JPS60240044A - 電子ビ−ムパルス発生方式 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明はストロボ走査型電子顕微鏡における電子ビーム
パルスの発生方式に関するものテアル。

技術の背景 最近、高速で動作するＬＳＩ内部の電圧波形を観察する
方法としてストロボ走査型電子顕微鏡が（１） 注目されている。このストロボ走査型電子顕微鏡は高速
で動作しているＬＳＩの動作に同期して電子ビームをパ
ルス化し、その電子ビームを二次元的に走査してＬＳＩ
を照射すると、それによって生じた２次電子によって特
定の位相で時間を固定したときの二次元的な電位の分布
を観察することができる。またＬＳＩの配線上の一点に
電子ビームを固定しておき、照射する位相を徐々にずら
すことによりその部分の電圧波形を観察ふることができ
る。このようなストロボ走査型電子顕微鏡において、そ
の時間分解能は電子ビームのパルスの時間幅（パルス幅
）に依存するために極短電子ビームパルスの発生が必要
とされる。

従来技術と問題点 短い電子ビームパルスを発生させる方法としては電子ビ
ームに横方向電界を印加してチョッピングアパーチャ上
を横切らせる方法がよく用いられている。第１図はその
１例を説明するための図であり、同図において、１は見
かけ上の光源であるクロスオーバ、２は１次ビーム、３
はビーム径制（２） 限絞り、４は電子レンズ、５は副偏向器、６は主偏向器
、７はチョッピング絞りをそれぞれ示している。この方
法はクロスオーバ１から連続的に出ている電子ビーム２
を、ＬＳＩに同期した電圧が印加された静電形の主偏向
器６によって横に振り、その電子ビームがチョッピング
絞り７を横切るときのみ下方に通過してパルス化する。

この際往復する電子ビームによって１周期に２個のパル
スが発生するので副偏向器５により電子ビームを二次元
的に振らせ一方をチョッピング絞り７を通過させないよ
うにして１周期１パルスとしている。第２図はその主・
副偏向器へ印加する電圧波形を示したもので、Ａは副偏
向器、Ｂは主偏向器への印加電圧波形であり共にＯポル
トのとき電子ビームがチョッピング絞り７を通過するよ
うになっている。従って主偏向器の印加電圧波形Ｂにお
けるａ部においては電子ビームパルスが発生するがｂ部
では発生しない。

このような電子ビームパルス発生方法において、電子ビ
ームパルス幅を短くするためには、主偏向（３） 器６の感度をできる限り高くする方が良く、偏向器の極
板を長くしたり、極板間隔を小さくするか、または主偏
向器６の印加電圧の立ち上がり部分の電圧変化率を大き
くする方法がある。ところがこれらの方法では電子ビー
ムの振幅が第１図の点線で示すように大きくなり、電子
ビームが主偏向器６の極板に当りそれを汚してしまい、
その汚れが絶縁性であるため電荷を蓄積し、電子ビーム
の流れを乱してしまうという欠点があった。

発明の目的 本発明は上記従来の欠点に鑑み、極短電子ビームパルス
を発生させる際に１次電子ビームが静電偏向器の偏向板
を汚さないようにした電子ビームパルス発生方式を提供
することを目的とするものである。

発明の構成 そしてこの目的は本発明によれば、電子レンズと静電偏
向器と絞りから成る電子ビームパルス発生方式において
、電子レンズと主チョッピング絞りとの間に副偏向器と
副チョッピング絞りと主催（４） 陶器とを配置し、副偏向器と副チョッピング絞り間の距
離を副チョッピング絞りと主偏向器間の距離より大きく
し、かつ副偏向器の感度を主偏向器より小さくすること
によって１次電子ビームが偏向板に接触しないようにし
たことを特徴とする電子ビームパルス発生方式を提供す
ることによって達成される。

発明の実施例 以下、本発明実施例を図面によって詳述する。

第３図は本発明による電子ビームパルス発生方式を説明
するための図であり、同図において、１０はクロスオー
バ、１１は１次ビーム、１２はビーム径制限絞り、１３
は電子レンズ、１４は副偏向器、１５は副チョッピング
絞り、１６は主偏向器、１７は主チョッピング絞り、１
８はクロスオーバ像をそれぞれ示している。

本実施例は第３図に示す如く、電子レンズ１３と主チョ
ッピング絞り１７との間に副偏向器１４、副チョッピン
グ絞り１５、主偏向器１６を備え、電子レンズ１３によ
ってクロスオーバ１０の像（５） １８が副チョッピング絞り１５面上に結ばれるようにな
っている。また電子レンズ１３と副チョッピング絞り１
５間の距離１１を副チョッピング絞り１５と主偏向器１
６間の距離１２より大きくし、且つ副偏向器１４と主偏
向器１６の偏向感度（単位偏向電圧あたりの偏向角度）
を、偏向感度（副）／偏向感度（主）＝Ｉ１２／ｉ　（
＜　１）とする。

このような状態で両偏向器１４　、１Ｂに同じ大きさの
偏向電圧を印加した場合は、ｒ１／γ２”ｌ！２／ｊ！
１　となるので主チョッピング絞り１７から見た場合ク
ロスオーバの像１８は見かけ上動かない。

また第４図は２つの偏向器１４，１６に印加する電圧波
形を示したもので、Ａは副偏向器、Ｂは主偏向器に印加
する波形である。両者の波形において振幅Ｖｄ及び立上
がり時間ｔは等しく、図中■。

■、■で示した時間における電子ビームの状態をそれぞ
れ第５図のａ、ｂ、ｃ図に示した。

第５図において、第３図と同一部分は同一符号を付して
示した。同図において、電子ビームパルスは■の状態か
ら■の状態に到る間で発生し、そ（６） れ以外の殆どの状態では＠のように１次ビームは副チョ
ッピング絞り１５で阻止される。従って電子ビームは主
偏向器１６の偏向板には当らない。

また副偏向器１４もその感度が小さいため電子ビームが
偏向板に接触することはない。

なお実際には主偏向器の偏向電圧は副偏向器の偏向電圧
よりも遅延して印加される。その遅延量は副偏向器−主
偏向器間の電子走行時間に等しくする。そのためには副
偏向器と主偏向器を遅延素子（遅延量は上記の電子走行
時間とする）を介して直列に接続し、１つの偏向器ドラ
イバで偏向電圧を印加する方法がある。

発明の効果 以上、詳細に説明したように本発明の電子ビームパルス
発生方式は、電子ビームパルスの発生に関与しない状態
において１次ビームを副チョッピング絞りでブランキン
グすることにより、偏向器の偏向板に１次ビームが接触
することを阻止し、その汚れを防止することを可能にし
た効果大なるものである。

（７）

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電子ビームパルス発生方式を説明するた
めの図、第２図はその主・副偏向器へ印加する電圧の波
形図、第３図は本発明による電子ビームパルス発生方式
を説明するための図、第４図はその主・副偏向器へ印加
する電圧の波形図、第５図は本発明の電子ビームパルス
発生方式の動作説明図である。 図面において、１０はクロスオーバ、１１は１次ビーム
、１２はビーム径制限絞り、１３は電子レンズ、１４は
副偏向器、１５は副チョッピング絞り、１６は主偏向器
、１７は主チョッピング絞り、１８はクロスオーバ像を
それぞれ示す。 （８） 粉

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、電子レンズと静電偏向器と絞りから成る電子ビーム
   パルス発生方式において、電子レンズと主チョッピング
   絞りとの間に副偏向器と副チョッピング絞りと主偏向器
   とを配置し、副偏向器と副チョッピング絞り間の距離を
   副チョッピング絞りと主偏向器間の距離より大きくし、
   かつ副偏向器の感度を主偏向器より小さくすることによ
   って１次電子ビームが偏向板に接触しないようにしたこ
   とを特徴とする電子ビームパルス発生方式。