JP7212592B2 - 調整方法及び電子線装置 - Google Patents
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Description
電子線を対象物に照射する電子線装置(例えば、電子顕微鏡、電子線を用いた対象物の検査装置など)では、磁場レンズ・静電レンズ・ウィーンフィルター・スキャン電極等の光学系の構成部品が配置されて使用されている。電子線に対して上記構成部品(例えば、磁場レンズまたは静電レンズ)の位置ずれが大きいと、収差等の成分が大きくなり、像の歪、ボケにつながる。電子線に対する上記レンズの許容軸芯精度は数μmである。
電子線を発生させ使用するためには、電子線の経路は真空である必要がある。そのため、電子線の経路は大気圧から仕切られた空間でなければならないので、通常電子線の経路は、金属チャンバの内部に用意されている。これは、真空排気装置によるチャンバ内部の真空排気によって実現される。
ここで、各種構成機器は様々な材料を加工することにより作られている。各構成機器が様々な材料の加工により作られているので、加工精度が軸芯精度に影響する。通常での機械加工における公差寸法は数十μmから数百μmの公差にて製作されている。従って各構成機器の加工精度の分だけ軸ずれが発生し、これを数μmに収めることはできない。
一方、多数の光学系の要素をくみ上げる場合は軸芯精度がある程度保たれるように、冷やしハメ、焼きハメやすきまバメが用いられている。これを実施する理由としては、アライナ電極による位置修正の度合いは、電極の大きさや電極に印加する電圧・電流の量により制限され、製造誤差すべてをアライナにて吸収する場合、装置が巨大になる可能性があるためである。
内部構造物を冷やすことで縮小させる、または、外部構造物を焼くことで膨張させて、はめ込むものである。
(2)ユニット組立構造に用いる手法その2(すきまバメを利用する方法)
連結する先のユニットの隙間にはめ込むものである。
(3)ユニット組立構造に使用する手法その3(すきまバメを用いた位置決めピンの使用)
連結する先のユニットの隙間にはめ込む際に、位置決めピンを連結する先のユニットの溝にはめ込むものである。
<比較例>
図6は、比較例に係る電子線装置の一部の構成を示す概略図である。図6に示すように、比較例に係る電子線装置は、中空の円柱状の筒部材101と、筒部材101の内側に嵌め込まれた中空の円柱状の筒部材102と、筒部材102の内周に固定された第1アライナ電極103と、筒部材102の内周に固定された第2アライナ電極104と、レンズ105と、電流測定用アパーチャ106と、電流測定用アパーチャ106に接続された電流計107とを備える。
具体的には、まず電流計が電流測定用アパーチャ106に流れる電流を計測し、計測された電流プロファイルから電子線の中心を割り出す。その際、例えば、電流計にて測定される電流値を図7に示すようにグラフ化する。
次に、検出器(例えばCCD(Charge Coupled Device)などのカメラ)によって撮像されて得られた電子線の画像を使用して、レンズ105の変化による電子線の像(スポット)の位置変化を確認しながら、電子線のスポットの中心位置が変化しないように、第1アライナ電極103及び第2アライナ電極104の電圧を調整する。
図1は、電子線装置の2次光学系の概略構成を示す図である。図1に示すように、電子線装置1は、アライナ電極13、アライナ電極14、レンズ15、アライナ電極16、アライナ電極17、レンズ25、アライナ電極26、アライナ電極27、電流測定用アパーチャ28、検出器61、及び制御器71を備える。電流計31が電流測定用アパーチャ28に接続されており、電流測定用アパーチャ28に流れる電流を測定する。
(ステップS1)まず、三次元測定機を用いて、ユニットごとの組立公差を測定する。
B=μ×n×I (3)
ここでコイルの中心に設けられた材料(例えば、鉄心)の透磁率μ及び単位長あたりの巻数nは予め決まっているので、レンズ15の位置における電子線のY方向のシフト量ysが決まれば、式(2)及び式(3)からコイルに流す電流Iを決定することができる。
また、ユニットは、少なくとも一つのレンズと少なくとも一つのアライナ電極を有するものであればよく、このようなユニットが少なくとも一つ以上あればよい。
また、本実施形態では、レンズ15の中心及びレンズ25の中心を通るように電子線の経路をシミュレーションしたが、これに限らず、いずれか一方の中心だけを通るように電子線の経路をシミュレーションしてもよく、少なくとも一つのレンズの中心を通るように、電子線の経路をシミュレーションすればよい。
すなわち、制御器71は、三次元測定機を用いて測定された電子線装置を構成するユニット毎の組立公差を考慮して、少なくとも一つのレンズ15、25の中心を通るように、当該レンズ15、25の位置における電子線のシフト量を決定し、前記電子線のシフト量が前記決定されたシフト量になるよう、各ユニットが備えるアライナ電極13、14、16、17、26、27それぞれの電極条件を決定し、アライナ電極13、14、16、17、26、27それぞれを前記決定されたそれぞれの電極条件にするよう制御してもよい。
更に、制御器71は、アライナ電極13、14、16、17、26、27それぞれを前記決定されたそれぞれの電極条件にした後に、レンズ15、25それぞれの条件を変更しても電子線の検出器61で得られる像が変化しないように、アライナ電極13、14、16、17、26、27それぞれの電圧を調整してもよい。
101 筒部材
102 筒部材
103 第1アライナ電極
104 第2アライナ電極
105 レンズ
106 電流測定用アパーチャ
107 電流計
11 筒部材
12 筒部材
13、14、16、17 アライナ電極
15 レンズ
21 筒部材
22 筒部材
23 位置決め部材
24 支持部材
25 レンズ
26、27 アライナ電極
28 電流測定用アパーチャ
31 電流計
41 レーザ
51 光電部材
52 支持部材
61 検出器
71 制御器
Claims (5)
- 少なくとも一つのレンズと少なくとも一つのアライナ電極とを有するユニットを少なくとも一つと、電子線を検出する検出器を備える電子線装置を通る電子線の経路を調整する調整方法であって、
三次元測定機を用いて、電子線装置を構成するユニット毎の組立公差を測定するステップと、
ユニット毎の組立公差を考慮して、少なくとも一つの前記レンズの中心を通るように、当該レンズの位置における電子線のシフト量を決定するステップと、
前記電子線のシフト量が前記決定されたシフト量になるよう、各ユニットが備えるアライナ電極それぞれの電極条件を決定するステップと、
前記アライナ電極それぞれを前記決定されたそれぞれの電極条件にするステップと、
を有する調整方法。 - 前記アライナ電極それぞれを前記決定されたそれぞれの電極条件にした後に、前記レンズそれぞれの条件を変更しても電子線の前記検出器で得られる像が変化しないように、アライナ電極それぞれの電極条件を調整するステップ
を更に有する請求項1に記載の調整方法。 - 前記アライナ電極が電界アライナの場合、前記レンズの位置における電子線のシフト量とアライナ電極の電極間の電圧との対応関係が予め定められており、
前記電極条件を決定するステップにおいて、前記レンズの位置における電子線のシフト量を当該対応関係に適用することにより、アライナ電極の電極間の電圧を前記電極条件として決定する
請求項1または2に記載の調整方法。 - 前記アライナ電極が磁界アライナの場合、前記レンズの位置における電子線のシフト量とアライナ電極に印加する電流との対応関係が予め定められており、
前記電極条件を決定するステップにおいて、前記レンズの位置における電子線のシフト量を当該対応関係に適用することにより、アライナ電極に印加する電流を前記電極条件として決定する
請求項1または2に記載の調整方法。 - 少なくとも一つのレンズと少なくとも一つのアライナ電極とを有するユニットを少なくとも一つと、
電子線を検出する検出器と、
三次元測定機を用いて測定された電子線装置を構成するユニット毎の組立公差を考慮して、少なくとも一つの前記レンズの中心を通るように、当該レンズの位置における電子線のシフト量を決定し、前記電子線のシフト量が前記決定されたシフト量になるよう、各ユニットが備えるアライナ電極それぞれの電極条件を決定し、前記アライナ電極それぞれを前記決定されたそれぞれの電極条件にするよう制御する制御器と、
を備える電子線装置。
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