JPH04233146A - 帯電粒子ビーム装置 - Google Patents
帯電粒子ビーム装置Info
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- JPH04233146A JPH04233146A JP3221144A JP22114491A JPH04233146A JP H04233146 A JPH04233146 A JP H04233146A JP 3221144 A JP3221144 A JP 3221144A JP 22114491 A JP22114491 A JP 22114491A JP H04233146 A JPH04233146 A JP H04233146A
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Classifications
-
- 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
- H01J37/18—Vacuum locks ; Means for obtaining or maintaining the desired pressure within the vessel
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- 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
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- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/06—Electron sources; Electron guns
- H01J37/073—Electron guns using field emission, photo emission, or secondary emission electron sources
-
- H—ELECTRICITY
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- 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
- H01J37/248—Components associated with high voltage supply
-
- 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
- H01J2237/02—Details
- H01J2237/0216—Means for avoiding or correcting vibration effects
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Electron Beam Exposure (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、帯電粒子ビームを放出
する帯電粒子源と、カラムジャケットにより包囲され、
帯電粒子ビームを加速及び集束させるように作用する粒
子−光学系が設けられているカラムと、エミッタ室内に
収納されているエミッタを有する帯電粒子源とを具える
帯電粒子ビーム装置に関するものである。
する帯電粒子源と、カラムジャケットにより包囲され、
帯電粒子ビームを加速及び集束させるように作用する粒
子−光学系が設けられているカラムと、エミッタ室内に
収納されているエミッタを有する帯電粒子源とを具える
帯電粒子ビーム装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】上述した型式の帯電粒子ビーム装置は１
９６８年に発行されたフィリップス テクニカル
レビュー第２９巻， 第３７０ 頁〜３８６ 頁に開示
されている“ザ フィリップス エレクトロン
マイクロスコープ イーエム３００ （Ｔｈｅ ｐｈ
ｉｌｉｐｓ ｅｌｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ Ｅ
Ｍ３００） ”シー．ジェー．レイケルス（Ｃ．Ｊ．
Ｒａｋｅｌｓ）， ジェー．シー．ティメジャ（Ｊ．Ｃ
． Ｔｉｍｅｉｊｅｒ）及びケイ．ダビリュ ウィテ
ェビーン（Ｋ．Ｗ． Ｗｉｔｔｅｖｅｅｎ）著から既知
である。
９６８年に発行されたフィリップス テクニカル
レビュー第２９巻， 第３７０ 頁〜３８６ 頁に開示
されている“ザ フィリップス エレクトロン
マイクロスコープ イーエム３００ （Ｔｈｅ ｐｈ
ｉｌｉｐｓ ｅｌｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ Ｅ
Ｍ３００） ”シー．ジェー．レイケルス（Ｃ．Ｊ．
Ｒａｋｅｌｓ）， ジェー．シー．ティメジャ（Ｊ．Ｃ
． Ｔｉｍｅｉｊｅｒ）及びケイ．ダビリュ ウィテ
ェビーン（Ｋ．Ｗ． Ｗｉｔｔｅｖｅｅｎ）著から既知
である。
【０００３】上記文献には、エミッタ室内に収納されて
いる点状エミッタ及びウェーネルトシリンダを有する電
子源が、カラムから離れた側でカラムジャケットに支持
されている電子顕微鏡が開示されている。
いる点状エミッタ及びウェーネルトシリンダを有する電
子源が、カラムから離れた側でカラムジャケットに支持
されている電子顕微鏡が開示されている。
【０００４】この電子顕微鏡は、電子源が、カラムジャ
ケットを経て伝達され電子源をカラムに対して偏位させ
る振動に対して敏感になり過ぎる欠点がある。別の外乱
要因として電磁場の影響がある。電子源は例えば軟鉄か
ら成るカラムジャケットによってシールドされているに
もかかわらず、電子源からの電子放出が電磁場によって
乱されるおそれがあり、結像作用に悪影響を及ぼすおそ
れもある。別の外乱要因として、電子源に高電圧を印加
するための給電リード部がある。すなわち、電子源から
の電子放射の安定性を害する寄生信号が給電リード部に
生ずるおそれもある。
ケットを経て伝達され電子源をカラムに対して偏位させ
る振動に対して敏感になり過ぎる欠点がある。別の外乱
要因として電磁場の影響がある。電子源は例えば軟鉄か
ら成るカラムジャケットによってシールドされているに
もかかわらず、電子源からの電子放出が電磁場によって
乱されるおそれがあり、結像作用に悪影響を及ぼすおそ
れもある。別の外乱要因として、電子源に高電圧を印加
するための給電リード部がある。すなわち、電子源から
の電子放射の安定性を害する寄生信号が給電リード部に
生ずるおそれもある。
【０００５】例えばＷ又はＬａＢ６から或るエミッタを
有する熱電子源を用いる場合、電子ビームのクロスオー
バは１０〜２０μｍ 径になる。この結果、このような
電子源は、例えば数ｎｍ径の仮想電子源を有する冷電界
放出や熱電界放出（ショットキ電界放出）のような電界
放射源よりも振動の影響を受けにくい。また、電界放出
源は熱電子源よりも高い真空度例えば１０−９〜１０−
１０ トールの真空度が必要になるため、より大きなポ
ンプ容量が必要であり、この結果、より大きな機械振動
や電磁振動が生じてしまう。従って、本発明の目的は、
帯電粒子源が機械的外乱及び電磁的外乱の影響を受けに
くい帯電粒子ビーム装置を提供することにある。
有する熱電子源を用いる場合、電子ビームのクロスオー
バは１０〜２０μｍ 径になる。この結果、このような
電子源は、例えば数ｎｍ径の仮想電子源を有する冷電界
放出や熱電界放出（ショットキ電界放出）のような電界
放射源よりも振動の影響を受けにくい。また、電界放出
源は熱電子源よりも高い真空度例えば１０−９〜１０−
１０ トールの真空度が必要になるため、より大きなポ
ンプ容量が必要であり、この結果、より大きな機械振動
や電磁振動が生じてしまう。従って、本発明の目的は、
帯電粒子源が機械的外乱及び電磁的外乱の影響を受けに
くい帯電粒子ビーム装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するため、本発明による帯電粒子ビーム装置は、前記エ
ミッタ室を、前記カラムに対して同軸状に位置すると共
に前記カラムジャケットに強固に連結した環状電極系に
固定したことを特徴とする。
するため、本発明による帯電粒子ビーム装置は、前記エ
ミッタ室を、前記カラムに対して同軸状に位置すると共
に前記カラムジャケットに強固に連結した環状電極系に
固定したことを特徴とする。
【０００７】エミッタ室を環状電極系を介してカラムに
連結すると、強固な連結構造が得られ、この結果帯電粒
子源のカラムに対する移動を低減することができる。こ
の電極系は帯電粒子ビームを例えば２０〜３００ＫｅＶ
の範囲で調整されたエネルギーレベルに加速する。例え
ば、ショットキーモードの３電極静電レンズを有する熱
電界放出装置のような帯電粒子源と組み合せれば、この
電極系により帯電粒子ビームの仮想源の安定した拡大像
が電極系の出射部に形成される。
連結すると、強固な連結構造が得られ、この結果帯電粒
子源のカラムに対する移動を低減することができる。こ
の電極系は帯電粒子ビームを例えば２０〜３００ＫｅＶ
の範囲で調整されたエネルギーレベルに加速する。例え
ば、ショットキーモードの３電極静電レンズを有する熱
電界放出装置のような帯電粒子源と組み合せれば、この
電極系により帯電粒子ビームの仮想源の安定した拡大像
が電極系の出射部に形成される。
【０００８】本発明による帯電粒子ビーム装置の実施例
は、前記環状電極系がフランジ部を有し、このフランジ
部が前記カラムジャケットのフランジ部に支持されてい
ることを特徴とする。
は、前記環状電極系がフランジ部を有し、このフランジ
部が前記カラムジャケットのフランジ部に支持されてい
ることを特徴とする。
【０００９】フランジ部を介することにより電極系がカ
ラムに強固に連結されると共に、保守のためにカラムを
電極系から取りはずすことも可能になる。
ラムに強固に連結されると共に、保守のためにカラムを
電極系から取りはずすことも可能になる。
【００１０】本発明による帯電粒子ビーム装置の別の実
施例は、帯電粒子ビームを放出する帯電粒子源と、カラ
ムジャケットにより包囲され、帯電粒子ビームを加速及
び集束させるように作用する粒子−光学系が設けられて
いるカラムと、エミッタ室内に収納されているエミッタ
を有する帯電粒子源とを具える帯電粒子ビーム装置にお
いて、前記エミッタ室のカラムから離れた側に前記エミ
ッタ室と協働するポンプ装置を固定し、このポンプ装置
をカラムの延長線上に位置させたことを特徴とする。
施例は、帯電粒子ビームを放出する帯電粒子源と、カラ
ムジャケットにより包囲され、帯電粒子ビームを加速及
び集束させるように作用する粒子−光学系が設けられて
いるカラムと、エミッタ室内に収納されているエミッタ
を有する帯電粒子源とを具える帯電粒子ビーム装置にお
いて、前記エミッタ室のカラムから離れた側に前記エミ
ッタ室と協働するポンプ装置を固定し、このポンプ装置
をカラムの延長線上に位置させたことを特徴とする。
【００１１】ポンプ装置をカラムの延長線上に配置する
ことにより、真空にすべき容積が減少する。この理由は
、接続リードを不要にできるからである。さらに、ポン
プからカラムへの機械的振動の伝播も減少する。ポンプ
装置がイオン化ポンプで構成される場合、カラムの延長
線上にポンプを配置することは極めて有益である。この
場合は、イオン化ポンプに生ずる磁場のカラムの中心軸
線に対する対称性により、帯電粒子源に作用する磁界の
効果が極めて小さくなる。
ことにより、真空にすべき容積が減少する。この理由は
、接続リードを不要にできるからである。さらに、ポン
プからカラムへの機械的振動の伝播も減少する。ポンプ
装置がイオン化ポンプで構成される場合、カラムの延長
線上にポンプを配置することは極めて有益である。この
場合は、イオン化ポンプに生ずる磁場のカラムの中心軸
線に対する対称性により、帯電粒子源に作用する磁界の
効果が極めて小さくなる。
【００１２】本発明による帯電粒子ビーム装置の別の実
施例は、前記ポンプ装置を前記エミッタ室に連結したシ
ールド電極によって包囲し、前記シールド電極をカラム
ジャケットに強固に連結した容器内に配置したことを特
徴とする。
施例は、前記ポンプ装置を前記エミッタ室に連結したシ
ールド電極によって包囲し、前記シールド電極をカラム
ジャケットに強固に連結した容器内に配置したことを特
徴とする。
【００１３】シールド電極はシャープな角部や縁部がな
いため、例えば２００ＫＶ 程度の電位差のあるポンプ
装置と容器間の放電が防止される。このシールド電極は
イオン化装置の磁界をシールドする作用も果たす。
いため、例えば２００ＫＶ 程度の電位差のあるポンプ
装置と容器間の放電が防止される。このシールド電極は
イオン化装置の磁界をシールドする作用も果たす。
【００１４】本発明による帯電ビーム装置の別の実施例
は、帯電粒子ビームを放出する帯電粒子源と、カラムジ
ャケットにより包囲され、帯電粒子ビームを加速及び集
束させるように作用する粒子−光学系が設けられている
カラムと、エミッタ室内に収納されているエミッタを有
する帯電粒子源とを具える帯電粒子ビーム装置において
、電力供給ユニットを有し、この電力供給ユニットを、
カラムの中心軸線の側方に前記エミッタ室とほぼ同一の
高さで配置すると共に、前記帯電粒子源に電気的に接続
したことを特徴とする。
は、帯電粒子ビームを放出する帯電粒子源と、カラムジ
ャケットにより包囲され、帯電粒子ビームを加速及び集
束させるように作用する粒子−光学系が設けられている
カラムと、エミッタ室内に収納されているエミッタを有
する帯電粒子源とを具える帯電粒子ビーム装置において
、電力供給ユニットを有し、この電力供給ユニットを、
カラムの中心軸線の側方に前記エミッタ室とほぼ同一の
高さで配置すると共に、前記帯電粒子源に電気的に接続
したことを特徴とする。
【００１５】電力供給源を、帯電粒子源及び帯電粒子を
加速すると共にビーム電流を調整する電極系に接続する
。この電力供給ユニットを帯電粒子源及び電極系に隣接
して配置すると、電力供給ユニットと帯電粒子源及び電
極系との間を接続する高圧ケーブルを不要にすることが
でき、この結果高圧ケーブルを介して誘導される寄生有
害信号が減少する。さらに、極めて高価な多重コア高圧
ケーブル（例えば、５コアケーブル）が不要になるため
、製造コストの面からも高めて有益である。
加速すると共にビーム電流を調整する電極系に接続する
。この電力供給ユニットを帯電粒子源及び電極系に隣接
して配置すると、電力供給ユニットと帯電粒子源及び電
極系との間を接続する高圧ケーブルを不要にすることが
でき、この結果高圧ケーブルを介して誘導される寄生有
害信号が減少する。さらに、極めて高価な多重コア高圧
ケーブル（例えば、５コアケーブル）が不要になるため
、製造コストの面からも高めて有益である。
【００１６】本発明による帯電粒子ビーム装置の別の実
施例は、電力供給ユニットを弾性接点を介して帯電粒子
源に電気的に接続したことを特徴とする。
施例は、電力供給ユニットを弾性接点を介して帯電粒子
源に電気的に接続したことを特徴とする。
【００１７】弾性接点を用いることにより、電力供給ユ
ニットを介して帯電粒子源を変位させる機械的な振動を
生ずることなく、電力供給ユニットを帯電粒子源に対し
て相対移動させることができる。
ニットを介して帯電粒子源を変位させる機械的な振動を
生ずることなく、電力供給ユニットを帯電粒子源に対し
て相対移動させることができる。
【００１８】本発明による帯電粒子装置の別の実施例は
、制御ユニットを有し、この制御ユニットを、光ファイ
バを介して前記電力供給ユニットに接続して印加電圧値
及び供給電流値を調整するように構成したことを特徴と
する。
、制御ユニットを有し、この制御ユニットを、光ファイ
バを介して前記電力供給ユニットに接続して印加電圧値
及び供給電流値を調整するように構成したことを特徴と
する。
【００１９】このように構成すれば、低電圧で作動する
制御信号が高電圧で作動する電力供給ユニットに光ファ
イバを介して供給されるので、電圧差が電流導体を介し
て橋落される不都合が解消される。この結果、例えば、
コンピュータにより電力供給ユニットを自動制御するこ
とが可能になる。
制御信号が高電圧で作動する電力供給ユニットに光ファ
イバを介して供給されるので、電圧差が電流導体を介し
て橋落される不都合が解消される。この結果、例えば、
コンピュータにより電力供給ユニットを自動制御するこ
とが可能になる。
【００２０】本発明による帯電粒子ビーム装置の別の実
施例は、電力供給ユニットを、前記容器によって同様に
包囲すると共に、この容器の壁部に固定したことを特徴
とする。
施例は、電力供給ユニットを、前記容器によって同様に
包囲すると共に、この容器の壁部に固定したことを特徴
とする。
【００２１】電力供給ユニットを容器内に収納し、この
容器により電力供給ユニットを外部から絶縁すると共に
衝撃から保護し、さらにこの電力供給ユニットから生じ
た電磁場をシールドすることが好ましい。容器によって
封止された空間内に例えばＳＦ６ のようなガスを介在
させることにより、電力供給ユニットで生じた熱を外部
に放出させることができる。以下、図面に基いて本発明
による帯電粒子ビーム装置を詳細に説明する。
容器により電力供給ユニットを外部から絶縁すると共に
衝撃から保護し、さらにこの電力供給ユニットから生じ
た電磁場をシールドすることが好ましい。容器によって
封止された空間内に例えばＳＦ６ のようなガスを介在
させることにより、電力供給ユニットで生じた熱を外部
に放出させることができる。以下、図面に基いて本発明
による帯電粒子ビーム装置を詳細に説明する。
【００２２】
【実施例】図１は電子顕微鏡１の形態の帯電粒子ビーム
装置の構成を示す。電子顕微鏡１はカラム３を具え、こ
のカラムに沿って粒子−光学素子、特に電子レンズ５及
び７を配置する。電子源９は熱陰極１１の形態のエミッ
タを具え、この熱陰極１１は例えばＷ又はＬａＢ６のニ
ールド及びウェーネル電極１２を有している。電子源９
から電子ビームを放出する。この電子ビームは数ｎＡ程
度の調整可能なビーム電流を形成すると共に例えば１０
μｍ 径のクロスオーバを有している。ビーム電流はウ
ェーネル電極に印加される電圧を変えることにより調整
することができる。陽極系１３により陰極１１から放出
された電子を例えば数１００ＫｅＶのエネルギーまで加
速する。尚、陽極１３に印加される電圧は、図示しない
電力供給源を介して２０ＫＶのステップで２００ 〜３
００ＫＶ まで増大される。カラム３を経て電子ビーム
は電子レンズによって試料室２１内に配置した物体上に
結像する。電子レンズはレンズ５及び７によって線図的
に図示したが、デュアルコンデンサ系、対物レンズ、回
折レンズ、中間レンズ及び放射系を有することができる
。これらの素子を経た後、物体から放出された電子は、
例えば写真プレートのような結像面１５上に入射し、物
体は例えば８００，０００ 倍の倍率で撮像される。走
査電子顕微鏡（ＳＥＭ） を利用した別の方法において
は、電子ビームは試料室２１内に配置した物体上に点状
に集束し物体に沿ってラスタ偏向される。物体の照射点
から発生した電子は検出され、検出信号が物体を走査す
る電子ビームと同期してテレビジョンモニタ上に表示さ
れる。イオン化ポンプ１７を介して、エミッタ室１９内
の圧力を１０−７トールに等しくする。オイル拡散ポン
プ２３により、結像面１５の空間を１０−４トール程度
の真空にする。
装置の構成を示す。電子顕微鏡１はカラム３を具え、こ
のカラムに沿って粒子−光学素子、特に電子レンズ５及
び７を配置する。電子源９は熱陰極１１の形態のエミッ
タを具え、この熱陰極１１は例えばＷ又はＬａＢ６のニ
ールド及びウェーネル電極１２を有している。電子源９
から電子ビームを放出する。この電子ビームは数ｎＡ程
度の調整可能なビーム電流を形成すると共に例えば１０
μｍ 径のクロスオーバを有している。ビーム電流はウ
ェーネル電極に印加される電圧を変えることにより調整
することができる。陽極系１３により陰極１１から放出
された電子を例えば数１００ＫｅＶのエネルギーまで加
速する。尚、陽極１３に印加される電圧は、図示しない
電力供給源を介して２０ＫＶのステップで２００ 〜３
００ＫＶ まで増大される。カラム３を経て電子ビーム
は電子レンズによって試料室２１内に配置した物体上に
結像する。電子レンズはレンズ５及び７によって線図的
に図示したが、デュアルコンデンサ系、対物レンズ、回
折レンズ、中間レンズ及び放射系を有することができる
。これらの素子を経た後、物体から放出された電子は、
例えば写真プレートのような結像面１５上に入射し、物
体は例えば８００，０００ 倍の倍率で撮像される。走
査電子顕微鏡（ＳＥＭ） を利用した別の方法において
は、電子ビームは試料室２１内に配置した物体上に点状
に集束し物体に沿ってラスタ偏向される。物体の照射点
から発生した電子は検出され、検出信号が物体を走査す
る電子ビームと同期してテレビジョンモニタ上に表示さ
れる。イオン化ポンプ１７を介して、エミッタ室１９内
の圧力を１０−７トールに等しくする。オイル拡散ポン
プ２３により、結像面１５の空間を１０−４トール程度
の真空にする。
【００２３】物体を正確に結像するためには、電子レン
ズを安定にする必要があるだけでなく、電子源９も機械
的な振動、電磁場及び供給電圧の変動から乱されないよ
うにする必要があり、特に熱放射によるエミッタを用い
る場合これらの外乱の影響を受けないようにする必要が
ある。この理由は、エミッタ室１９はカラム３から離れ
た側においてカラムジャケットに強固に連結されず、カ
ラム３に対してエミッタ室１９が変位する可能性がある
ためであり、エミッタ室が変位すると結像作用が乱され
易くなってしまう。さらに、隣接する電子回路からの電
磁場により電子源９の作用も乱され易い。さらに、電子
源用の高電圧を供給する給電リード部を介して入力する
干渉作用も電子ビームの安定性に悪影響を及ぼすおそれ
がある。図２は本発明による電子粒子ビーム装置の以下
の部分を示す。エミッタ室１９は例えばフィールド放射
型のエミッタ１１を有し、環状電極系２５を介してカラ
ムジャケット１０に強固に連結する。電極系２５は引き
出し陽極１２、集束電極及び電子ビームを加速するため
の別の電極２７を具える。電極系２５はフランジ３３を
有し、このフランジ３３はカラムジャケットのフランジ
３５に支持され、この結果エミッタ室１９及び電極系２
５はカラム３に対して固定されると共に保守のため比較
的容易に取りはずすことができる。
ズを安定にする必要があるだけでなく、電子源９も機械
的な振動、電磁場及び供給電圧の変動から乱されないよ
うにする必要があり、特に熱放射によるエミッタを用い
る場合これらの外乱の影響を受けないようにする必要が
ある。この理由は、エミッタ室１９はカラム３から離れ
た側においてカラムジャケットに強固に連結されず、カ
ラム３に対してエミッタ室１９が変位する可能性がある
ためであり、エミッタ室が変位すると結像作用が乱され
易くなってしまう。さらに、隣接する電子回路からの電
磁場により電子源９の作用も乱され易い。さらに、電子
源用の高電圧を供給する給電リード部を介して入力する
干渉作用も電子ビームの安定性に悪影響を及ぼすおそれ
がある。図２は本発明による電子粒子ビーム装置の以下
の部分を示す。エミッタ室１９は例えばフィールド放射
型のエミッタ１１を有し、環状電極系２５を介してカラ
ムジャケット１０に強固に連結する。電極系２５は引き
出し陽極１２、集束電極及び電子ビームを加速するため
の別の電極２７を具える。電極系２５はフランジ３３を
有し、このフランジ３３はカラムジャケットのフランジ
３５に支持され、この結果エミッタ室１９及び電極系２
５はカラム３に対して固定されると共に保守のため比較
的容易に取りはずすことができる。
【００２４】エミッタ室１９のカラム３から離れた側３
７にポンプ装置３９を固定し、このポンプ装置によりエ
ミッタ室１９の真空度を１０−９トールから１０−１０
トールまで上昇させる。エミッタ室１９とポンプ装置
３９との間の距離が短いため、ポンプ装置とエミッタ室
との間の給電ラインを短くすることができ、真空にすべ
き空間を減少させることができる。ポンプ装置３９が図
示のようなイオン化ポンプで構成される場合、カラム３
の延長上にポンプ装置を配置することは極めて有益であ
る。この理由、イオン化ポンプによって発生した磁場が
カラム３の長手軸線に対して対称的に形成されるのでエ
ミッタ１１に作用する外乱作用が減少するためである。 イオン化ポンプ３９は、エミッタ室１９に連結されてい
るシールド電極４１により封止する。シールド電極４１
は、ポンプ装置３９と容器４３との間の放電を阻止する
ように作用する。長手軸線４０と直交する方向に電力供
給ユニット４７を配置し、この電力供給ユニットは弾性
コンタクト４９を介して電子源９に接続する。 電力供給ユニット４７は電圧源４７ａ と、エミッタに
電流を供給する電流源４７ｂ と、引出陽極１２に引出
電圧を印加すると共にビームブランキング電圧を印加す
る電圧源４７ｃ 及び４７ｄ と、イオン化ポンプ３９
に接続されている電圧源とを具える。電圧源４７ａ は
図示しない集束電極に接続し、この集束電極はエミッタ
１１の近傍に配置する。これら電圧源及び電流源４７ａ
〜４７ｅは制御ユニット５０により制御する。弾性接
点４９は、エミッタ１１に電流を供給し、陽極に引出電
圧を印加し、エミッタ１１の近傍に位置し電子ビームを
集束させる別の電極に電圧を印加し、ポンプ装置３９に
電圧を印加するように作用する。尚、ポンプ装置３９は
イオン化ポンプとすることが好ましい。制御ユニット５
０は光ファイバ系５１の形態の光伝送体を介して例えば
コンピュータのような制御ユニット（図示せず）に接続
する。制御ユニットは電子源１９のビーム電流及び電極
２５の高電圧用の調整値を光信号の形態で制御ユニット
５０に供給する。電力供給ユニットが電子源９の近傍に
配置されているから、電子源及び電力供給ユニットを接
続する高電圧ケーブルを省くことができる。この結果、
高圧ケーブルを介して電子源に悪影響を及ぼすおそれが
低減されると共に電子顕微鏡の周囲の有用な空間が増大
する。電力供給ユニットも外部電磁場をシールドする容
器により包囲する。好ましくは、高いブレークダウン電
圧を有し熱伝導性ガス例えばＳＦ６を容器４３内に封入
する。
７にポンプ装置３９を固定し、このポンプ装置によりエ
ミッタ室１９の真空度を１０−９トールから１０−１０
トールまで上昇させる。エミッタ室１９とポンプ装置
３９との間の距離が短いため、ポンプ装置とエミッタ室
との間の給電ラインを短くすることができ、真空にすべ
き空間を減少させることができる。ポンプ装置３９が図
示のようなイオン化ポンプで構成される場合、カラム３
の延長上にポンプ装置を配置することは極めて有益であ
る。この理由、イオン化ポンプによって発生した磁場が
カラム３の長手軸線に対して対称的に形成されるのでエ
ミッタ１１に作用する外乱作用が減少するためである。 イオン化ポンプ３９は、エミッタ室１９に連結されてい
るシールド電極４１により封止する。シールド電極４１
は、ポンプ装置３９と容器４３との間の放電を阻止する
ように作用する。長手軸線４０と直交する方向に電力供
給ユニット４７を配置し、この電力供給ユニットは弾性
コンタクト４９を介して電子源９に接続する。 電力供給ユニット４７は電圧源４７ａ と、エミッタに
電流を供給する電流源４７ｂ と、引出陽極１２に引出
電圧を印加すると共にビームブランキング電圧を印加す
る電圧源４７ｃ 及び４７ｄ と、イオン化ポンプ３９
に接続されている電圧源とを具える。電圧源４７ａ は
図示しない集束電極に接続し、この集束電極はエミッタ
１１の近傍に配置する。これら電圧源及び電流源４７ａ
〜４７ｅは制御ユニット５０により制御する。弾性接
点４９は、エミッタ１１に電流を供給し、陽極に引出電
圧を印加し、エミッタ１１の近傍に位置し電子ビームを
集束させる別の電極に電圧を印加し、ポンプ装置３９に
電圧を印加するように作用する。尚、ポンプ装置３９は
イオン化ポンプとすることが好ましい。制御ユニット５
０は光ファイバ系５１の形態の光伝送体を介して例えば
コンピュータのような制御ユニット（図示せず）に接続
する。制御ユニットは電子源１９のビーム電流及び電極
２５の高電圧用の調整値を光信号の形態で制御ユニット
５０に供給する。電力供給ユニットが電子源９の近傍に
配置されているから、電子源及び電力供給ユニットを接
続する高電圧ケーブルを省くことができる。この結果、
高圧ケーブルを介して電子源に悪影響を及ぼすおそれが
低減されると共に電子顕微鏡の周囲の有用な空間が増大
する。電力供給ユニットも外部電磁場をシールドする容
器により包囲する。好ましくは、高いブレークダウン電
圧を有し熱伝導性ガス例えばＳＦ６を容器４３内に封入
する。
【００２５】本発明は走査型又は透過型の電子顕微鏡だ
けに限定されず、半導体回路を検査するための電子ビー
ム検査装置、及び例えばイオン注入装置やイオンビーム
リソグラフィ装置のようなイオンビーム装置にも同様に
適用することができる。
けに限定されず、半導体回路を検査するための電子ビー
ム検査装置、及び例えばイオン注入装置やイオンビーム
リソグラフィ装置のようなイオンビーム装置にも同様に
適用することができる。
【図１】図１は既知の帯電粒子ビーム装置の構成を示す
線図である。
線図である。
【図２】図２は本発明による帯電粒子ビーム装置のエミ
ッタ室、ポンプ装置及び電力供給ユニットの配置構成を
示す縦方向断面図である。
ッタ室、ポンプ装置及び電力供給ユニットの配置構成を
示す縦方向断面図である。
３ カラム
５，７ 電子レンズ
９ 電子源
１０ カラムジャケット
１１ エミッタ
１９ エミッタ室
３９ ポンプ装置
４３ 容器
４７ 電力供給ユニット
５０ 制御ユニット
Claims (16)
- 【請求項１】 帯電粒子ビームを放出する帯電粒子源
と、カラムジャケットにより包囲され、帯電粒子ビーム
を加速及び集束させるように作用する粒子−光学系が設
けられているカラムと、エミッタ室内に収納されている
エミッタを有する帯電粒子源とを具える帯電粒子ビーム
装置において、前記エミッタ室を、前記カラムに対して
同軸状に配置すると共に前記カラムジャケットに強固に
連結した環状電極系に固定したことを特徴とする帯電粒
子ビーム装置。 - 【請求項２】 前記環状電極系がフランジ部を有し、
このフランジ部が前記カラムジャケットのフランジ部に
支持されていることを特徴とする請求項１に記載の帯電
粒子ビーム装置。 - 【請求項３】 前記エミッタ室のカラムから離れた側
に前記エミッタ室と協働するポンプ装置を固定し、この
ポンプ装置をカラムの延長線上に位置させたことを特徴
とする請求項１又は２に記載の帯電粒子ビーム装置。 - 【請求項４】 帯電粒子ビームを放出する帯電粒子源
と、カラムジャケットにより包囲され、帯電粒子ビーム
を加速及び集束させるように作用する粒子−光学系が設
けられているカラムと、エミッタ室内に収納されている
エミッタを有する帯電粒子源とを具える帯電粒子ビーム
装置において、前記エミッタ室のカラムから離れた側に
前記エミッタ室と協働するポンプ装置を固定し、このポ
ンプ装置をカラムの延長線上に位置させたことを特徴と
する帯電粒子ビーム装置。 - 【請求項５】 前記ポンプ装置をイオン化ポンプで構
成したことを特徴とする請求項３又は４に記載の帯電粒
子ビーム装置。 - 【請求項６】 前記ポンプ装置を前記エミッタ室に連
結したシールド電極によって包囲し、前記シールド電極
をカラムジャケットに強固に連結した容器内に配置した
ことを特徴とする請求項３，４又は５に記載の帯電粒子
ビーム装置。 - 【請求項７】 電力供給ユニットを有し、この電力供
給ユニットを、カラムの中心軸線の側方に前記エミッタ
室とほぼ同一の高さで配置すると共に、前記帯電粒子源
に電気的に接続したことを特徴とする請求項１から６ま
でのいずれか１項に記載の帯電粒子ビーム装置。 - 【請求項８】 前記電力供給ユニットを、前記シール
ド電極の開口部を経て弾性接点を介して前記帯電粒子源
に電気的に接続したことを特徴とする請求項６及び７に
記載の帯電粒子ビーム装置。 - 【請求項９】 制御ユニットを有し、この制御ユニッ
トを、光ファイバを介して前記電力供給ユニットに接続
して印加電圧値及び供給電流値を調整するように構成し
たことを特徴とする請求項７又は８に記載の帯電粒子ビ
ーム装置。 - 【請求項１０】 前記電力供給ユニットを、前記容器
によって同様に包囲すると共に、この容器の壁部に固定
したことを特徴とする請求項６及び７，８又は９に記載
の帯電粒子ビーム装置。 - 【請求項１１】 前記容器によって包囲された空間内
に熱伝達用のガスを充填したことを特徴とする請求項６
又は１０に記載の帯電粒子ビーム装置。 - 【請求項１２】 帯電粒子ビームを放出する帯電粒子
源と、カラムジャケットにより包囲され、帯電粒子ビー
ムを加速及び集束させるように作用する粒子−光学系が
設けられているカラムと、エミッタ室内に収納されてい
るエミッタを有する帯電粒子源とを具える帯電粒子ビー
ム装置において、電力供給ユニットを有し、この電力供
給ユニットを、カラムの中心軸線の側方に前記エミッタ
室とほぼ同一の高さで配置すると共に、前記帯電粒子源
に電気的に接続したことを特徴とする帯電粒子ビーム装
置。 - 【請求項１３】 前記電力供給ユニットを、弾性接点
を介して前記帯電粒子源に電気的に接続したことを特徴
とする請求項１２に記載の帯電粒子ビーム装置。 - 【請求項１４】 制御ユニットを有し、この制御ユニ
ットを、光ファイバを介して前記電力供給ユニットに接
続して印加電圧値及び供給電流値を調整するように構成
したことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の帯電
粒子ビーム装置。 - 【請求項１５】 前記電力供給ユニットを前記カムジ
ャケットに強固に連結した容器によって包囲すると共に
、この容器の壁部に固定したことを特徴とする請求項１
２， １３又は１４に記載の帯電粒子ビーム装置。 - 【請求項１６】 前記容器によって包囲された空間内
に熱伝達用のガスを充填したことを特徴とする請求項１
５に記載の帯電粒子ビーム装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL9001799 | 1990-08-10 | ||
| NL9001799 | 1990-08-10 |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000208280A Division JP3325557B2 (ja) | 1990-08-10 | 2000-07-10 | 帯電粒子ビーム装置 |
| JP2000208279A Division JP3325556B2 (ja) | 1990-08-10 | 2000-07-10 | 帯電粒子ビーム装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04233146A true JPH04233146A (ja) | 1992-08-21 |
| JP3117752B2 JP3117752B2 (ja) | 2000-12-18 |
Family
ID=19857535
Family Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03221144A Expired - Lifetime JP3117752B2 (ja) | 1990-08-10 | 1991-08-07 | 帯電粒子ビーム装置 |
| JP2000208279A Expired - Lifetime JP3325556B2 (ja) | 1990-08-10 | 2000-07-10 | 帯電粒子ビーム装置 |
| JP2000208280A Expired - Lifetime JP3325557B2 (ja) | 1990-08-10 | 2000-07-10 | 帯電粒子ビーム装置 |
Family Applications After (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000208279A Expired - Lifetime JP3325556B2 (ja) | 1990-08-10 | 2000-07-10 | 帯電粒子ビーム装置 |
| JP2000208280A Expired - Lifetime JP3325557B2 (ja) | 1990-08-10 | 2000-07-10 | 帯電粒子ビーム装置 |
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|---|---|
| US (1) | US5235188A (ja) |
| EP (3) | EP0473216B1 (ja) |
| JP (3) | JP3117752B2 (ja) |
| DE (3) | DE69125229T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| US5463268A (en) * | 1994-05-23 | 1995-10-31 | National Electrostatics Corp. | Magnetically shielded high voltage electron accelerator |
| US6246190B1 (en) | 1999-07-30 | 2001-06-12 | Etec Systems, Inc. | Integrated electron gun and electronics module |
| US6753533B2 (en) * | 2002-11-04 | 2004-06-22 | Jeol Ltd. | Electron beam apparatus and method of controlling same |
| US8501136B2 (en) * | 2006-02-06 | 2013-08-06 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Synthesis and processing of rare-earth boride nanowires as electron emitters |
| US8170604B2 (en) * | 2006-06-27 | 2012-05-01 | Motorola Mobility, Inc. | Method and system for managing communications for a multi-mode communications device |
| US20080102874A1 (en) * | 2006-10-28 | 2008-05-01 | Motorola, Inc. | Control of transmit power of a second transmitter based on antenna loading parameters measured on a first transmitter |
| US8665778B2 (en) * | 2006-11-30 | 2014-03-04 | Motorola Mobility Llc | Monitoring and control of transmit power in a multi-modem wireless communication device |
| US8059702B2 (en) * | 2006-11-30 | 2011-11-15 | Motorola Mobility, Inc. | Monitoring multiple modem transmission in a communication device |
| US8744519B2 (en) * | 2006-12-14 | 2014-06-03 | Motorola Mobility Llc | Multimodal phone data session management enhancement that alleviates dual transmission problems |
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| US8195250B2 (en) * | 2008-04-30 | 2012-06-05 | Motorola Mobility, Inc. | Method and apparatus for controlling power among modems in a multi-mode mobile communication device |
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|---|---|---|---|---|
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| US3605009A (en) * | 1970-05-06 | 1971-09-14 | Deltaray Corp | Stabilized power supply |
| US3766427A (en) * | 1970-06-15 | 1973-10-16 | American Optical Corp | Field emission electron gun |
| US3678333A (en) * | 1970-06-15 | 1972-07-18 | American Optical Corp | Field emission electron gun utilizing means for protecting the field emission tip from high voltage discharges |
| US3676670A (en) * | 1970-10-09 | 1972-07-11 | Etec Corp | Electron gun biasing system |
| GB1331113A (en) * | 1970-11-05 | 1973-09-19 | Secr Defence | Control apparatus for an electron beam welding machine |
| JPS5247660B2 (ja) * | 1971-11-17 | 1977-12-03 | ||
| US3809899A (en) * | 1972-08-17 | 1974-05-07 | Tektronix Inc | Electron-beam tube including a thermionic-field emission cathode for a scanning electron microscope |
| JPS529971B2 (ja) * | 1973-07-02 | 1977-03-19 | ||
| JPS5279759A (en) * | 1975-12-26 | 1977-07-05 | Hitachi Ltd | Multi-stage accelerating tube |
| JPS6381742A (ja) * | 1986-09-26 | 1988-04-12 | Jeol Ltd | 電界放射型電子銃 |
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- 1991-08-06 DE DE69131870T patent/DE69131870T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-08-06 EP EP95202598A patent/EP0689224B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-08-07 US US07/741,282 patent/US5235188A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-08-07 JP JP03221144A patent/JP3117752B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2000
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- 2000-07-10 JP JP2000208280A patent/JP3325557B2/ja not_active Expired - Lifetime
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