JPH01264149A - 荷電粒子線応用装置 - Google Patents
荷電粒子線応用装置Info
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- JPH01264149A JPH01264149A JP9153088A JP9153088A JPH01264149A JP H01264149 A JPH01264149 A JP H01264149A JP 9153088 A JP9153088 A JP 9153088A JP 9153088 A JP9153088 A JP 9153088A JP H01264149 A JPH01264149 A JP H01264149A
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- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 4
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 abstract description 24
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 abstract description 9
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 206010010071 Coma Diseases 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
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- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、荷電粒子線応用装置に係り、特にエネルギー
フィルタや質量分離器に好適な荷電粒子光学系に関する
。
フィルタや質量分離器に好適な荷電粒子光学系に関する
。
従来、荷電粒子線の質量分離やエネルギーフィルタの色
収差を補正するための構成として、特開昭６２−９０８
３９が知られており、第４図に示すような構成になって
いた。すなわち、電界と磁界を直行させた所謂ウィーン
フィルタを４個用い、所望の質量やエネルギーをもつ荷
電粒子線の軌道が同図に示すようになるように動作させ
ていた。しかし、このように多段のフィルタを用いて色
収差を小さくすると他の収差が大きくなるという問題が
生じた。
収差を補正するための構成として、特開昭６２−９０８
３９が知られており、第４図に示すような構成になって
いた。すなわち、電界と磁界を直行させた所謂ウィーン
フィルタを４個用い、所望の質量やエネルギーをもつ荷
電粒子線の軌道が同図に示すようになるように動作させ
ていた。しかし、このように多段のフィルタを用いて色
収差を小さくすると他の収差が大きくなるという問題が
生じた。
本発明の目的は、色収差を従来と同様補正し、同時に他
の収差を最小限に押さえた、新規な荷電粒子線応用装置
を提供することにある。
の収差を最小限に押さえた、新規な荷電粒子線応用装置
を提供することにある。
〔８題を解決するための手段〕
前述のようなフィルタを通過した荷電粒子は収差の影響
を受ける。この収差は色収差の他に像画湾曲、非点、コ
マの各収差がある。［オプティック／ （ＯＰＴＩＫ、
６６、 （１９８４）３５５コ。ここで一般の使用条件
では、コマ収差は他の収差に比べてきわめて小さい。従
って５問題は色収差を補正した時に残る像面湾曲や非点
収差がどうなるかである。
を受ける。この収差は色収差の他に像画湾曲、非点、コ
マの各収差がある。［オプティック／ （ＯＰＴＩＫ、
６６、 （１９８４）３５５コ。ここで一般の使用条件
では、コマ収差は他の収差に比べてきわめて小さい。従
って５問題は色収差を補正した時に残る像面湾曲や非点
収差がどうなるかである。
まず、色収差ΔＴ、像而像面湾曲収差ならびに非点収差
ΔＡがどのように表わせるか示す。フィルタの電界の強
さをＰ、荷電粒子線の半開口角をα、フィルタと絞り間
の距離をＺｄ、フィルタの作用長をり、加速電圧をＶ、
エネルギの拡がりをΔＶとすると、それぞれは ＡＴ＝ΔＶ−Ｐ−Ｚ−ｄ−Ｌ／４Ｖ” −（１）
ＡＦ＝Ｐ”α（Ｚｄ”Ｌ／４＋Ｌ’／８）／Ｖ”・・（
２）ΔＡ＝Ｐ”α（Ｚｄ”Ｌ／４＋Ｌ’／８）／Ｖ”・
・（３）で表わせる。ここで、Ｐは印加する電界の方向
により正負の値をもつが、その他はすべて正の値のみで
ある。従って、色収差は打ち消すことができるが、その
他の収差は打ち消すことができない。
ΔＡがどのように表わせるか示す。フィルタの電界の強
さをＰ、荷電粒子線の半開口角をα、フィルタと絞り間
の距離をＺｄ、フィルタの作用長をり、加速電圧をＶ、
エネルギの拡がりをΔＶとすると、それぞれは ＡＴ＝ΔＶ−Ｐ−Ｚ−ｄ−Ｌ／４Ｖ” −（１）
ＡＦ＝Ｐ”α（Ｚｄ”Ｌ／４＋Ｌ’／８）／Ｖ”・・（
２）ΔＡ＝Ｐ”α（Ｚｄ”Ｌ／４＋Ｌ’／８）／Ｖ”・
・（３）で表わせる。ここで、Ｐは印加する電界の方向
により正負の値をもつが、その他はすべて正の値のみで
ある。従って、色収差は打ち消すことができるが、その
他の収差は打ち消すことができない。
すなわちフィルタを用いれば用いるほどその収差は増大
するという性質をもっている。従って、これらの収差を
小さくするためには用いるフィルタの数を少なくするこ
とである。ただ補正のできる色収差に関しては補正をす
る０以上が本発明の基本的な考えである。
するという性質をもっている。従って、これらの収差を
小さくするためには用いるフィルタの数を少なくするこ
とである。ただ補正のできる色収差に関しては補正をす
る０以上が本発明の基本的な考えである。
このような考えの基に実現できる方法には下記の二方法
がある６第一には、軸上を通過した荷電粒子線７１と同
じ軌道になるようにする方法である。すなわち、フィル
タ５１により離軸した荷電粒子線７２を再び軸上に戻す
方法である。第４図に示す従来の方法は基本的にはこの
方法である。
がある６第一には、軸上を通過した荷電粒子線７１と同
じ軌道になるようにする方法である。すなわち、フィル
タ５１により離軸した荷電粒子線７２を再び軸上に戻す
方法である。第４図に示す従来の方法は基本的にはこの
方法である。
第二の方法は、絞り６のエツジ近傍を通過した荷電粒子
線７２がレンズ３を通過する時に、あたかも荷電粒子４
１？１７１の結像位置である絞り６の中心を通過してき
たかのようにする方法である。すなわち、レンズ３の物
点サイズを見掛は上−点にする方法である。
線７２がレンズ３を通過する時に、あたかも荷電粒子４
１？１７１の結像位置である絞り６の中心を通過してき
たかのようにする方法である。すなわち、レンズ３の物
点サイズを見掛は上−点にする方法である。
いずれの場合も、軸上を通過した荷電粒子線７１に影響
を与えないようにする必要があるので、ここでもウィー
ンフィルタを用いれば可能となるや〔作用〕 ウィーンフィルタとは所望のエネルギ（Ｖ）をもつ荷電
粒子線は直進させ、■よりΔＶ異なるエネルギの荷電粒
子線はその大きさに応じて偏向されるようにしたもので
ある。この偏向角θは０＝にΔＶ ・・
・（４）で表わせる。ここで、ｋは定数である。所望の
エネルギ（Ｖ＋ΔＶ）〜（Ｖ−ΔＶ）をもつ荷電粒子線
７２を絞り６の穴を通過させるように動作させると、〉
Ｖ＋ΔＶやくｖ−Δ■のエネルギをもつ荷電粒子＠１３
は絞り６によりカットできる。
を与えないようにする必要があるので、ここでもウィー
ンフィルタを用いれば可能となるや〔作用〕 ウィーンフィルタとは所望のエネルギ（Ｖ）をもつ荷電
粒子線は直進させ、■よりΔＶ異なるエネルギの荷電粒
子線はその大きさに応じて偏向されるようにしたもので
ある。この偏向角θは０＝にΔＶ ・・
・（４）で表わせる。ここで、ｋは定数である。所望の
エネルギ（Ｖ＋ΔＶ）〜（Ｖ−ΔＶ）をもつ荷電粒子線
７２を絞り６の穴を通過させるように動作させると、〉
Ｖ＋ΔＶやくｖ−Δ■のエネルギをもつ荷電粒子＠１３
は絞り６によりカットできる。
上記第一の方法である基本的な構成を第２図に示す、フ
ィルタ５１，５３．５４それぞれの偏向角を０１． ０
８． θ番、とすると、すべてを通過した後の荷電粒
子線７２の光軸との角度θはθ＝θＬ＋θδ＋θ４
・・・（５）となる。これを“０”となる
ように動作させると荷電粒子線７２は光軸を通過してき
た荷電粒子線７１と同じ軌道となる。すなわち、フィル
タによる荷電粒子線の拡がりは、無視できることになる
。
ィルタ５１，５３．５４それぞれの偏向角を０１． ０
８． θ番、とすると、すべてを通過した後の荷電粒
子線７２の光軸との角度θはθ＝θＬ＋θδ＋θ４
・・・（５）となる。これを“０”となる
ように動作させると荷電粒子線７２は光軸を通過してき
た荷電粒子線７１と同じ軌道となる。すなわち、フィル
タによる荷電粒子線の拡がりは、無視できることになる
。
上記第二の方法である基本的な構成を第３図に示す、こ
の図から分かるように、フィルタ５１により偏向された
荷電粒子線７２をフィルタ５：うによりさらに偏向すれ
ば、あたかも絞り６の中心から出てきた粒子線軌道と同
じになる。すなわち。
の図から分かるように、フィルタ５１により偏向された
荷電粒子線７２をフィルタ５：うによりさらに偏向すれ
ば、あたかも絞り６の中心から出てきた粒子線軌道と同
じになる。すなわち。
レンズ３の物点が一点であるかのごとくできる。
以上の基本構成図で分かるように、第一の方法では三個
の、第二の方法では二個のフィルタがあれば可能となる
。すなわち、従来構成より少ない数で同様の効果が得ら
れ１色収差以外の収差は従来より小さくできる。
の、第二の方法では二個のフィルタがあれば可能となる
。すなわち、従来構成より少ない数で同様の効果が得ら
れ１色収差以外の収差は従来より小さくできる。
以下、本発明を走査型電子顕微鏡に適用した第一の方法
の一実施例を第１図により説明する。実施例には１本発
明に必要な部分のみを記述し、その他は省略している。
の一実施例を第１図により説明する。実施例には１本発
明に必要な部分のみを記述し、その他は省略している。
電子銃１より出た電子線７は、レンズ２を通過した後ウ
ィーンフィルタ５１により電子線のエネルギー分離が行
われ、所望のエネルギー幅の電子線のみが絞り６を通過
する。この電子線は対物レンズ３により、試料４面上に
結像される。
ィーンフィルタ５１により電子線のエネルギー分離が行
われ、所望のエネルギー幅の電子線のみが絞り６を通過
する。この電子線は対物レンズ３により、試料４面上に
結像される。
ここで、絞り６と対物レンズ３との間にはフィルタ５３
．５４が設けられている。絞り６のエツジ近傍を通過し
た荷電粒子Ｎ＆７２は、フィルタ５３によりフィルタ５
４のほぼ中心を通過するように偏向される。さらに、フ
ィルタ５４により軸上を通過している荷電粒子線７１と
同じ軌道となるように偏向される。
．５４が設けられている。絞り６のエツジ近傍を通過し
た荷電粒子Ｎ＆７２は、フィルタ５３によりフィルタ５
４のほぼ中心を通過するように偏向される。さらに、フ
ィルタ５４により軸上を通過している荷電粒子線７１と
同じ軌道となるように偏向される。
以上の動作により、フィルタ５１により離軸した荷電粒
子線７２はあたかも軸上を通過してきたのと同じことに
なり、レンズ３の物点サイズは、レンズ２の結像サイズ
と同じになる。従って、レンズ３により全荷電粒子線を
細く絞ることができるようになる。
子線７２はあたかも軸上を通過してきたのと同じことに
なり、レンズ３の物点サイズは、レンズ２の結像サイズ
と同じになる。従って、レンズ３により全荷電粒子線を
細く絞ることができるようになる。
以上は、上記第一の方法の実施例について述べた。第二
の方法も同様に実施できることは〔作用〕で述べたこと
から容易に分かる。
の方法も同様に実施できることは〔作用〕で述べたこと
から容易に分かる。
本発明において、試料４は対物レンズ３の外部に配置し
たが、内部に配置した所謂インレンズ型でもよく、この
ような配置に関しては本実施例に限るものではないこと
はいうまでもない、またレンズの種類（磁界形、静電形
）や個数、Ｉｌｔ子銃の種類も本実施例に限ることなく
本発明を用いることができる。
たが、内部に配置した所謂インレンズ型でもよく、この
ような配置に関しては本実施例に限るものではないこと
はいうまでもない、またレンズの種類（磁界形、静電形
）や個数、Ｉｌｔ子銃の種類も本実施例に限ることなく
本発明を用いることができる。
本発明は、電子線のエネルギーフィルタに関して述べた
。しかし、この応用にかぎることなく、例えば電子銃を
イオン銃で置き換えた装置で、イオン線の質量分離フィ
ルタとしてウィーンフィルタを用いたときにも同様に行
える。すなわち、荷電粒子線の応用装置一般に使用でき
る。
。しかし、この応用にかぎることなく、例えば電子銃を
イオン銃で置き換えた装置で、イオン線の質量分離フィ
ルタとしてウィーンフィルタを用いたときにも同様に行
える。すなわち、荷電粒子線の応用装置一般に使用でき
る。
以上に述べたごとく、本発明によれば、従来方式より少
ないフィルタの数で色収差の補正が行えるので、像面湾
曲や非点収差を従来より小さくすることができる。また
フィルタを配置する空間も節約できる効果がある。
ないフィルタの数で色収差の補正が行えるので、像面湾
曲や非点収差を従来より小さくすることができる。また
フィルタを配置する空間も節約できる効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示す走査形電子顕微鏡の基
本構成を示す縦断面図、第２図は本発明の第一方法の基
本構成を示す縦断面図、第３図は本発明の第二方法の基
本構成を示す縦断面図、第４図は従来の走査形電子顕微
鏡の基本構成を示す縦断面図である。 １・・・電子銃、２・・・レンズ、３・・・対物レンズ
、４・・・試料、５１，５２，５３．５４・・・ウィー
ンフィルタ、６・・・絞り、７・・・荷電粒子線、７１
・・・所望のエネルギ（Ｖ）をもち軸上を通過する荷電
粒子線、７２・・・所望のエネルギ幅（Ｖ＋ΔＶ）をも
ち軸外を通過する荷電粒子線、７３・・・所望のエネル
ギ以外（＞Ｖ＋ΔＶ）をもつ荷電粒子線。
本構成を示す縦断面図、第２図は本発明の第一方法の基
本構成を示す縦断面図、第３図は本発明の第二方法の基
本構成を示す縦断面図、第４図は従来の走査形電子顕微
鏡の基本構成を示す縦断面図である。 １・・・電子銃、２・・・レンズ、３・・・対物レンズ
、４・・・試料、５１，５２，５３．５４・・・ウィー
ンフィルタ、６・・・絞り、７・・・荷電粒子線、７１
・・・所望のエネルギ（Ｖ）をもち軸上を通過する荷電
粒子線、７２・・・所望のエネルギ幅（Ｖ＋ΔＶ）をも
ち軸外を通過する荷電粒子線、７３・・・所望のエネル
ギ以外（＞Ｖ＋ΔＶ）をもつ荷電粒子線。
Claims (1)
- １、荷電粒子源、荷電粒子源より出た荷電粒子線を細く
絞り試料面上を照射するレンズ手段、および電界と磁界
とが直交するように構成された偏向形エネルギーフィル
タ手段とを具備した荷電粒子線応用装置において、上記
フィルタ手段は２個もしくは３個からなり、フィルタ用
絞りは第１と第２のフィルタ手段の間に配設されたこと
を特徴とする荷電粒子線応用装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9153088A JPH01264149A (ja) | 1988-04-15 | 1988-04-15 | 荷電粒子線応用装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9153088A JPH01264149A (ja) | 1988-04-15 | 1988-04-15 | 荷電粒子線応用装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01264149A true JPH01264149A (ja) | 1989-10-20 |
Family
ID=14028999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9153088A Pending JPH01264149A (ja) | 1988-04-15 | 1988-04-15 | 荷電粒子線応用装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01264149A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0989584A1 (en) * | 1998-09-23 | 2000-03-29 | Advantest Corporation | Device for reducing the energy width of a particle beam and a particle beam apparatus with such a device |
| WO2000036630A1 (en) * | 1998-12-17 | 2000-06-22 | Philips Electron Optics B.V. | Particle-optical apparatus involving detection of auger electrons |
| WO2005024890A1 (en) * | 2003-09-11 | 2005-03-17 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Charged particle beam energy width reduction system for charged particle beam system |
| US8569693B2 (en) | 2011-04-13 | 2013-10-29 | Fei Company | Distortion free stigmation of a TEM |
| US8692196B2 (en) | 2008-09-22 | 2014-04-08 | Fei Company | Method of use for a multipole detector for a transmission electron microscope |
| US8841630B2 (en) | 2009-11-18 | 2014-09-23 | Fei Company | Corrector for axial aberrations of a particle-optical lens |
| US8884245B2 (en) | 2005-11-02 | 2014-11-11 | Fei Company | Corrector for the correction of chromatic aberrations in a particle-optical apparatus |
-
1988
- 1988-04-15 JP JP9153088A patent/JPH01264149A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0989584A1 (en) * | 1998-09-23 | 2000-03-29 | Advantest Corporation | Device for reducing the energy width of a particle beam and a particle beam apparatus with such a device |
| US6489621B1 (en) * | 1998-09-23 | 2002-12-03 | Advantest Corp. | Particle beam system with a device for reducing the energy width of a particle beam |
| WO2000036630A1 (en) * | 1998-12-17 | 2000-06-22 | Philips Electron Optics B.V. | Particle-optical apparatus involving detection of auger electrons |
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| WO2005024890A1 (en) * | 2003-09-11 | 2005-03-17 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Charged particle beam energy width reduction system for charged particle beam system |
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| EP1517353A3 (en) * | 2003-09-11 | 2005-03-30 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Charged particle beam energy width reduction system for charged particle beam system |
| US7507956B2 (en) | 2003-09-11 | 2009-03-24 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Charged particle beam energy width reduction system for charged particle beam system |
| US8884245B2 (en) | 2005-11-02 | 2014-11-11 | Fei Company | Corrector for the correction of chromatic aberrations in a particle-optical apparatus |
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