図3の(b)において、装置全体が図中X方向(装置の軸垂直方向)とY方向(軸方向)に微動して、フィラメント電極91の位置を調整できる。また、バイプリズム装置を使用しない場合は、Y軸方向に大きく移動しバイプリズムの機構部が荷電粒子線から外れる構造となっている。この時の荷電粒子線装置の光軸を符号20で示した。接触電極81は片持ち梁の構造としてバネ性を持たせ、フィラメントホルダー93の方位回転に依らず接点の確保が図られている。
In FIG. 3B, the entire apparatus can be finely moved in the X direction (axial direction perpendicular to the apparatus) and the Y direction (axial direction) in the drawing to adjust the position of the
なお、図3の(b)に記載のバイプリズム装置は、装置全体として軸構造をしているため、装置に固有の振動モードが軸方向と軸垂直方向とでは異なっている。軸方向の振動振幅は小さく、軸垂直方向の振動振幅は大きい。さらにフィラメント電極91も、フィラメントの軸方向には振動の影響は小さく、フィラメントに垂直方向には振動の影響が大きい。そのため、結果としてフィラメント電極の方位角に応じて振動の影響の現れ方が異なる。すなわち、フィラメント電極の軸がバイプリズム装置の軸に垂直の場合が振動の影響が最も小さく、振動に対して最も安定になる。図3の(a)は、この安定な方位角で描かれている。このフィラメント電極91の方位角による安定性の違いは重要な実施要件であり、フィラメント電極がバイプリズム装置の軸に垂直となる方位角で操作できれば、バイプリズム装置の利便性は高い。
Since the biprism device shown in FIG. 3B has a shaft structure as a whole device, the vibration mode unique to the device is different between the axial direction and the axial vertical direction. The vibration amplitude in the axial direction is small, and the vibration amplitude in the vertical direction is large. Further, the
そこで、本発明のバイプリズム装置の好適な態様においては、荷電粒子線装置の光軸に直交するフィラメントと、光軸とフィラメントの両方に直交する軸を法線とする平面を持ち、フィラメントを挟んで配置される一対の平行平板電極とから構成され、フィラメントが設置されるフィラメントホルダーは絶縁部を挟んで第1の座電極と第2の座電極とを備えるとともに、荷電粒子線装置の光軸と平行な軸を回転軸として回転し、フィラメントの両端はフィラメントホルダーの第1と第2の座電極にそれぞれ固定され、フィラメントホルダーと接触する第1の接触電極と第2の接触電極が備えられ、第1の接触電極は電源に接続され、第2の接触電極はバイプリズム装置に接続され、フィラメントホルダーの回転角度により、第1の座電極と第2の座電極の少なくともどちらか1つが第1の接触電極と接触する状態、或いは、第1の座電極が第1の接触電極と接触し、且つ、第2の座電極が第2の接触電極と接触する状態を取りうる構成を備える。 Therefore, in a preferred embodiment of the biprism device of the present invention, the biprism device has a filament perpendicular to the optical axis of the charged particle beam device, and a plane whose normal is the axis perpendicular to both the optical axis and the filament, and sandwiches the filament. The filament holder in which the filament is installed includes a first seat electrode and a second seat electrode with an insulating portion interposed therebetween, and an optical axis of the charged particle beam apparatus. The filaments are respectively fixed to the first and second seat electrodes of the filament holder, and provided with a first contact electrode and a second contact electrode that contact the filament holder. The first contact electrode is connected to the power source, the second contact electrode is connected to the biprism device, and the first seat electrode and the first contact electrode are connected to each other according to the rotation angle of the filament holder. A state in which at least one of the seat electrodes is in contact with the first contact electrode, or the first seat electrode is in contact with the first contact electrode, and the second seat electrode is in contact with the second contact electrode It has a configuration that can be in contact.
この好適な態様によって、フィラメント電極の回転機構を持つ1電極のバイプリズム装置であって、1電極のままの構成で、フィラメント電極に電流を流すことが可能となる。その結果、フィラメント電極の通電による加熱が可能となり、フィラメント電極に付着したコンタミネーションが除去される。これにより、コンタミネーションの付着による局所チャージアップが消失する。すなわち、現在普及している1電極の回転型バイプリズム装置に、通電によるフィラメント電極の加熱清浄化機能を併設付加することが可能となり、局所チャージアップにより使用が不可となったフィラメント電極の再利用が可能となる。さらに、金属性フィラメント電極を用いた場合には、荷電粒子線の照射によるはがれなどの損傷もないため、バイプリズム装置の稼働期間を著しく延長することが可能となる。 This preferred embodiment is a one-electrode bi-prism device having a filament electrode rotation mechanism, and allows a current to flow through the filament electrode with a single electrode configuration. As a result, heating by energization of the filament electrode becomes possible, and contamination adhered to the filament electrode is removed. Thereby, the local charge-up due to the adhesion of contamination disappears. In other words, it is possible to add a heating and cleaning function of the filament electrode by energization to the currently popular one-electrode rotary biprism device, and reuse of the filament electrode that cannot be used due to local charge-up. Is possible. Furthermore, when a metallic filament electrode is used, the operation period of the biprism device can be significantly extended because there is no damage such as peeling due to irradiation with a charged particle beam.
実施例1は、フィラメント電極の方位回転可能の利点を失うことなく、更にフィラメント電極への通電を可能としてフィラメント電極に付着したコンタミネーションを除去することを可能とする状態を取りうる1電極の方位回転型バイプリズム装置の実施例である。すなわち、バイプリズム装置であって、荷電粒子線装置の光軸に直交するフィラメントと、光軸とフィラメントの両方に直交する軸を法線とする平面を持ち、フィラメントを挟んで配置される一対の平行平板電極と、フィラメントの両端がそれぞれ固定され、互いに絶縁部で絶縁された第1の座電極と第2の座電極を有し、光軸と平行な軸を回転軸として回転するフィラメントホルダーと、電源に接続される第1の接触電極と、第2の接触電極と、を備え、フィラメントホルダーの回転により、第1の座電極と第2の座電極の少なくともどちらか1つが第1の接触電極と接触する状態、或いは第1の座電極が第1の接触電極と接触し、第2の座電極が第2の接触電極と接触する状態を取りうるバイプリズム装置の実施例である。 In the first embodiment, the orientation of one electrode that can take a state in which the filament electrode can be energized and the contamination attached to the filament electrode can be removed without losing the advantage that the orientation of the filament electrode can be rotated. It is an Example of a rotation-type biprism apparatus. That is, a biprism device having a filament perpendicular to the optical axis of the charged particle beam device and a plane having a normal line that is perpendicular to both the optical axis and the filament, and arranged between the filaments A parallel plate electrode, a filament holder that has a first seat electrode and a second seat electrode, both ends of which are fixed to each other and insulated from each other by an insulating portion, and rotates about an axis parallel to the optical axis; A first contact electrode connected to the power source and a second contact electrode, and at least one of the first seat electrode and the second seat electrode is brought into the first contact by rotation of the filament holder This is an embodiment of a biprism device that can take a state of being in contact with an electrode, or a state in which a first seating electrode is in contact with a first contact electrode and a second seating electrode is in contact with a second contact electrode.
図4に実施例1のバイプリズム装置の一構成例の鳥瞰模式図を示す。本実施例のバイプリズム装置は、図3に示した1電極回転型バイプリズム装置の基本的な構造に加え、新たに以下の4つの特有の構成を備える。 FIG. 4 shows a schematic bird's-eye view of a configuration example of the biprism device according to the first embodiment. In addition to the basic structure of the one-electrode rotating biprism device shown in FIG. 3, the biprism device of the present embodiment is newly provided with the following four unique configurations.
(1)フィラメント電極91が固定されるフィラメントホルダーが絶縁体を挟んだ2つの座電極83、84から構成される。
(1) The filament holder to which the
(2)第2の座電極84には突起部86が設けられる。
(2) The
(3)フィラメントホルダーが方位回転した際に、突起部86と接触する第2の接触電極82が備えられる。
(3) A
(4)フィラメント91の2つの座電極83、84への固定は導電性接着剤92が用いられる。
(4) A
図4において、フィラメントホルダーは、2つの座電極83、84を絶縁体からなる絶縁部85で接続した構造で、ホルダー全体で環状の形状を持ち、バネ性を持った2つの第1、第2の接触電極81、82と接触しても変形しないだけの十分な剛性を持っている。第2の座電極84の突起部86は、第1、第2の接触電極81、82の何れかに接触可能な構造を備える。
In FIG. 4, the filament holder has a structure in which two
荷電粒子線の軌道経路中に存在する絶縁体は荷電粒子線装置にとってはチャージアップの原因となるため、フィラメントホルダーの座電極83、84を接続する2つの絶縁部85は、平行平板接地電極99の裏側に位置し、荷電粒子線から直接見込むことが無い構造となっている。すなわち、絶縁部が平行平板電極の光軸から見た裏側に位置することとなる。
Since the insulator present in the orbital path of the charged particle beam causes a charge-up for the charged particle beam apparatus, the two insulating
さらにこの構造を維持するため、フィラメントホルダーと平行平板接地電極99は一体となって方位回転する構造となっている。なお、平行平板電極を接地させず、片側の電極だけ、または両電極共に別電源等に接続し、荷電粒子線への片偏向を加える機能を有していても構わない。
Further, in order to maintain this structure, the filament holder and the parallel
また図4では、2つの接触電極81、82は、図3の回転型バイプリズム装置の接触電極81と同様に、片持ち梁型の板バネ形状を想定して描いているが、この形状に限るものではなく、電極の裏側からコイル型バネで押し付ける形状でも、その他の形状でも構わない。第1の接触電極81と第2の接触電極82は、第2の座電極84に備えられた突起部86と接触しても塑性変形しないだけのバネ性を保持していれば良い。この条件を満たすバネ性は、第2の座電極の突起部86の大きさである突起量にも依存するので、接触電極の形状、サイズ、素材とともに第2の座電極の突起部86の大きさなどを考慮して定めればよい。
In FIG. 4, the two
フィラメント電極91に電位を印加する電源95に接続された第1の接触電極81と、バイプリズム装置に直接接続されて接地される第2の接触電極82が、フィラメント電極91の中点(理想的な配置では荷電粒子線の光軸が通る点)となす方位角βは、フィラメントホルダーの第1の座電極83と第2の座電極84の間の2つの絶縁部85がフィラメント電極91の中点となす方位角γよりも大きくなければならない(β>γ)。この条件は、第2の座電極84が単独で第1の接触電極81と第2の接触電極82とに接続しないという構成要件から導かれる。すなわち、突起部86を備えた第2の座電極84が単独で両方の接触電極に接続して電源をショートさせないための条件である。但し、ここで述べた角度βも角度γも、図4に示す通り、それぞれ小さい方の方位角である。すなわち、第1の接触電極と第2の接触電極がフィラメントの中点となす小なる側の角度は、第1の座電極と第2の座電極の間の2つの絶縁部がフィラメント電極の中点となす小なる側の角度よりも大きいことになる。
A
図5に本実施例のバイプリズム装置のフィラメントホルダーを方位回転させて、第2の座電極84を第2の接触電極82に接続可能の範囲を示す。すなわち、図5の(a)と(b)に示す方位角の範囲において、フィラメント電極91への通電が可能である。なお、作図の都合上、図5とそれ以降の図においては、第1の接触電極81と第2の接触電極82がフィラメント電極91の中点となす方位角β、および第1の座電極83と第2の座電極84の間の2つの絶縁部85がフィラメント電極91の中点となす方位角γのいずれもが直角を成すように描いているが、この角度に限定するものではない。
FIG. 5 shows a range in which the
フィラメント電極91は、導電体もしくは導電体をコートされることによって導電性が保持されているため、第1の座電極83が第1の接触電極81に接触し、かつ、第2の座電極84が第2の接触電極82に接触する回転の回転角度範囲、すなわち方位角の角度範囲において、電源95を用いて通電することによりフィラメント電極91を加熱できる。この時の加熱の程度は流す電流量や通電時間だけでなく、フィラメント電極の素材、断面積、長さにも依存する。例えば、非特許文献3によると、フィラメント線径が約0.6 μmの白金線の時、約300 μAの通電量で600℃、4分間の加熱が基準とされている。今までに開発された荷電粒子線のバイプリズム装置では、フィラメント電極の大きさに大差はないので、上記の数値は今後も一つの操作指標になる。
Since the
また、ガラス線に金属コーティングを施すフィラメント電極の場合であっても、フィラメント電極のコーティング厚さはフィラメント線径の1/10の程度であり、その結果、金属コーティングの断面積は、ガラス線断面積の5%程度となる。すなわち、金属製フィラメントへの通電加熱が制御可能な電源システムであれば、十分に制御可能なレベルであり、本願におけるフィラメント電極は金属線に限らず、従来のフィラメント電極と同様のガラス線に金属コーティングを施したものであっても実施可能である。 In addition, even in the case of a filament electrode in which a metal coating is applied to a glass wire, the coating thickness of the filament electrode is about 1/10 of the filament wire diameter. It is about 5% of the area. In other words, if the power supply system can control the electric heating to the metal filament, it is at a sufficiently controllable level, and the filament electrode in this application is not limited to a metal wire, but a metal wire to a glass wire similar to a conventional filament electrode. Even a coated one can be implemented.
本実施例のバイプリズム装置においてはフィラメント電極91の線径が小さいため、通電時に電源から印加される電圧も1V以下と推定されており、通常の電子線ホログラフィーにおけるバイプリズム装置への印加電位が数10Vから100V程度であることと比較するとかなり小さい。すなわち、本実施例のバイプリズム装置では通電状態のままで、バイプリズムとして使用する可能性は小さい。
In the biprism apparatus of the present embodiment, since the
フィラメント電極91に通電できる回転の角度範囲、すなわち、図5の(a)と(b)の方位角の範囲は、第2の接触電極82の大きさと形状に依存する。この範囲では、バイプリズムとして利用するための電位(数10Vから100V程度)を印加すると、フィラメントが焼損する。しかし、600℃程度に加熱する電流量の場合には、上述のとおり、所定の電位を印加できずバイプリズムとして利用することは不可能である。そのため、フィラメント電極91に通電できる角度範囲が大きい場合には、本来のバイプリズムとして機能しない角度範囲が大きくなる。そのため、フィラメント電極91に通電できる回転の回転角度範囲、すなわち方位角の角度範囲は、90°以下とするのが妥当である。
The rotation angle range in which the
以上の様に、本実施例に示した構成によれば、フィラメント電極の回転機構を持つ1電極のバイプリズム装置であっても、1電極のままの構成で、フィラメント電極に電流を流すことが可能となる。その結果、フィラメント電極の通電による加熱が可能となり、フィラメント電極に付着したコンタミネーションが除去される。これにより、コンタミネーションの付着による局所チャージアップが消失する。すなわち、フィラメント電極の再利用が可能となり、バイプリズム装置の稼働寿命を延長することが可能となる。 As described above, according to the configuration shown in the present embodiment, even in a one-electrode biprism device having a filament electrode rotation mechanism, a current can be passed through the filament electrode with the configuration of one electrode. It becomes possible. As a result, heating by energization of the filament electrode becomes possible, and contamination adhered to the filament electrode is removed. Thereby, the local charge-up due to the adhesion of contamination disappears. That is, the filament electrode can be reused, and the operating life of the biprism device can be extended.
図6に実施例2のバイプリズム装置の一構成例を示す。図6は図5と対を成す図で、図6の(a)、(b)ともに、フィラメント電極91の方位角は図5の(a)、(b)と一致させて描画している。図6は実施例1でフィラメント電極91への通電のため、バイプリズム装置として使用不可と判断されたフィラメント電極の方位角で、バイプリズム装置を使用する方法、及び構成を例示したものである。すなわち、通電のための方位角については、フィラメント電極91を180°回転させた方位角(回転対称位置)を用いることによってバイプリズムとしての使用が可能である。
FIG. 6 shows a configuration example of the biprism device of the second embodiment. FIG. 6 is a diagram that forms a pair with FIG. 5. In both (a) and (b) of FIG. 6, the azimuth angle of the
これにより、本実施例2に示した方法、構成によれば、通電機能を持たせた場合においても、フィラメント電極は全方位に渡ってバイプリズム装置として操作が可能となる。 Thus, according to the method and configuration shown in the second embodiment, the filament electrode can be operated as a biprism device in all directions even when the energization function is provided.
図7に実施例3のバイプリズム装置の一構成例を示す。本実施例は、第1の接触電極が枝状構造を有し、第1の座電極と第2の座電極の両方が、枝状構造を有する第1の接触電極に接触する回転角度、すなわち方位角の角度範囲を有する構造のバイプリズム装置の実施例である。図7の(a)に電気的に浮いた課題の状態、同図の(b)に枝状電極から電位を印加する状態、及び同図の(c)に両座電極が接触電極に接続された状態を示す。 FIG. 7 shows an example of the configuration of the biprism device according to the third embodiment. In this embodiment, the first contact electrode has a branch structure, and the rotation angle at which both the first seat electrode and the second seat electrode contact the first contact electrode having the branch structure, that is, It is an Example of the biprism apparatus of the structure which has an angle range of an azimuth. Fig. 7 (a) shows the state of the electrically floating problem, Fig. 7 (b) shows a state where a potential is applied from the branch electrode, and Fig. 7 (c) shows that both seat electrodes are connected to the contact electrode. Indicates the state.
図7の(a)はフィラメントホルダーの絶縁部85が第1の接触電極81と接触する方位角の場合を示している。フィラメントホルダーの絶縁部85が第1の接触電極81に接触する場合には、フィラメント電極91は電気的に浮いた状態となり、フィラメント電極91への通電ができないだけでなくバイプリズム装置9として電位を印加することもできなくなる。このフィラメント電極91が電気的に浮いてしまう状況は、フィラメントホルダーに絶縁部85が設けられているために、その方位角で特異的に発生する。この課題に対しては、図7に示したごとく、第2の接触電極82に備えられる突起部86を絶縁部85の近傍に備えることで、一方については回避できる。これまでに示した図4、図5、図6もすべてこの状況を考慮して描画されている。残った他方の絶縁部85が第1の接触電極81に接触してフィラメント電極91が電気的に浮いた状態となる状況を示した図が、図7の(a)である。
FIG. 7A shows the case where the insulating
上記残存する課題については、本実施例においては、図7の(b)に示すように第1の接触電極81に枝状構造を設けることにより回避できる。すなわち、絶縁部85が第1の接触電極81に接触する状況の前後の方位角において、第2の座電極84に備えられた突起部86が枝状電極88に接続する構造である。枝状電極88の幅をある程度広く構成しておけば、絶縁部85の環状フィラメントホルダーの外周幅よりも、枝状電極88と突起部86が接触している外周幅の方を大きくすることが可能で、本課題は完全に解決される。
In the present embodiment, the remaining problem can be avoided by providing a branch structure on the
さらに、図7の(c)は第2の座電極84に備えられて突起部86が第1の接触電極81に接触する場合を描画したものである。この時、第1の接触電極81は突起部86の大きさだけ弾性変形するが図7の(c)に示したごとく第1の接触電極81と枝状電極88との接続部を支点87として角度の変形が可能な様に構成しておけば、枝状電極88が第1の接触電極81にも接続でき、より安定にフィラメント電極91に電位を印加できる。
Further, FIG. 7C depicts a case where the
なお、図示は省略するが、第2の座電極をフィラメント電極の端部近傍にだけに小さく作りその部分に突起部を設ければ、1つの突起部のみで両方の絶縁部が第1の接触電極と接触することを回避できる。ただし、この場合には絶縁部を平行平板接地電極の裏側に位置させることが困難となり、絶縁部のチャージアップ防止策が別途に必要となる。先述のとおりフィラメント電極は大変に細く機械的強度が小さいため、チャージアップ防止策にはより繊細な設計・取り扱い作業が求められる。 Although illustration is omitted, if the second seat electrode is made small only in the vicinity of the end of the filament electrode and a protruding portion is provided in that portion, both insulating portions are in contact with each other by only one protruding portion. Contact with the electrode can be avoided. However, in this case, it is difficult to position the insulating portion on the back side of the parallel plate ground electrode, and a separate charge-up prevention measure is required for the insulating portion. As described above, since the filament electrode is very thin and has a low mechanical strength, a more delicate design and handling work is required to prevent charge-up.
以上により、実施例3に示した方法によれば、フィラメントホルダーの絶縁部が発生させるフィラメント電極が電気的に浮いた状況を回避できるだけでなく、より安定的にフィラメント電極への電位の印加が可能となる。これにより、完全に全方位角に渡ってフィラメント電極への電位印加が可能となり、1電極の回転型バイプリズム装置であっても、1電極のままの構成で、フィラメント電極への通電が可能で、かつ、バイプリズム装置として支障なく全方位での使用が可能となる。 As described above, according to the method shown in the third embodiment, not only can the situation in which the filament electrode generated by the insulating portion of the filament holder floats electrically is avoided, but also the potential can be more stably applied to the filament electrode. It becomes. As a result, it is possible to apply a potential to the filament electrode over all azimuth angles, and even with a single-electrode rotary biprism device, it is possible to energize the filament electrode with a single electrode configuration. In addition, the biprism device can be used in all directions without hindrance.
図8に、実施例4に係る電子線干渉装置のシステム全体の一構成例の模式図を示す。図8は300kV程度の加速電圧を持つ汎用型の電子顕微鏡を想定し、電子線干渉光学系の場合のシステム全体を模式的に描いているが、この構成を持つ電子顕微鏡に限定するものではない。 FIG. 8 is a schematic diagram of a configuration example of the entire system of the electron beam interference apparatus according to the fourth embodiment. FIG. 8 schematically illustrates the entire system in the case of an electron beam interference optical system assuming a general-purpose electron microscope having an acceleration voltage of about 300 kV, but is not limited to an electron microscope having this configuration. .
電子源としての電子銃1が電子線の流れる方向の最上流部に位置し、電子線は加速管40にて所定の速度にされた後、照射光学系であるコンデンサーレンズ41、42を経て所定の強度、照射領域に調整されて試料3に照射される。試料3を透過した電子線は、対物レンズ5にて結像される。この結像作用は、対物レンズ5よりも後段の結像レンズ系61、62、63、64に引き継がれ、最終的に電子線装置の観察記録面75に結像される。その像はCCDカメラなど記録媒体79とコントローラ78を経て、例えば画像データモニタ76画面上で観察したり、記録装置77に画像データとして格納される。
The
バイプリズム装置9は、対物レンズ5による光源1の像面と対物レンズ5による試料3の像面の間に配置され、電子線をフィラメント91の下側で重畳するように操作される。このバイプリズムによる電子線の重畳部は、試料の像とともに対物レンズ後段の結像レンズ系61、62、63、64で拡大され、観察記録面75に結像される。
The
これら装置は、全体としてシステム化されており、オペレータはモニタ52画面上で装置の制御状態を確認するとともに、インターフェース53を介して、各種プログラムが実行されるシステム制御コンピュータ51を用いて、試料の制御ユニット39、第2照射レンズの制御ユニット47、第1照射レンズの制御ユニット48、加速管の制御ユニット49、対物レンズの制御ユニット59、第4結像レンズの制御ユニット66、第3結像レンズの制御ユニット67、第2結像レンズの制御ユニット68、第1結像レンズの制御ユニット69、画像記録媒体の制御ユニット78、バイプリズム装置の制御ユニット98等の制御ユニットを制御することにより、電子源1、加速管40、各レンズ41、42、5、61、62、63、64、試料3、バイプリズム装置9、検出器79等などを制御できる。
These apparatuses are systematized as a whole, and the operator confirms the control state of the apparatus on the
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、第2の接触電極は、バイプリズム装置本体に接続する場合を示したが、第2の接触電極を接地させることができれば良く、荷電粒子線装置本体であっても良い。また、上記の実施例は、透過型の電子顕微鏡に基づいて説明したが、本発明は走査型の電子顕微鏡に用いてもよいし、イオン顕微鏡に用いてもよい。その際に、それぞれの装置に基づいて光学系の構成が変更されるのは、言うまでもない。なお、想定される荷電粒子線装置は、どのような装置であっても、荷電粒子線の偏向系や真空排気系などを備えているが、本願と直接の関係が無いため、図示、および説明は省略した。 In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the case where the second contact electrode is connected to the biprism device main body has been shown, but it is sufficient that the second contact electrode can be grounded, and the charged particle beam device main body may be used. Moreover, although the said Example was demonstrated based on the transmission electron microscope, this invention may be used for a scanning electron microscope and may be used for an ion microscope. At that time, it goes without saying that the configuration of the optical system is changed based on each device. The assumed charged particle beam apparatus is equipped with a charged particle beam deflection system, an evacuation system, etc., which are not directly related to the present application. Omitted.
また、上記した各実施例は本発明のより良い理解のために詳細に説明したのであり、必ずしも説明の全ての構成を備えるものに限定されものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることが可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 Further, each of the above-described embodiments has been described in detail for better understanding of the present invention, and is not necessarily limited to the one having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
更に、上述した各構成、機能、制御部等は、それらの一部又は全部を実現するプログラムが作動作する制御ユニット、制御系コンピュータの使用する例を説明したが、それらの一部又は全部を例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現しても良いことは言うまでもない。すなわち、制御部の全部または一部の機能は、プログラムに代え、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などの集積回路などにより実現してもよい。 Furthermore, although each of the above-described configurations, functions, control units, etc. has been described with reference to an example used by a control unit or control system computer that operates a program that realizes part or all of them, part or all of them are used. Needless to say, it may be realized by hardware, for example, by designing with an integrated circuit. That is, all or a part of the functions of the control unit may be realized by an integrated circuit such as an application specific integrated circuit (ASIC) or a field programmable gate array (FPGA) instead of the program.
1 電子源もしくは電子銃
11 対物レンズにより結像された光源の像(クロスオーバー)
18 真空容器
19 電子源の制御ユニット
2 光軸
20 バイプリズム装置を使用しない場合の光軸
21 物体波
22 電子線の波面
23 参照波
27 電子線の軌道
3 試料
31 対物レンズにより結像された試料の像
39 試料の制御ユニット
4 照射光学系
40 加速管
41 第1照射(コンデンサ)レンズ
42 第2照射(コンデンサ)レンズ
47 第2照射レンズの制御ユニット
48 第1照射レンズの制御ユニット
49 加速管の制御ユニット
5 対物レンズ
51 制御系コンピュータ
52 制御系コンピュータのモニタ
53 制御系コンピュータのインターフェース
59 対物レンズの制御ユニット
61 第1結像レンズ
62 第2結像レンズ
63 第3結像レンズ
64 第4結像レンズ
66 第4結像レンズの制御ユニット
67 第3結像レンズの制御ユニット
68 第2結像レンズの制御ユニット
69 第1結像レンズの制御ユニット
71 対物レンズによる試料の像面
75 観察記録面
76 画像データ用モニタ
77 画像記録装置
78 画像記録媒体の制御ユニット
79 画像観察・記録媒体
8 干渉縞
80 バイプリズム装置本体
81 接触電極もしくは第1の接触電極
82 第2の接触電極
83 第1の座電極
84 第2の座電極
85 絶縁部
86 突起部
87 第1の接触電極と枝状電極の支点
88 枝状電極
9 バイプリズム装置
91 フィラメント電極
92 接着剤
93 フィラメントホルダー
95 フィラメント電極への電位印加電源
98 バイプリズム装置の制御ユニット
99 平行平板接地電極
1 Electron source or
18
Claims (17)
荷電粒子線装置の光軸に直交するフィラメントと、
前記光軸と前記フィラメントの両方に直交する軸を法線とする平面を持ち、前記フィラメントを挟んで配置される一対の平行平板電極と、
前記フィラメントの両端がそれぞれ固定され、互いに絶縁部で絶縁された第1の座電極と第2の座電極を有し、前記光軸と平行な軸を回転軸として回転するフィラメントホルダーと、
電源に接続される第1の接触電極と、
第2の接触電極と、を備え、
前記フィラメントホルダーの前記回転により、前記第1の座電極と前記第2の座電極の少なくともどちらか1つが前記第1の接触電極と接触する状態、或いは前記第1の座電極が前記第1の接触電極と接触し、前記第2の座電極が前記第2の接触電極と接触する状態を取りえ、
前記第1の接触電極と前記第2の接触電極が前記フィラメントの中点となす小なる側の角度は、前記第1の座電極と前記第2の座電極の間の2つの前記絶縁部が前記フィラメントの中点となす小なる側の角度よりも大きい、
ことを特徴とするバイプリズム装置。 A biprism device,
A filament perpendicular to the optical axis of the charged particle beam device;
A pair of parallel plate electrodes having a plane normal to an axis orthogonal to both the optical axis and the filament, and disposed between the filaments;
A filament holder that has a first seat electrode and a second seat electrode that are fixed at both ends of the filament and insulated from each other by an insulating portion, and rotates about an axis parallel to the optical axis;
A first contact electrode connected to a power source;
A second contact electrode,
When the filament holder rotates, at least one of the first seat electrode and the second seat electrode is in contact with the first contact electrode, or the first seat electrode is in the first seat electrode. Contact with the contact electrode, the second seat electrode can be in contact with the second contact electrode ;
The angle on the smaller side between the first contact electrode and the second contact electrode and the middle point of the filament is determined by the two insulating portions between the first seat electrode and the second seat electrode. It is larger than the angle on the small side formed with the midpoint of the filament ,
A biprism device characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載のバイプリズム装置。 When the parallel plate electrode is viewed from a direction perpendicular to the optical axis, the insulating portion is located on the back side .
The biprism device according to claim 1.
荷電粒子線装置の光軸に直交するフィラメントと、
前記光軸と前記フィラメントの両方に直交する軸を法線とする平面を持ち、前記フィラメントを挟んで配置される一対の平行平板電極と、
前記フィラメントの両端がそれぞれ固定され、互いに絶縁部で絶縁された第1の座電極と第2の座電極を有し、前記光軸と平行な軸を回転軸として回転するフィラメントホルダーと、
電源に接続される第1の接触電極と、
第2の接触電極と、を備え、
前記フィラメントホルダーの前記回転により、前記第1の座電極と前記第2の座電極の少なくともどちらか1つが前記第1の接触電極と接触する状態、或いは前記第1の座電極が前記第1の接触電極と接触し、前記第2の座電極が前記第2の接触電極と接触する状態を取りえ、
前記光軸に対して垂直な方向から前記平行平板電極を見たときに前記絶縁部が裏側に位置する、
ことを特徴とするバイプリズム装置。 A biprism device,
A filament perpendicular to the optical axis of the charged particle beam device;
A pair of parallel plate electrodes having a plane normal to an axis orthogonal to both the optical axis and the filament, and disposed between the filaments;
A filament holder that has a first seat electrode and a second seat electrode that are fixed at both ends of the filament and insulated from each other by an insulating portion, and rotates about an axis parallel to the optical axis;
A first contact electrode connected to a power source;
A second contact electrode,
When the filament holder rotates, at least one of the first seat electrode and the second seat electrode is in contact with the first contact electrode, or the first seat electrode is in the first seat electrode. Contact with the contact electrode, the second seat electrode can be in contact with the second contact electrode;
When the parallel plate electrode is viewed from a direction perpendicular to the optical axis, the insulating portion is located on the back side.
A biprism device characterized by that.
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のバイプリズム装置。 The filament holder and the parallel plate electrode are rotated as a unit,
The biprism device according to any one of claims 1 to 3, wherein
荷電粒子線装置の光軸に直交するフィラメントと、
前記光軸と前記フィラメントの両方に直交する軸を法線とする平面を持ち、前記フィラメントを挟んで配置される一対の平行平板電極と、
前記フィラメントの両端がそれぞれ固定され、互いに絶縁部で絶縁された第1の座電極と第2の座電極を有し、前記光軸と平行な軸を回転軸として回転するフィラメントホルダーと、
電源に接続される第1の接触電極と、
第2の接触電極と、を備え、
前記フィラメントホルダーの前記回転により、前記第1の座電極と前記第2の座電極の少なくともどちらか1つが前記第1の接触電極と接触する状態、或いは前記第1の座電極が前記第1の接触電極と接触し、前記第2の座電極が前記第2の接触電極と接触する状態を取りえ、
前記第1の接触電極が枝状構造を有し、前記第1の座電極と前記第2の座電極の両方が、枝状構造を有する前記第1の接触電極に接触する前記回転の回転角度を有する、
ことを特徴とするバイプリズム装置。 A biprism device,
A filament perpendicular to the optical axis of the charged particle beam device;
A pair of parallel plate electrodes having a plane normal to an axis orthogonal to both the optical axis and the filament, and disposed between the filaments;
A filament holder that has a first seat electrode and a second seat electrode that are fixed at both ends of the filament and insulated from each other by an insulating portion, and rotates about an axis parallel to the optical axis;
A first contact electrode connected to a power source;
A second contact electrode,
When the filament holder rotates, at least one of the first seat electrode and the second seat electrode is in contact with the first contact electrode, or the first seat electrode is in the first seat electrode. Contact with the contact electrode, the second seat electrode can be in contact with the second contact electrode;
The rotation angle of the rotation in which the first contact electrode has a branch structure, and both the first seat electrode and the second seat electrode are in contact with the first contact electrode having a branch structure. Having
A biprism device characterized by that.
ことを特徴とする請求項1から5のいずれかに1項に記載のバイプリズム装置。 The second seat electrode has a protrusion that can contact either the first or second contact electrode.
The biprism device according to any one of claims 1 to 5, wherein
荷電粒子線装置の光軸に直交するフィラメントと、
前記光軸と前記フィラメントの両方に直交する軸を法線とする平面を持ち、前記フィラメントを挟んで配置される一対の平行平板電極と、
前記フィラメントの両端がそれぞれ固定され、互いに絶縁部で絶縁された第1の座電極と第2の座電極を有し、前記光軸と平行な軸を回転軸として回転するフィラメントホルダーと、
電源に接続される第1の接触電極と、
第2の接触電極と、を備え、
前記フィラメントホルダーの前記回転により、前記第1の座電極と前記第2の座電極の少なくともどちらか1つが前記第1の接触電極と接触する状態、或いは前記第1の座電極が前記第1の接触電極と接触し、前記第2の座電極が前記第2の接触電極と接触する状態を取りえ、
前記第1の座電極が前記第1の接触電極に接触し、かつ、前記第2の座電極が前記第2の接触電極に接触する前記回転の回転角度範囲が90度以下である、
ことを特徴とする記載のバイプリズム装置。 A biprism device,
A filament perpendicular to the optical axis of the charged particle beam device;
A pair of parallel plate electrodes having a plane normal to an axis orthogonal to both the optical axis and the filament, and disposed between the filaments;
A filament holder that has a first seat electrode and a second seat electrode that are fixed at both ends of the filament and insulated from each other by an insulating portion, and rotates about an axis parallel to the optical axis;
A first contact electrode connected to a power source;
A second contact electrode,
When the filament holder rotates, at least one of the first seat electrode and the second seat electrode is in contact with the first contact electrode, or the first seat electrode is in the first seat electrode. Contact with the contact electrode, the second seat electrode can be in contact with the second contact electrode;
The rotation angle range of the rotation in which the first seat electrode is in contact with the first contact electrode and the second seat electrode is in contact with the second contact electrode is 90 degrees or less.
A biprism device as described above.
ことを特徴とする請求項1もしくは3に記載のバイプリズム装置。 The rotation angle of the rotation in which the first contact electrode has a branch structure, and both the first seat electrode and the second seat electrode are in contact with the first contact electrode having a branch structure. Having
The biprism device according to claim 1 or 3 , wherein
ことを特徴とする請求項1、3もしくは5のいずれか1項に記載のバイプリズム装置。 The rotation angle range of the rotation in which the first seat electrode is in contact with the first contact electrode and the second seat electrode is in contact with the second contact electrode is 90 degrees or less .
The biprism device according to any one of claims 1, 3, and 5, wherein:
ことを特徴とする請求項5もしくは7に記載のバイプリズム装置。 The filament holder and the parallel plate electrode are rotated as a unit ,
The biprism device according to claim 5 or 7 , characterized in that
ことを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載のバイプリズム装置。 Conductivity is maintained by the filament being coated with a conductor or a conductor .
The biprism device according to any one of claims 1 to 10, wherein
ことを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載のバイプリズム装置。The biprism device according to any one of claims 1 to 11, wherein the biprism device is provided.
ことを特徴とする請求項12に記載のバイプリズム装置。The biprism device according to claim 12.
前記荷電粒子線装置の光軸に直交するフィラメントと、A filament perpendicular to the optical axis of the charged particle beam device;
前記光軸と前記フィラメントの両方に直交する軸を法線とする平面を持ち、前記フィラメントを挟んで配置される一対の平行平板電極と、A pair of parallel plate electrodes having a plane normal to an axis orthogonal to both the optical axis and the filament, and disposed between the filaments;
前記フィラメントの両端がそれぞれ固定され、互いに絶縁部で絶縁された第1の座電極と第2の座電極を有し、前記光軸と平行な軸を回転軸として回転するフィラメントホルダーと、A filament holder that has a first seat electrode and a second seat electrode that are fixed at both ends of the filament and insulated from each other by an insulating portion, and rotates about an axis parallel to the optical axis;
電源に接続される第1の接触電極と、A first contact electrode connected to a power source;
第2の接触電極と、を備え、A second contact electrode,
前記フィラメントホルダーの前記回転により、前記第1の座電極と前記第2の座電極の少なくともどちらか1つが前記第1の接触電極と接触する、或いは前記第1の座電極が前記第1の接触電極と接触し、前記第2の座電極が前記第2の接触電極と接触するバイプリズム装置、を備え、Due to the rotation of the filament holder, at least one of the first seat electrode and the second seat electrode contacts the first contact electrode, or the first seat electrode contacts the first contact electrode. A biprism device in contact with an electrode, wherein the second seat electrode is in contact with the second contact electrode,
前記第1の接触電極と前記第2の接触電極が前記フィラメントの中点となす小なる側の角度は、前記第1の座電極と前記第2の座電極の間の2つの前記絶縁部が前記フィラメントの中点となす小なる側の角度よりも大きい、The angle on the smaller side between the first contact electrode and the second contact electrode and the middle point of the filament is determined by the two insulating portions between the first seat electrode and the second seat electrode. It is larger than the angle on the small side formed with the midpoint of the filament,
ことを特徴とする荷電粒子線装置。A charged particle beam apparatus characterized by that.
前記荷電粒子線装置の光軸に直交するフィラメントと、A filament perpendicular to the optical axis of the charged particle beam device;
前記光軸と前記フィラメントの両方に直交する軸を法線とする平面を持ち、前記フィラメントを挟んで配置される一対の平行平板電極と、A pair of parallel plate electrodes having a plane normal to an axis orthogonal to both the optical axis and the filament, and disposed between the filaments;
前記フィラメントの両端がそれぞれ固定され、互いに絶縁部で絶縁された第1の座電極と第2の座電極を有し、前記光軸と平行な軸を回転軸として回転するフィラメントホルダーと、A filament holder that has a first seat electrode and a second seat electrode that are fixed at both ends of the filament and insulated from each other by an insulating portion, and rotates about an axis parallel to the optical axis;
電源に接続される第1の接触電極と、A first contact electrode connected to a power source;
第2の接触電極と、を備え、A second contact electrode,
前記フィラメントホルダーの前記回転により、前記第1の座電極と前記第2の座電極の少なくともどちらか1つが前記第1の接触電極と接触する、或いは前記第1の座電極が前記第1の接触電極と接触し、前記第2の座電極が前記第2の接触電極と接触するバイプリズム装置、を備え、Due to the rotation of the filament holder, at least one of the first seat electrode and the second seat electrode contacts the first contact electrode, or the first seat electrode contacts the first contact electrode. A biprism device in contact with an electrode, wherein the second seat electrode is in contact with the second contact electrode,
前記光軸に対して垂直な方向から前記平行平板電極を見たときに前記絶縁部が裏側に位置する、When the parallel plate electrode is viewed from a direction perpendicular to the optical axis, the insulating portion is located on the back side.
ことを特徴とする荷電粒子線装置。A charged particle beam apparatus characterized by that.
前記荷電粒子線装置の光軸に直交するフィラメントと、A filament perpendicular to the optical axis of the charged particle beam device;
前記光軸と前記フィラメントの両方に直交する軸を法線とする平面を持ち、前記フィラメントを挟んで配置される一対の平行平板電極と、A pair of parallel plate electrodes having a plane normal to an axis perpendicular to both of the optical axis and the filament, and disposed between the filaments;
前記フィラメントの両端がそれぞれ固定され、互いに絶縁部で絶縁された第1の座電極と第2の座電極を有し、前記光軸と平行な軸を回転軸として回転するフィラメントホルダーと、A filament holder that has a first seat electrode and a second seat electrode that are fixed at both ends of the filament and insulated from each other by an insulating part, and rotates around an axis parallel to the optical axis;
電源に接続される第1の接触電極と、A first contact electrode connected to a power source;
第2の接触電極と、を備え、A second contact electrode,
前記フィラメントホルダーの前記回転により、前記第1の座電極と前記第2の座電極の少なくともどちらか1つが前記第1の接触電極と接触する、或いは前記第1の座電極が前記第1の接触電極と接触し、前記第2の座電極が前記第2の接触電極と接触するバイプリズム装置、を備え、Due to the rotation of the filament holder, at least one of the first seat electrode and the second seat electrode contacts the first contact electrode, or the first seat electrode contacts the first contact electrode. A biprism device in contact with an electrode, wherein the second seat electrode is in contact with the second contact electrode,
前記第1の接触電極が枝状構造を有し、前記第1の座電極と前記第2の座電極の両方が、枝状構造を有する前記第1の接触電極に接触する前記回転の回転角度を有する、The rotation angle of the rotation in which the first contact electrode has a branch structure, and both the first seat electrode and the second seat electrode are in contact with the first contact electrode having a branch structure. Having
ことを特徴とする荷電粒子線装置。A charged particle beam apparatus characterized by that.
前記荷電粒子線装置の光軸に直交するフィラメントと、A filament perpendicular to the optical axis of the charged particle beam device;
前記光軸と前記フィラメントの両方に直交する軸を法線とする平面を持ち、前記フィラメントを挟んで配置される一対の平行平板電極と、A pair of parallel plate electrodes having a plane normal to an axis perpendicular to both of the optical axis and the filament, and disposed between the filaments;
前記フィラメントの両端がそれぞれ固定され、互いに絶縁部で絶縁された第1の座電極と第2の座電極を有し、前記光軸と平行な軸を回転軸として回転するフィラメントホルダーと、A filament holder that has a first seat electrode and a second seat electrode that are fixed at both ends of the filament and insulated from each other by an insulating part, and rotates around an axis parallel to the optical axis;
電源に接続される第1の接触電極と、A first contact electrode connected to a power source;
第2の接触電極と、を備え、A second contact electrode,
前記フィラメントホルダーの前記回転により、前記第1の座電極と前記第2の座電極の少なくともどちらか1つが前記第1の接触電極と接触する、或いは前記第1の座電極が前記第1の接触電極と接触し、前記第2の座電極が前記第2の接触電極と接触するバイプリズム装置、を備え、Due to the rotation of the filament holder, at least one of the first seat electrode and the second seat electrode contacts the first contact electrode, or the first seat electrode contacts the first contact electrode. A biprism device in contact with an electrode, wherein the second seat electrode is in contact with the second contact electrode,
前記第1の座電極が前記第1の接触電極に接触し、かつ、前記第2の座電極が前記第2の接触電極に接触する前記回転の回転角度範囲が90度以下である、The rotation angle range of the rotation in which the first seat electrode is in contact with the first contact electrode and the second seat electrode is in contact with the second contact electrode is 90 degrees or less.
ことを特徴とする荷電粒子線装置。A charged particle beam apparatus characterized by that.
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