JPH10188868A - 銃レンズ及び粒子線装置 - Google Patents

銃レンズ及び粒子線装置

Info

Publication number
JPH10188868A
JPH10188868A JP9351872A JP35187297A JPH10188868A JP H10188868 A JPH10188868 A JP H10188868A JP 9351872 A JP9351872 A JP 9351872A JP 35187297 A JP35187297 A JP 35187297A JP H10188868 A JPH10188868 A JP H10188868A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cathode
gun
extraction electrode
anode
lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP9351872A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3558325B2 (ja
Inventor
Juergen Dr Frosien
フロジエン ユルゲン
Stefan Dr Lanio
ラニオ シュテファン
Gerald Dr Schoenecker
シェーネッカー ゲラルド
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Advantest Corp
Original Assignee
Advantest Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Advantest Corp filed Critical Advantest Corp
Publication of JPH10188868A publication Critical patent/JPH10188868A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3558325B2 publication Critical patent/JP3558325B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J3/00—Details of electron-optical or ion-optical arrangements or of ion traps common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J3/02—Electron guns
    • H01J3/029—Schematic arrangements for beam forming
    • 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
    • H01J37/06—Electron sources; Electron guns
    • H01J37/063—Geometrical arrangement of electrodes for beam-forming

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い輝度、低収差係数、及び高空間解像度を
有する銃レンズ及びそのような銃レンズを備えた粒子線
装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 粒子線を生成するための銃レンズ(1,1',
1") は陰極(2) と抽出電極(3) と陽極(4) とコンデンサ
レンズ(5) とを有し、抽出電極(3) と陽極(4) の間に減
速場が生成され、コンデンサレンズ(5) によって、陰極
(2) と抽出電極(3) と陽極(4) 上に重畳された磁場(6)
が生成されるように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の前提部
に記載された粒子線を発生するための銃レンズに関す
る。銃レンズは、陰極、抽出電極、陽極及びコンデンサ
レンズを有する。本発明は又、このような銃レンズを供
えた粒子線装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】様々な形態の銃レンズが当業者に知られ
ている。エイ・デロング、ジェイ・チェメリク、ヴイ・
コラリク、ジェイ・クムルカ、ジェイ・オカドリクによ
る“磁気レンズを供えた電界放出電子銃の新しい設計”
オプティク誌、１９８９年、第３号、第１０４〜１０８
頁に、部分的に重畳された磁界と共に当業者に使用され
ている電界放出ソースが示されている。
【０００３】このような電界放出ソースは例えば、粒子
線装置、特に、電子顕微鏡に使用される。従来、先ず最
初に電子が加速され試験片に到達する僅か前に最終エネ
ルギに減速される場合、極めて僅かな球面収差及び色収
差が得られると仮定されていた。このような装置は実用
に耐え得ることが証明されている。粒子が電子銃内にて
既に最終エネルギを有するような試験も実施されてい
る。しかしながら、これらの銃を使用する場合、比較的
高い収差係数を受け入れる必要があり、多くの適用例で
は、それを許容することができない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、低収差係数及び高空間解像度を有する粒子線を発生
するための請求項１の前提部による銃レンズ及び請求項
１４の前提部による粒子線装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的は、請求項１及
び請求項１４項の特徴部を組み合わせることによって達
成され、減速場が抽出電極と陽極の間に生成され、コン
デンサレンズは、陰極、抽出電極及び陽極上に重畳され
た磁場を生成する。
【０００６】生成された粒子線は、この重畳された磁場
によって、光軸周りの軌道上に配置されるように強制さ
れ、それによって特に球面収差及び色収差が減少され
る。
【０００７】本発明の更なる例は、特許請求の範囲の従
属項の内容にある。好ましい例では、陽極は接地電位に
ある。それによって、粒子線装置の構造が実質的に簡単
化される。なぜなら、それに接続している全ての装置も
また、接地電位にすることができるからである。
【０００８】本発明の利点及び例は、幾つかの例の記述
及び図面によって詳細に明らかとなろう。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１に粒子線を発生するための銃
レンズが示されている。銃レンズは、基本的には、陰極
２、抽出電極３、陽極４及びコンデンサレンズ５を含
む。
【００１０】陰極２は、必要に応じて光電電極又は電界
放出電極として構成されてよい。陰極２には電圧ＵK が
印加される。更に、抽出電極３及び陽極４には電圧
ＵEX、Ｕ ANがそれぞれ印加される。
【００１１】陰極２、抽出電極３及び陽極４の間の電圧
分布は、抽出電極３と陽極４の間に減速場が生成される
ように、選択される。この減速場では、陰極２上にて放
出された粒子は好ましくは、最終エネルギが３ｋｅＶ以
下に減速される。
【００１２】コンデンサレンズ５によって、陰極２、抽
出電極３及び陽極４上に同時に重畳された磁場が生成さ
れる。軸線方向の磁場分布が図１の例に示され、参照符
号６が付されている。
【００１３】コンデンサレンズ５は、従来より、鉄回路
５ａ及びコイル５ｂよりなる。図示の例では、コンデン
サレンズ５は、単極レンズとして構成されている。
【００１４】特に、陰極２が熱電界放出電極として構成
されている場合、陰極を抑制電極７によって重畳すると
特に好都合である。この抑制電極７は、陰極の先端から
直接放出していない粒子を抑制する。陰極の先端から遠
く離れた領域から発する粒子は、仮想ソースの寸法を拡
大し、従って輝度を減少させる。
【００１５】図２には、銃レンズ１’の第２の例が示さ
れている。これは、図１の例と比較して、陰極の領域に
コンデンサレンズによって生成された磁場に影響を与え
るための要素８のみが異なる。この要素８は磁性材より
形成され、好ましくは、陰極２と抽出電極３の間に配置
される。
【００１６】図２に示された例では、磁性材よりなる要
素８はコンデンサレンズ５の鉄回路５ａに接続されてい
る。この磁気要素８によって、コンデンサレンズ５の磁
場は、陰極の先端の領域にて正確に影響を受けることが
できる。
【００１７】本発明の範囲にて、磁気要素８と抽出電極
３は、磁気要素８の機能と抽出電極３の機能を有する単
一の構成要素として構成されてよい。しかしながら、磁
気要素８が抽出電極３をダイヤフラム挿入体として含む
ように構成してもよい。この場合、磁気要素８及び抽出
電極３は同一の電位又は異なる電位が印加されることが
できる。
【００１８】図３には、銃レンズ１”及びビームブラン
キング装置９を供えた粒子線装置が示されている。この
銃レンズ１”は、図２の銃レンズと比較して、コンデン
サレンズ５の磁場に影響を与える磁性材より形成された
要素８’のみが異なる。この場合、要素８’は、コンデ
ンサレンズ５の鉄回路５ａに接続されていないが、鉄回
路５ａと共に空気の隙間を形成している。
【００１９】銃レンズの各電極は、放出された粒子が銃
レンズ内では既に最終エネルギまで減速されているよう
に、荷電され、更に、陽極は接地されているので、それ
に接続された全ての粒子線装置の構成要素は接地電圧に
されることができる。粒子線は通常真空内を案内される
ため、高い費用をかけて、接続された構成要素を高電圧
より遮断することが不要となる。
【００２０】他のダイヤフラム及びレンズとは別に、粒
子線装置は特にビームブランキング装置９を有し、それ
によって試験片１０に衝突する粒子線は必要な場合にブ
ランキングされることができる。試験片の領域において
高い空間解像度が必要な場合、銃レンズによってビーム
ブランキング装置９の領域を横断するビームを生成する
と特に都合がよい。
【００２１】こうして銃レンズは、光学装置内に銃によ
る仮想ビームを像化する集光要素として機能する。粒子
線が所定の最終エネルギを有するべき焦点距離は、抽出
電極３の電位及びコンデンサレンズ５の励起によって決
まる。一定のレンズ特性即ち、一定の焦点距離を達成す
るためには、もし電位ＵEXが変化するなら、コンデンサ
レンズ５の励起はそれに対応して調整されなければなら
ない。コンデンサレンズ５の励起と同様に電位の制御
は、所定のプログラムに従って作動する制御装置１１に
よってなされる。
【００２２】粒子の最終エネルギが２００ｅＶから５ｋ
ｅＶの範囲のとき、抽出電極３の電圧は３ｋＶと７ｋＶ
の間の範囲にあるが、この電圧は、基本的には、ソース
の形状、エミッタから抽出電極３までの距離、及び放出
電流に依存する。抑制電極７の電圧は典型的には−１０
０Ｖと−１ｋＶの間である。
【００２３】
【発明の効果】本発明による銃レンズ１、１’、１”
は、高い輝度、低収差係数、及び高空間解像度を有する
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による銃レンズの第１の例の概略的断面
図である。
【図２】本発明による銃レンズの第２の例の概略的断面
図である。
【図３】本発明による銃レンズを供えた粒子線装置の概
略的断面図である。
【符号の説明】
１、１’、１” 銃レンズ ２ 陰極 ３ 抽出電極 ４ 陽極 ５ コンデンサレンズ ５ａ 鉄回路 ５ｂ コイル ６ 磁場分布 ７ 抑制電極 ８、８’ 磁気要素 ９ ビームブランキング装置 １０ 試験片 １１ 制御装置

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 陰極(2) と抽出電極(3) と陽極(4) とコ
    ンデンサレンズ(5) とを有する粒子線を生成するための
    銃レンズ(1,1',1") において、 上記抽出電極(3) と陽極(4) の間に減速場が生成され、
    上記コンデンサレンズ(5) によって、上記陰極(2) と抽
    出電極(3) と陽極(4) 上に重畳された磁場(6)が生成さ
    れるように構成されていることを特徴とする銃レンズ。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の銃レンズにおいて、上記
    陽極(4) は接地電圧であることを特徴とする銃レンズ。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の銃レンズにおいて、上記
    陰極(2) 上にて放射される粒子は上記抽出電極(3) と陽
    極(4) の間に減速場において、３ｋＶ以下の最終エネル
    ギまで減速されることを特徴とする銃レンズ。
  4. 【請求項４】 請求項１記載の銃レンズにおいて、上記
    コンデンサレンズ(5) は単極レンズとして構成されてい
    ることを特徴とする銃レンズ。
  5. 【請求項５】 請求項１記載の銃レンズにおいて、上記
    陰極(2) は電界放出電極として構成されていることを特
    徴とする銃レンズ。
  6. 【請求項６】 請求項１記載の銃レンズにおいて、上記
    陰極(2) は抑制電極(7)と共に重畳された熱電界放出電
    極として形成されていることを特徴とする銃レンズ。
  7. 【請求項７】 請求項１記載の銃レンズにおいて、上記
    陰極(2) は光電電極として形成されていることを特徴と
    する銃レンズ。
  8. 【請求項８】 請求項１記載の銃レンズにおいて、上記
    陰極(2) の領域にて上記コンデンサレンズ(5) によって
    生成された磁場に影響を与えるために、磁性材よりなる
    要素(8,8')が設けられていることを特徴とする銃レン
    ズ。
  9. 【請求項９】 請求項８記載の銃レンズにおいて、上記
    コンデンサレンズ(5) は上記磁性材よりなる要素(8) に
    接続された鉄回路(5a)を有することを特徴とする銃レン
    ズ。
  10. 【請求項１０】 請求項８記載の銃レンズにおいて、上
    記コンデンサレンズ(5)は上記磁性材よりなる要素(8')
    と共に空気間隙を形成する鉄回路(5a)を有することを特
    徴とする銃レンズ。
  11. 【請求項１１】 請求項８記載の銃レンズにおいて、上
    記磁性材よりなる要素(8,8')は上記陰極(2) と抽出電極
    (3) の間に配置されていることを特徴とする銃レンズ。
  12. 【請求項１２】 請求項８記載の銃レンズにおいて、上
    記磁性材よりなる要素(8) は上記抽出電極(3) によって
    形成されていることを特徴とする銃レンズ。
  13. 【請求項１３】 請求項８記載の銃レンズにおいて、上
    記磁性材よりなる要素(8,8')は上記抽出電極(3) の領域
    に配置されていることを特徴とする銃レンズ。
  14. 【請求項１４】 陰極(2) と抽出電極(3) と陽極(4) と
    コンデンサレンズ(5) とを有する粒子線を生成するため
    の銃レンズ(1,1',1") と、 上記粒子線をブランキングするためのビームブランキン
    グ装置(9) と、を有する粒子線装置において、 上記抽出電極(3) と陽極(4) の間に減速場が生成され、
    上記コンデンサレンズ(5) によって、上記陰極(2) と抽
    出電極(3) と陽極(4) 上に重畳された磁場(6)が生成さ
    れるように構成されていることを特徴とする粒子線装
    置。
  15. 【請求項１５】 請求項１４記載の粒子線装置におい
    て、上記銃レンズ(1,1',1") は上記ビームブランキング
    装置(9) 内を横断するビームを生成することを特徴とす
    る粒子線装置。
JP35187297A 1996-12-24 1997-12-22 銃レンズ及び粒子線装置 Expired - Fee Related JP3558325B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE96120867:5 1996-12-24
EP96120867A EP0851460B1 (en) 1996-12-24 1996-12-24 Gun lens for generating a particle beam

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004089139A Division JP2004253395A (ja) 1996-12-24 2004-03-25 銃レンズ及び粒子線装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10188868A true JPH10188868A (ja) 1998-07-21
JP3558325B2 JP3558325B2 (ja) 2004-08-25

Family

ID=8223559

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP35187297A Expired - Fee Related JP3558325B2 (ja) 1996-12-24 1997-12-22 銃レンズ及び粒子線装置
JP2004089139A Withdrawn JP2004253395A (ja) 1996-12-24 2004-03-25 銃レンズ及び粒子線装置

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004089139A Withdrawn JP2004253395A (ja) 1996-12-24 2004-03-25 銃レンズ及び粒子線装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5895919A (ja)
EP (1) EP0851460B1 (ja)
JP (2) JP3558325B2 (ja)
DE (1) DE69605053T2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009541966A (ja) * 2006-06-30 2009-11-26 株式会社島津製作所 電子ビーム制御方法、電子ビーム発生装置、それを用いたデバイス、および、エミッタ
WO2019049261A1 (ja) * 2017-09-07 2019-03-14 株式会社日立ハイテクノロジーズ 電子銃および電子ビーム応用装置

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7470967B2 (en) * 2004-03-12 2008-12-30 Semisouth Laboratories, Inc. Self-aligned silicon carbide semiconductor devices and methods of making the same
JP4317779B2 (ja) * 2004-03-26 2009-08-19 株式会社日立ハイテクノロジーズ 電界放出型電子銃およびそれを用いた電子ビーム応用装置
US7893406B1 (en) 2005-06-29 2011-02-22 Hermes-Microvision, Inc. Electron gun with magnetic immersion double condenser lenses
EP1760762B1 (en) * 2005-09-06 2012-02-01 ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH Device and method for selecting an emission area of an emission pattern
US8895922B2 (en) 2011-03-18 2014-11-25 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) Electron beam apparatus
JP6394418B2 (ja) 2014-03-24 2018-09-26 日亜化学工業株式会社 非水系二次電池用正極活物質及びその製造方法
US9799484B2 (en) 2014-12-09 2017-10-24 Hermes Microvision, Inc. Charged particle source
JP6779847B2 (ja) 2017-09-11 2020-11-04 株式会社ニューフレアテクノロジー 荷電粒子装置、荷電粒子描画装置および荷電粒子ビーム制御方法
JP6722958B1 (ja) * 2019-11-20 2020-07-15 株式会社Ｐｈｏｔｏ ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｏｕｌ 電子線適用装置および電子線適用装置における電子ビームの射出方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1594465A (en) * 1977-03-23 1981-07-30 Nat Res Dev Electron beam apparatus
US4199689A (en) * 1977-12-21 1980-04-22 Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha Electron beam exposing method and electron beam apparatus
JPH0610963B2 (ja) * 1985-04-11 1994-02-09 日本電気株式会社 電子ビ−ム発生装置
US4825080A (en) * 1986-03-25 1989-04-25 Universite De Reims Champagne-Ardenne Electrical particle gun
JP2775071B2 (ja) * 1989-02-22 1998-07-09 日本電信電話株式会社 荷電粒子ビーム発生装置
US5196707A (en) * 1991-03-04 1993-03-23 Etec Systems, Inc. Low aberration field emission electron gun
KR970005769B1 (ko) * 1992-08-27 1997-04-19 가부시끼가이샤 도시바 자계 계침형 전자총
JP3264775B2 (ja) * 1994-06-29 2002-03-11 電気化学工業株式会社 熱電界放射電子銃

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009541966A (ja) * 2006-06-30 2009-11-26 株式会社島津製作所 電子ビーム制御方法、電子ビーム発生装置、それを用いたデバイス、および、エミッタ
US9257257B2 (en) 2006-06-30 2016-02-09 Shimadzu Corporation Electron beam control method, electron beam generating apparatus, apparatus using the same, and emitter
WO2019049261A1 (ja) * 2017-09-07 2019-03-14 株式会社日立ハイテクノロジーズ 電子銃および電子ビーム応用装置
DE112017007825T5 (de) 2017-09-07 2020-04-23 Hitachi High-Technologies Corporation Elektronenkanone und Elektronenstrahlanwendungsvorrichtung
JPWO2019049261A1 (ja) * 2017-09-07 2020-09-24 株式会社日立ハイテク 電子銃および電子ビーム応用装置
US11227740B2 (en) 2017-09-07 2022-01-18 Hitachi High-Tech Corporation Electron gun and electron beam application device

Also Published As

Publication number Publication date
EP0851460B1 (en) 1999-11-03
EP0851460A1 (en) 1998-07-01
DE69605053T2 (de) 2000-02-24
JP3558325B2 (ja) 2004-08-25
US5895919A (en) 1999-04-20
DE69605053D1 (de) 1999-12-09
JP2004253395A (ja) 2004-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3268583B2 (ja) 粒子線装置
KR100496496B1 (ko) 하전 입자 빔 장치용 광 컬럼
US4255661A (en) Electrostatic emission lens
JP2627062B2 (ja) 粒子線装置
JP4037533B2 (ja) 粒子線装置
TWI435362B (zh) 帶電粒子裝置
US4315152A (en) Electron beam apparatus
US8933414B2 (en) Focused ion beam low kV enhancement
JP3558325B2 (ja) 銃レンズ及び粒子線装置
US5677530A (en) Scanning electron microscope
JP2003109532A (ja) 粒子ビーム装置
US2928943A (en) Electronic microscope for top illumination of surfaces
US5045705A (en) Charged particle beam apparatus with charge-up compensation
US5780859A (en) Electrostatic-magnetic lens arrangement
JP2934707B2 (ja) 走査電子顕微鏡
EP0689225B1 (en) Charged particle beam device
US6653632B2 (en) Scanning-type instrument utilizing charged-particle beam and method of controlling same
US3946268A (en) Field emission gun improvement
US2354263A (en) Electron microscope
US4020387A (en) Field emission electron gun
US7161149B2 (en) Scanning electron microscope and method of controlling same
US3931519A (en) Field emission electron gun
US3931517A (en) Field emission electron gun
US3731094A (en) Electron beam apparatus with means for generating a rotation-symmetrical magnetic field
JPH0864163A (ja) 荷電粒子ビーム装置

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040219

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040325

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20040428

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040512

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040517

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090528

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees