KR102139654B1

KR102139654B1 - 고 및 저 빔 전류 둘 다에 의한 고분해능 이미징을 위한 듀얼 렌즈 총 전자 빔 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102139654B1
Application number: KR1020157009422A
Authority: KR
Inventors: 신롱 지앙; 리췬 한
Original assignee: 케이엘에이 코포레이션
Priority date: 2012-09-14
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2020-07-30
Also published as: EP2896062A4; KR20150055023A; SG11201501957PA; IL237738A; US20140077077A1; TW201419360A; JP6310920B2; TWI620224B; JP2015531984A; EP2896062A1; EP2896062B1; US8859982B2; WO2014043557A1

Abstract

하나의 실시예는 전자 빔을 방출하는 듀얼 렌즈 전자총(dual-lens electron gun)을 포함하는 전자 빔 장치에 관한 것이다. 전자 빔은 제1 동작 모드에서의 고 빔 전류 전자 빔(high beam-current electron beam) 및 제2 동작 모드에서의 저 빔 전류 전자 빔(low beam-current electron beam)이다. 본 장치는 제1 동작 모드에서 고 빔 전류 전자 빔의 경로를 벗어나 있고 제2 동작 모드에서 전자 빔 장치의 광학축에 중심을 둔 경통부 개구부를 추가로 포함한다. 다른 실시예는 제1 총 렌즈(gun lens), 빔 제한 개구부, 및 제2 총 렌즈를 포함하는 전자총에 관한 것이다. 제1 총 렌즈는 전자들이 빔 제한 개구부를 통과하기 전에 전자들을 포커싱시키는 반면, 제2 총 렌즈는 전자들이 빔 제한 개구부를 통과한 후에 전자들을 포커싱시킨다. 다른 실시예들, 태양들 및 특징들이 또한 개시되어 있다.

Description

고 및 저 빔 전류 둘 다에 의한 고분해능 이미징을 위한 듀얼 렌즈 총 전자 빔 장치 및 방법{DUAL-LENS-GUN ELECTRON BEAM APPARATUS AND METHODS FOR HIGH-RESOLUTION IMAGING WITH BOTH HIGH AND LOW BEAM CURRENTS}

본 발명은 전자 빔 이미징(electron beam imaging) 장치 및 방법에 관한 것이다.

종래의 전자 빔 장치는 흔히, 모듈들 중에서도 특히, 방출 모듈(emission module), 빔 전류 선택 모듈(beam current selection module), 및 분해능 최적화 모듈(resolution optimization module)을 포함한다. 종래의 방출 모듈은 전형적으로 비교적 보다 큰 소스 에너지 확산(source energy spread)을 갖는 TFE(thermal field emission) 방출기 또는 비교적 보다 작은 소스 에너지 확산을 갖는 CFE(cold field emission) 방출기를 사용한다. 종래의 빔 전류 선택 모듈은 전형적으로 고정된 빔 제한 개구부(beam-limiting aperture) 및 경통부 개구부(column aperture)와 함께 구성된 단일의 포커싱 렌즈(focusing lens)를 포함한다. 분해능 최적화 모듈은 전형적으로 집속 전자 렌즈(condenser electron lens) 및 대물 전자 렌즈(objective electron lens)를 포함한다. 목표 웨이퍼(target wafer)에서의 전자 빔 스폿 크기(electron beam spot size)가 최소화되는 최적의 수렴각(convergent angle)을 찾기 위해 집속 렌즈(condenser lens)의 초점 및 대물 렌즈(objective lens)의 초점은 통상적으로 변화된다.

하나의 실시예는 전자 빔을 방출하는 듀얼 렌즈 전자총(dual-lens electron gun)을 포함하는 전자 빔 장치에 관한 것이다. 전자 빔은 제1 동작 모드에서의 고 빔 전류 전자 빔(high beam-current electron beam) 및 제2 동작 모드에서의 저 빔 전류 전자 빔(low beam-current electron beam)이다. 본 장치는 제1 동작 모드에서 고 빔 전류 전자 빔의 경로를 벗어나 있고 제2 동작 모드에서 전자 빔 장치의 광학축에 중심을 둔 경통부 개구부를 추가로 포함한다.

다른 실시예는 제1 총 렌즈(gun lens), 빔 제한 개구부, 및 제2 총 렌즈를 포함하는 전자총에 관한 것이다. 제1 총 렌즈는 전자들이 빔 제한 개구부를 통과하기 전에 전자들을 포커싱시키는 반면, 제2 총 렌즈는 전자들이 빔 제한 개구부를 통과한 후에 전자들을 포커싱시킨다.

다른 실시예는 전자 빔 경통부(electron beam column)에 대해 단일의 전자총을 사용하여 상이한 빔 전류를 가지는 2개의 전자 빔을 발생시키는 방법에 관한 것이다. 전자총은 전자총의 제1 렌즈를 턴온시키고 전자총의 제2 렌즈를 턴오프시킴으로써 제1 동작 모드에서 동작된다. 전자총은 전자총의 제1 렌즈를 턴오프시키고 전자총의 제2 렌즈를 턴온시킴으로써 제2 동작 모드에서 동작된다.

다른 실시예들, 태양들 및 특징들이 또한 개시되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 듀얼 렌즈 전자총의 개략도 및 대응하는 전자선(electron ray) 다이어그램.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 듀얼 렌즈 총을 포함하는 전자 빔 이미징 장치의 전자선 다이어그램.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 고 빔 전류 이미징 모드에서의 전자 빔 이미징 장치의 전자선 다이어그램.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 저 빔 전류 이미징 모드에서의 전자 빔 이미징 장치의 전자선 다이어그램.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 달성되는, 동일한 빔 전류에서 개선된 분해능을 보여주는 스폿 크기 대 빔 전류의 그래프.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 총 렌즈 여자(gun lens excitation) 대 빔 전류의 그래프.
도 7은 본 발명의 대안의 실시예에 따른, 듀얼 렌즈 전자총의 개략도 및 대응하는 전자선 다이어그램.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 듀얼 렌즈 전자총에서 전자 빔 경통부를 사용하는 한 예시적인 방법의 플로우차트.

전자간 상호작용으로 인해, 종래의 전자 빔 장치는 공유된 전자 빔 경통부에서 고 및 저 빔 전류 이미징 둘 다에 대한 분해능 요구사항을 충족시키는 데 상당한 어려움을 겪는다. 따라서, 예를 들어, 전자 빔 검사 및 점검이 종래에는 개별적인 전자 빔 경통부를 사용하여 수행된다. 예를 들어, 전압 콘트라스트 감도(voltage contrast sensitivity)에 의한 웨이퍼 검사는 고 빔 전류(예컨대, 20 내지 500 나노암페어)에서 동작하도록 설계된 경통부를 사용하여 수행될 수 있는 반면, 결함 점검은 저 빔 전류(예컨대, 1 나노암페어 미만)에서 동작하도록 설계된 경통부를 사용하여 수행될 수 있다. 물리적 감도(physical sensitivity)에 의한 웨이퍼 검사가 또한 저 빔 전류(예컨대, 1 내지 20 나노암페어)에서 동작하도록 설계된 별도의 경통부를 사용하여 수행될 수 있다.

본 개시 내용은 단일의 경통부에서 저 및 고 빔 전류 응용 둘 다에 대해 전자 빔 이미징 분해능을 실질적으로 개선시키는 혁신적인 총 렌즈 설계를 제공한다. 따라서, 본 개시 내용은 전자 빔 검사 및 점검 도구(또는 다른 고 및 저 빔 전류 응용)을 단일 경통부 장치로 결합시키는 것을 실현가능하게 하고, 그로써 비용 및 공간 둘 다를 절감할 뿐만 아니라, 광학 성능을 열화시키는 데 악몽같은 것일 수 있는 경통부간 크로스토크(between-column crosstalk)를 피한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 듀얼 렌즈 전자총(100)의 개략도 및 대응하는 전자선 다이어그램을 제공한다. 도 1의 좌측에 있는 단면도에 도시된 바와 같이, 전자총(100)의 전계 방출 기반 방출기는 방출기 팁(emitter tip)(102), 추출기(extractor)(104), 및 애노드(106)로 형성된다. 방출기는 TFE(thermal-field-emission) 기반 또는 CFE(cold-field-emission) 기반일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전자총(100)은 상부 자기 렌즈(upper magnetic lens)(GL1)(110), 하부 자기 렌즈(lower magnetic lens)(GL2)(120), 및 BLA(beam-limiting aperture)(108)를 추가로 포함한다.

도시된 바와 같이, 상부 자기 렌즈(110)는 상부 극편(upper pole piece)(112) 및 상부 코일(114)을 포함할 수 있다. 추가로 도시되어 있는 바와 같이, 하부 자기 렌즈(120)는 하부 극편(lower pole piece)(122) 및 하부 코일(124)을 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, 빔 제한 개구부(108)는 고정된 크기를 가지며 상부 자기 렌즈에 대한 극편(112)과 하부 자기 렌즈에 대한 극편(122) 사이에 끼여 있을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 듀얼 렌즈 전자총(100)은 2가지 개별적인 모드 - 고 빔 전류 모드(high beam-current mode) 및 저 빔 전류 모드(low beam-current mode) - 에서 동작될 수 있다. 이 2개의 동작 모드는 도 1의 우측에 있는 전자선 다이어그램(150)에 예시되어 있다. 고 빔 전류 모드에서의 전자선(e-선)(152) 및 저 빔 전류 모드에서의 e-선(154)이 전자선 다이어그램(150)에 도시되어 있다.

고 빔 전류 e-선(152)은 상부 총 렌즈(GL1)(110)를 스위치 온시키고 하부 총 렌즈(GL2)(120)를 스위치 오프시킴으로써 형성될 수 있다. 이 고 빔 전류 모드에서, 방출기로부터의 e-선(152)은 BLA(108)를 통과하기 전에 GL1(110)에 의해 포커싱되고 GL2(120)에 의해 포커싱되지 않는다.

저 빔 전류 e-선(154)은 하부 총 렌즈(GL2)(120)를 스위치 온시키고 상부 총 렌즈(GL1)(110)를 스위치 오프시킴으로써 형성될 수 있다. 이 저 빔 전류 모드에서, 방출기로부터의 e-선(154)은 GL1(110)에 의해 포커싱되지 않는다. 그 대신에, e-선(154)은 먼저 BLA(108)를 통과하고 이어서 GL2(120)에 의해 포커싱된다.

이상으로부터, 듀얼 렌즈 전자총(100)이 2개의 렌즈 중 어느 하나를 제공하는 것이 생각될 수 있다. BLA(108) 위쪽에 있는 제1 렌즈(GL1)(110)는 고 빔 전류 모드에서 효력을 발생하고, BLA(108) 아래쪽에 있는 제2 렌즈(GL2)(120)는 저 빔 전류 모드에서 효력을 발생한다.

바람직한 구현예에서, GL1에 있는 극편 및 코일은, 극편이 포화되고 코일이 과열되는 것을 피하기 위해, 수차를 최소화하도록 구성될 수 있다. GL2에 있는 극편 및 코일은 설계가 비교적 간단할 수 있는데, 그 이유는 요구된 여자(excitation)가 낮고 총 렌즈 수차(gun lens aberration)가 저 빔 전류 응용의 분해능에 실질적으로 영향을 미쳐서는 안되기 때문이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 듀얼 렌즈 총(100)을 포함하는 전자 빔 이미징 장치의 전자선 다이어그램이다. 도시된 바와 같이, 장치(200)는, 총(100) 아래쪽에, 경통부 개구부(APT)(202), 집속 렌즈(CL)(204), 대물 렌즈(OL)(206), 및 가동 스테이지(210) 상에 보유된 목표 기판(208)을 포함할 수 있다. 장치(200)는 주사 편향기(scan deflector)(260), 검출기(270), 그리고 제어 및 데이터 처리 시스템(280)을 추가로 포함할 수 있다.

추가로 도시되어 있는 바와 같이, 전자 빔이 e-빔 경통부의 진공 챔버 내에서 광학축 z를 따라 형성된다. 형성된 e-빔은 고 빔 전류 모드에서의 고 빔 전류 e-빔(152)이거나 저 빔 전류 모드에서의 저 빔 전류 e-빔(154)일 수 있다.

고 빔 전류 모드에서, 경통부 개구부(APT)(202)는 고 빔 전류 e-선(152)의 경로로부터 벗어나 있다. 예를 들어, e-선(152)이 차단되지 않도록 APT(202)가 훨씬 더 큰 개구부 크기로 변경될 수 있다. 환언하면, BLA(108)를 통과하는 e-선(152)이 APT(202)에 의해 차단되지 않도록 도 2에서의 APT(202)가 제거된다. e-선(152)은 CL(204) 및 OL(206)에 의해 목표 기판(208)의 표면 상에 포커싱된다. 2차 전자(secondary electron)들이 검출기(270)에 의해 검출될 수 있고, 주사 편향기(260)를 사용하여 목표 표면의 영역에 걸쳐 빔을 주사함으로써 이미지 데이터가 획득될 수 있다.

[APT(202)를 갖지 않는] 고 빔 전류 모드에서의 경통부가 도 3에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, GL1(110)을 사용하여 형성된 고 빔 전류(고 BC) e-선(152)이 CL(204) 및 OL(206)에 의해 목표 기판(208) 상에 포커싱된다. 추가로 도시되어 있는 바와 같이, 이 모드에서 GL1(110)의 자기장 세기를 조절함으로써 빔 전류가 조절될 수 있다. 예를 들어, GL1(110)의 자기장 세기를 증가시킴으로써 e-선(153)이 형성될 수 있다.

유리하게도, 고 빔 전류 모드에서, BLA(108) 아래에 있는 잔류 전자(residual electron)들이 실질적으로 감소 또는 제거되고, 그로써 종래의 장치에서의 잔류 전자들로 인한 쿨롱 상호작용(Coulomb interaction)의 효과를 제거한다. 이 GL1 동작 모드는 전압 콘트라스트 감도에 의한 그리고 또한 얼마간 물리적 감도에 의한 검사 응용에 특히 유용하다.

저 빔 전류 모드에서, 경통부 개구부(APT)(202)가 도 2에 도시된 바와 같이 배치된다. APT(202)를 통과하는 저 빔 전류 e-선(154)은 CL(204) 및 OL(206)에 의해 목표 기판(208)의 표면 상에 포커싱된다. 2차 전자들이 이어서 검출기(270)에 의해 검출될 수 있고, 목표 표면의 영역에 걸쳐 빔을 주사함으로써 이미지 데이터가 획득될 수 있다.

[APT(202)를 갖는] 저 빔 전류 모드에서의 경통부가 도 4에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, GL2(110)를 사용하여 형성된 저 빔 전류 e-선(154)이 APT(202)를 통과하고 CL(204) 및 OL(206)에 의해 목표 기판(208) 상에 포커싱된다. 저 빔 전류는 BLA(108) 아래쪽에서 전체 원시 전류(total raw current)[e-선(155)]의 일부분에 불과하다. 추가로 도시되어 있는 바와 같이, 비록 전체 원시 전류가 고정되어 있더라도, 이 모드에서 GL2(120)의 자기장 세기를 조절함으로써 저 빔 전류가 조절될 수 있다. 예를 들어, GL2(120)의 세기를 증가시키는 것은 경통부 APT(202)를 통과하는 전자들의 수를 저하시키고 기판(208)까지의 최종 빔 전류를 감소시킨다.

유리하게도, 저 빔 전류 모드에서, BLA(108)와 APT(202) 사이의 빔 전류는 수 나노암페어 정도로 아주 낮은 레벨에 있을 수 있다. 이 아주 낮은 레벨의 빔 전류에서, 잔류 전자들 간의 쿨롱 상호작용의 이미징 분해능에 대한 영향이 무시될 수 있을 정도로 실질적으로 감소된다. 이 GL2 동작 모드는 물리적 감도에 의한 검사 응용에 또는 서브나노암페어(sub-nanoampere)의 빔 전류에 의한 결함 점검 응용에 특히 유용하다.

바람직한 실시예에서, 단일의 전자 빔 경통부가 고 빔 전류 및 저 빔 전류 응용 둘 다에서 고 분해능을 달성하기 위해 듀얼 렌즈 총(100)을 사용한다. 그에 따라, 단일의 전자 빔 경통부가 2개의 종래의 경통부 - 고 빔 전류에서의 고 분해능 이미징을 위해 구성된 제1 경통부 및 저 빔 전류에서의 고 분해능 이미징을 위해 설계된 제2 경통부 - 를 대체할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 달성되는, 동일한 빔 전류에서 개선된 분해능을 보여주는 스폿 크기 대 빔 전류의 그래프이다. 도 5에서의 데이터는 전자 빔 경통부의 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 발생된 것이다.

그래프는 GL2가 적용되고 GL1이 오프인 저 빔 전류 모드(삼각형 형상) 및 GL1이 적용되고 GL2가 오프인 고 빔 전류 모드(원형 형상) 둘 다의 스폿 크기 대 빔 전류를 나타내고 있다. 비교를 위해, 그래프는 가변 BLA 크기를 갖는 종래의 전자 빔 경통부의 스폿 크기 대 빔 전류를 나타내고 있다. 상세하게는, 4개의 상이한 BLA 크기에 대해 스폿 크기 대 빔 전류가 나타내어져 있다. 제1 BLA 크기는 기준 빔 전류 레벨의 1배(1X)에 대한 것이다. 제2 BLA 크기는 기준 빔 전류 레벨의 4배(4X)에 대한 것이다. 제3 BLA 크기는 기준 빔 전류 레벨의 10배(10X)에 대한 것이다. 제4 BLA 크기는 기준 빔 전류 레벨의 20배(20X)에 대한 것이다.

보는 바와 같이, 본 개시 내용의 듀얼 렌즈 총을 사용하는 고 및 저 빔 전류 모드가 주어진 레벨의 빔 전류에 대해 가장 작은 스폿 크기를 제공한다. 보다 작은 스폿 크기는 보다 높은 분해능에 대응한다. 따라서, 듀얼 렌즈 총은 종래의 전자 빔 경통부와 비교하여 개선된 분해능을 제공하는 것으로 보여진다. 도 5에 도시된 분해능의 개선은 저 빔 전류에 대해 가장 두드러진다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 총 렌즈 여자 대 빔 전류의 그래프이다. 도 6에서의 데이터는 본 명세서에 개시된 듀얼 렌즈 총을 갖는 전자 빔 경통부의 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 발생된 것이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 저 빔 전류 모드(GL1 오프, GL2 온, APT 포함)에서의 저 빔 전류를 선택하기 위해, GL2의 여자가 비교적 작은 범위에 걸쳐 매끄럽게 변화된다. 이와 달리, 고 빔 전류 모드(GL1 온, GL2 오프, APT 제거)에서의 고 빔 전류를 선택하기 위해, GL1의 여자가 비교적 큰 범위에 걸쳐 비선형 방식으로 강하게 변화된다.

도 7은 본 발명의 대안의 실시예에 따른, 듀얼 렌즈 전자총(700)의 개략도 및 대응하는 전자선 다이어그램을 제공한다. 도시된 바와 같이, 이 실시예에서, 하부 총 렌즈(GL2)(720)는 정전 렌즈(electrostatic lens)로서 구현된다. 예시된 특정의 실시예에서, 정전 렌즈는 Einzol 렌즈로서 구성된 포커싱 전극(704) 및 접지 전극(702)을 사용하여 구현된다. 이 실시예에서, GL2(720)의 여자를 변경하기 위해 포커싱 전극(704) 상의 전압이 변화된다.

Einzol 렌즈 대신에, 다른 대안의 정전 렌즈가 사용될 수 있다. 예를 들어, GL2는 가속 정전 렌즈(accelerating electrostatic lens) 또는 감속 정전 렌즈(decelerating electrostatic lens)를 사용하여 구현될 수 있다.

다른 대안의 실시예들에서, GL1이 또한 추출기 및 애노드를 갖는 방출 시스템과 함께 구성될 수 있는 정전 렌즈로서 구현될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 듀얼 렌즈 전자총(100 또는 700)에서 전자 빔 경통부를 사용하는 한 예시적인 방법(800)의 플로우차트이다. 이 예에서, 고속 검사 및 고 분해능 점검 둘 다가 동일한 전자 빔 경통부를 사용하여 수행된다.

블록(802)에서, e-빔 경통부가 먼저 듀얼 렌즈 총이 고 빔 전류 모드에 있도록 구성될 수 있다. 이것은 GL1을 턴온시키고 GL2를 턴오프시키며 APT를 제거(out)함으로써 달성될 수 있다. 블록(804)에서, e-빔 경통부가 이어서 목표 기판의 고속 검사를 위해 사용된다.

블록(806)에서, e-빔 경통부가 이어서 듀얼 렌즈 총이 저 빔 전류 모드에 있도록 구성될 수 있다. 이것은 GL1을 턴오프시키고 GL2를 턴온시키며 APT를 포함(in)시킴으로써 달성될 수 있다. 블록(808)에서, e-빔 경통부가 이어서 목표 기판의 작은 부분들의 저속 점검을 위해 사용된다.

유리하게도, 본 명세서에 개시된 듀얼 렌즈 총은 전자 빔 이미징 경통부의 성능을 실질적으로 개선시키는 비용 효율적인 방식을 제공한다. 이것이 신규의 전자 방출기를 사용함으로써 전자 방출 시스템을 수정하거나 다른 변경들을 행할 필요 없이 달성된다. 성능 개선이 또한 빔 에너지를 상승시키는 것, 경통부 길이를 축소시키는 것, 또는 대물 렌즈를 재설계하는 것과 같은 다른 종래의 접근 방법들을 필요로 하지 않는다.

게다가, 본 명세서에 개시된 듀얼 렌즈 총을 사용하여, (예를 들어, SEM 검사와 같은) 고 빔 전류 응용과 경통을 공유하면서 (예를 들어, SEM 점검과 같은) 저 빔 전류 응용에서의 분해능이 최적화된 채로 유지될 수 있다. 이 결과가 성능을 개선시키기 위해 종래의 접근 방법을 따르는 것에 의해서는 달성가능하지 않다. 더욱이, 듀얼 렌즈 총에 의해, 고 빔 전류 응용에 대한 분해능이 또한 잔류 전자들의 제거로 인해 실질적으로 개선된다. 이것이 가변 BLA를 구현하는 것의 어려움 없이 달성된다.

앞서 개시된 듀얼 렌즈 총을 사용하는 전자 빔 장치는 다양한 응용들에서 사용될 수 있다. 이 응용들은 웨이퍼, 마스크, 템플릿, 또는 발광 다이오드에 대한 e-빔 검사, 점검 및 계측을 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다.

이상의 설명에서, 본 발명의 실시예들의 완벽한 이해를 제공하기 위해 수많은 구체적인 상세들이 주어져 있다. 그렇지만, 본 발명의 예시된 실시예들의 이상의 설명이 전수적이거나 본 발명을 개시된 정확한 형태들로 제한하기 위한 것은 아니다. 통상의 기술자라면 본 발명이 구체적인 상세들 중 하나 이상 없이 또는 다른 방법들, 구성요소들, 기타로 실시될 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 다른 경우들에서, 본 발명의 태양들을 모호하게 하는 것을 피하기 위해, 공지된 구조들 또는 동작들이 상세히 도시되거나 기술되어 있지 않다. 본 발명의 구체적인 실시예들 및 예들이 예시를 위해 본 명세서에 기술되어 있지만, 통상의 기술자라면 잘 알 것인 바와 같이, 본 발명의 범주 내에서 다양한 등가의 수정들이 가능하다.

이 수정들이 이상의 상세한 설명을 바탕으로 본 발명에 대해 행해질 수 있다. 이하의 청구범위에서 사용되는 용어들이 본 발명을 명세서 및 청구범위에 개시된 구체적인 실시예들로 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 오히려, 본 발명의 범주는 청구범위 해석의 확립된 학설(doctrine)에 따라 해석되어야만 하는 이하의 청구범위에 의해 결정되어야 한다.

Claims

전자 빔을 발생시키는 전자총(electron gun)으로서,
전자들을 방출하는 전자 방출 시스템;
전자 빔을 형성하기 위해 상기 전자 방출 시스템으로부터의 상기 전자들을 포커싱시키는 제1 자기(magnetic) 총 렌즈;
상기 제1 자기 총 렌즈에 의해 포커싱된 상기 전자 빔을 통과시키는 빔 제한 개구부;
상기 전자 빔이 상기 빔 제한 개구부를 통과한 후에 상기 전자 빔을 포커싱시키는 제2 자기 총 렌즈; 및
상기 제1 자기 총 렌즈는 온이고 상기 제2 자기 총 렌즈는 오프인 고 빔 전류 모드 및 상기 제1 자기 총 렌즈는 오프이고 상기 제2 자기 총 렌즈는 온인 저 빔 전류 모드에서 상기 전자총을 동작시키는 제어기
를 포함하고,
상기 고 빔 전류 모드에서, 상기 제1 자기 총 렌즈의 여자(excitation)는 제1 범위에 걸쳐 비선형적으로 변화되고, 상기 저 빔 전류 모드에서, 상기 제2 자기 총 렌즈의 여자는 제2 범위에 걸쳐 선형적으로 변화되고, 상기 제2 범위는 상기 제1 범위보다 좁은 것인, 전자총.
제1항에 있어서, 상기 전자 방출 시스템은 방출기 팁(emitter tip), 추출기 전극, 및 애노드를 포함하는 것인, 전자총.
제1항에 있어서, 상기 제1 총 렌즈는 제1 극편(pole piece) 및 적어도 하나의 코일을 포함하는 것인, 전자총.
제1항에 있어서, 상기 제2 총 렌즈는 제2 극편 및 적어도 하나의 코일을 포함하는 것인, 전자총.
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