KR20210003943A - 공간 전하 둔감 전자총 설계 - Google Patents

공간 전하 둔감 전자총 설계 Download PDF

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Abstract

특정 내부 폭 치수, 스윕 전극(sweep electrodes), 또는 특정 내부 폭 치수와 스윕 전극의 조합을 갖는 전자총 시스템이 개시된다. 내부 폭 치수는 빔 제한 개구의 채널 하류에 있는 2차 전자의 라모어 반경(Larmor radius)의 값의 두 배 미만일 수 있으며, 2차 전자에 대한 라모어 시간은 1 ns보다 클 수 있다. 스윕 전극은 드리프트 영역에서 전기장을 발생시킬 수 있고, 이는 채널 내 2차 전자의 운동 에너지를 증가시킬 수 있다.

Description

공간 전하 둔감 전자총 설계
관련 출원들에 대한 교차 참조
본 출원은 2018년 5월 29일에 출원되고 미국 특허 출원 제62/677,616호로 지정된 특허 가출원에 대한 우선권을 주장하고, 그 개시가 본 명세서에 참조로서 통합된다.
본 개시의 분야
본 개시는 전자총 시스템에 관한 것이다.
반도체 제조 산업의 진화는 수율 관리에 대한 그리고 특히, 계측 및 검사 시스템에 대한 더 큰 요구를 부과하고 있다. 임계 치수(critical dimensions)는 계속 축소되고 있지만 업계는 고수율, 고부가가치 생산을 달성하기 위한 시간을 줄여야 한다. 수율 문제를 검출해서 이를 해결하는 데 걸리는 총 시간을 최소화하는 것이 반도체 제조업자의 투자 회수율(return-on-investment; ROI)을 결정한다.
예를 들면, 로직 및 메모리 디바이스와 같은, 반도체 디바이스를 제조하는 것은 통상적으로 다수의 반도체 제조 프로세스를 사용하여 반도체 웨이퍼를 프로세싱하여 반도체 디바이스의 다양한 피처(features) 및 다수의 레벨을 형성하는 것을 포함한다. 예를 들어, 리소그래피는 패턴을 레티클(reticle)로부터 반도체 웨이퍼 상에 배열된 포토레지스트로 전사하는 것을 수반하는 반도체 제조 프로세스이다. 반도체 제조 프로세스의 추가적인 예는 화학 기계적 연마(chemical-mechanical polishing; CMP), 에칭, 퇴적, 및 이온 주입을 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다. 복수의 반도체 디바이스가 단일 반도체 웨이퍼 상의 배열(arrangement) 내에서 제조된 후 개개의 반도체 디바이스로 분리될 수 있다.
고전압 전자총은 다양한 분야에서 알려져 있다. 예를 들어, 전자 총은 전자 빔 리소그래피(예를 들어, 반도체 마스크 제조용)에서 전자 소스(a source of electrons)로 사용될 수 있다. 전자총은 또한 반도체 산업에서 사용되는 주사 전자 현미경, 집적 회로의 전자 빔 테스트 및 선폭(line width) 계측 측정 장비에 사용될 수 있다. 이러한 전자총은 또한 주사 전자 현미경과 같은 반도체 산업 외부에서 응용된다.
예를 들어, 도 1은 전자총의 빔 드리프트 영역(drift region)의 디멘셔닝(dimensioning)을 보여준다. 전자총 시스템(100)은 1차 전자 빔(102)을 지향시키는 전자 소스(101)를 포함한다. 플레이트(103)는 빔 제한 개구(beam limiting aperture)(111)를 정의한다. 1차 전자 빔(102)은 빔 제한 개구(111)를 통해 투사된다. 플레이트(103) 옆의 채널(105)은 내부 폭 치수(106)를 갖는다. 2차 전자(104)는 1차 전자 빔(102)으로부터의 전자를 간섭한다.
따라서 향상된 전자총 설계가 필요하다.
제1 실시예에서 전자총 시스템이 제공된다. 전자총 시스템은, 1차 전자 빔을 지향시키는 전자 소스, 빔 제한 개구를 정의하는 플레이트, 자기장을 발생시키는 자기장 소스, 자기장 소스에 연결된 전압원, 및 1차 전자 빔이 빔 제한 개구를 통해 투사된 후 투사되는 채널을 포함한다. 1차 전자 빔은 빔 제한 개구를 통해 투사된다. 채널은 1차 전자 빔이 투사되는 방향에 수직인 내부 폭 치수를 갖는다. 내부 폭 치수는 채널에 있는 2차 전자의 라모어(Larmor) 반경 값의 두 배 이하이다. 2차 전자의 라모어 시간은 1 ns보다 크다. 내부 폭 치수는 직경일 수 있다.
내부 폭 치수는 2 mm 내지 5 mm일 수 있다. 예에서, 내부 폭 치수는 2 mm 내지 3 mm이다.
전자총 시스템은 드리프트 영역(drift region)에서 전기장을 발생시키는 스윕 전극(sweep electrode)을 더 포함할 수 있다. 전기장은 채널에서 2차 전자의 운동 에너지를 증가시킨다. 예에서, 전자총 시스템은 스윕 전극에 연결된 제2 전압원을 더 포함한다. 스윕 전극은 1차 전자 빔이 투사되는 방향에 대해 빔 제한 개구의 6 mm 하류에 위치할 수 있다. 스윕 전극은 -100V 내지 +100V의 전압에서 동작할 수 있다.
제2 실시예에서 전자총 시스템이 제공된다. 전자총 시스템은 1차 전자 빔을 지향시키는 전자 소스, 빔 제한 개구를 정의하는 플레이트, 자기장을 발생시키는 자기장 소스, 1차 전자 빔이 빔 제한 개구를 통해 투사된 후 투사되는 채널, 드리프트 영역에서 전기장을 발생시키는 스윕 전극을 포함한다. 1차 전자 빔은 빔 제한 개구를 통해 투사된다. 전기장은 채널에서 2차 전자의 운동 에너지를 증가시킨다.
전자총 시스템은 스윕 전극에 연결된 전압원을 더 포함할 수 있다.
스윕 전극은 1차 전자 빔이 투사되는 방향에 대해 빔 제한 개구의 6 mm 하류에 위치할 수 있다.
스윕 전극은 -100V 내지 +100V의 전압에서 동작할 수 있다.
제3 실시예에서 방법이 제공된다. 방법은 전자 소스를 사용해 1차 전자 빔을 발생시키는 단계를 포함한다. 1차 전자 빔은 빔 제한 개구를 통해 투사된다. 그런 다음, 1차 전자 빔은 빔 제한 개구의 하류 채널을 통해 투사된다. 채널의 2차 전자는 한 궤도 이하로 제한된다. 채널의 2차 전자는 라모어 반경 및 라모어 시간을 갖는다. 채널은 1차 전자 빔이 투사되는 방향에 수직인 내부 폭 치수를 갖는다. 내부 폭 치수는 라모어 반경 값의 두 배 이하이다. 2차 전자의 라모어 시간은 1 ns보다 크다. 내부 폭 치수는 직경일 수 있다.
내부 폭 치수는 2 mm 내지 5 mm일 수 있다. 예에서, 내부 폭 치수는 2 mm 내지 3 mm이다.
본 개시의 본질 및 목적을 더 완전히 이해하기 위해, 첨부된 도면과 함께 취해지는 하기의 상세한 설명에 대한 참조가 이루어져야 한다.
도 1은 이전 시스템에서 빔 드리프트 영역의 디멘셔닝을 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 개시에 따른 빔 드리프트 영역의 디멘셔닝을 도시하는 블록도이다.
도 3은 드리프트 공간에서 잔류 자기장에 대한 15eV 전자의 라모어 반경을 도시한다.
도 4는 15eV 전자에 대한 잔류 자기장 대 하나의 궤도를 완료하는 데 걸리는 시간(라모어 시간)을 도시한다.
도 5는 본 개시에 따른 방법의 실시예의 흐름도이다.
도 6은 스윕 전극을 갖는 실시예의 블록도이다.
도 7은 전기장이 없는 빔 제한 개구 영역에서의 공간 전하 밀도이다.
도 8은 20V/cm 전기장의 공간 전하 밀도이다.
도 9 내지 11은 공간 전하 블러(space charge blur)에 대한 내부 폭 치수 변경의 효과를 도시한다.
도 12는 필드-프리 영역(field-free region) 및 원통형 추출기를 갖는 설계에서의 공간 전하를 도시한다.
도 13은 음의 장(negative field)을 갖는 드리프트 영역에서의 공간 전하를 도시한다.
도 14는 양의 장(positive field)을 갖는 드리프트 영역에서의 공간 전하를 도시한다.
비록 청구되는 특허 대상(subject matter)이 특정 실시예의 견지에서 설명될 것이지만, 본 개시에서 제시된 이득 및 피처 모두를 제공하지는 않는 실시예를 포함하는 다른 실시예가 본 개시의 범위 내에 또한 있다. 다양한 구조적, 논리적, 프로세스 단계와 전자적 수정이 본 개시의 범위를 벗어나지 않으면서 이루어질 수 있다. 따라서, 본 개시의 범위는 단지 첨부된 청구항들로의 참조에 의해서만 정의된다.
전자총의 광학 성능은 라모어 반경을 조정하고 그리고/또는 자기장을 사용하여 개선될 수 있다. 이는 드리프트 영역의 치수를 조정하거나 추가 자기장을 추가하여 달성될 수 있으며, 이는 2차 전자에 의한 궤도 수를 줄일 수 있다.
도 1은 라모어 반경을 활용하기 위해 빔 드리프트 영역을 디멘셔닝하는 것을 도시하는 블록도이다. 빔 제한 개구 후에 빔 드리프트 영역을 디멘셔닝하면 빔 제한 개구에서 방출되는 2차 전자의 체류 시간(residency time)을 줄일 수 있다. 체류 시간을 줄임으로써 2차 전극과 1차 전자 빔 사이의 상호 작용이 줄어들 수 있다. 이것은 2차 전극으로 인한 부정적인 영향을 감소시킨다.
전자총 시스템(107)은 1차 전자 빔(102)을 지향시키는 전자 소스(101)를 포함한다. 플레이트(103)는 빔 제한 개구(111)를 정의한다. 1차 전자 빔(102)은 빔 제한 개구(111)를 통해 투사된다. 플레이트(103) 옆의 채널(105)은 내부 폭 치수(110)를 갖는다. 채널(105)은 1차 전자 빔(102)의 경로에 대해 빔 제한 개구(111)를 갖는 플레이트(103)의 하류에 있다.
자기장 소스(108)는 채널(105)에서 자기장을 발생시킨다. 전압원(109)은 자기장 소스(108)와 전자 통신한다. 전자총 시스템(107)의 광학 성능(예를 들어, 밝기 및 스폿 크기)을 개선하기 위해 몰입 자기장(immersive magnetic field)이 사용될 수 있다. 예를 들어, 드리프트 영역의 잔류 자기장 강도는 약 100 가우스이다.
1차 전자 빔(102)은 전자총 시스템(107)의 빔 드리프트 영역에 있을 수 있는 채널(105)을 통해 투사된다. 1차 전자 빔(102)의 빔 전류는 1차 전자 빔(102)의 일부를 차단하는 빔 제한 개구(111)에 의해 형성된다. 빔 제한 개구(111)에서의 결과적인 전자 산란은, 빔 제한 개구(111)에 존재하는 잔류 자기장에 의해 1차 전자 빔(102) 주위에 한정된(confined) 무작위로 분포된 저에너지 2차 전자(104)를 발생시킨다. 발생된 2차 전자(104)의 한정(confinement)은 라모어 반경 및 그 체류 시간(즉, 하나의 궤도를 완료하는 데 걸리는 시간에 궤도 수를 곱한 값)에 의해 특성화된다. 2차 전자(104)의 체류 시간이 1차 전자 빔(102)의 통과 시간(transit time)보다 크면, 결과적으로 무작위로 변화하는 전하 분포는 전자총 시스템(107)의 해상도 및 밝기를 저하시킬 수 있다. 성능 저하의 메커니즘은 무작위 빔 편향과 이미지 평면의 무작위 시프트(random shift)이다. 이 효과는, 전기장이 0이고 자기장이 여전히 중요할 수 있는(예를 들어, 100 가우스), 전자 빔 열(column)의 드리프트 영역에서 발생한다.
라모어 반경은 전자와 같은 하전된 입자가 균일한 자기장의 존재하에서 이동하는 원의 반경이다. 이 시스템의 자기 모멘트는 자기장에서 하전된 입자의 회전의 결과로 나타날 수 있다. 라모어 시간은 하나의 궤도를 완료하는 데 필요한 시간이다.
채널(105)은 1차 전자 빔(102)이 투사되는 방향에 수직인 내부 폭 치수(110)를 갖는다. 직경 또는 다른 폭일 수 있는 내부 폭 치수(110)는 채널(105)에서 2차 전자(104)의 라모어 반경 값의 2배 이하이다. 도 1의 설계와 비교하여, 내부 폭 치수(110)는 내부 폭 치수(106)보다 작다.
밝기 저하는 체류 시간이 이동 시간과 비교하여 유지되는 드리프트 공간의 내부 폭 치수(110)를 조정함으로써 감소될 수 있다. 각각의 2차 전자(104)는 오직 하나 이하의 궤도(예를 들어, 시작점 주위의 360o 궤도 이하)만 허용될 수 있다. 채널(105)에서 드리프트 공간의 내부 폭 치수(110)는 15eV 전자의 라모어 반경의 폭(2차 전자 방출의 평균 에너지)과 관련된다. 도 3은 드리프트 공간에서 잔류 자기장에 대한 15eV 전자의 라모어 반경을 도시한다. 100 가우스 잔류 자기장의 경우 라모어 반경은 약 1.5 mm이다. 따라서, 직경이 3 mm인 드리프트 공간은 2차 전자(104)를 하나 이하의 궤도로 강제할(force) 수 있으며, 라모어 시간이 체류 시간 이하가 되게 한다(궤도 수 <~ 1). 도 4는 15eV 전자에 대한 잔류 자기장 대 하나의 궤도를 완료하는 데 걸리는 시간(라모어 시간)을 도시한다. 도 4는 그러한 시간이 고 에너지 빔(30keV)의 전형적인 1 ns 전송 시간과 유사한(comparable) 약 3.5 ns임을 보여준다. 이러한 조건에서는 밝기와 해상도가 저하되지 않는다.
2차 전자(104)에 대한 라모어 시간은 1 ns보다 클 수 있다. 1 ns 미만의 2차 전자(104)의 궤도를 위한 시간은 1차 전자 빔(102)에 대한 영향을 방지할 수 있다.
라모어 반경 및 라모어 시간은 자기장 소스(108)의 자기장에 의존할 수 있다. 예를 들어, 자기장이 커지면 라모어 반경이 작아지고 라모어 시간이 작아질 수 있다.
내부 폭 치수(110)는 주어진 자기장에 대한 2차 전자(104)의 반경에 의존할 수 있다. 예를 들어, 내부 폭 치수(110)는 0.01 mm까지의 모든 값과 그 사이의 범위를 포함하여 0.2 mm 내지 5 mm일 수 있다. 예에서, 내부 폭 치수(110)는 0.1 mm까지의 모든 값과 그 사이의 범위를 포함하여 약 2 mm 내지 약 5 mm이다. 특정 예에서, 내부 폭 치수(110)는 2 mm 내지 3 mm이다. 잔류 자기장이 높을수록 드리프트 영역이 더 좁아져야 한다. 이러한 내부 폭 치수(110)는 라모어 반경 이점 및 본 명세서에 개시된 개선된 결과를 제공한다.
도 9 내지 11은 공간 전하 블러에 대한 내부 폭 치수(110)를 변경하는 효과를 도시한다. 도 9 내지 11에서, 빔 제한 개구와 게이트 밸브 사이의 거리는 10 mm이다. 도 9는 10 mm의 내부 폭 치수를 도시한다. 도 9는 80nm의 무작위 편향을 포함한다. 도 10은 5 mm의 내부 폭 치수를 도시한다. 도 10은 20nm의 무작위 편향을 포함한다. 도 11은 3 mm의 내부 폭 치수를 도시한다. 도 11은 15nm의 편향을 포함한다. 따라서 내부 폭 치수가 좁을수록 2차 전자에 의해 형성되는 공간 전하에 대한 영향으로 인해 빔 품질이 향상될 수 있다.
예에서, 1 ns보다 큰 라모어 시간을 유발하는 자기장만이 본 명세서에 개시된 바와 같이 설계 및 내부 폭 치수(110) 구성과 연관될 수 있다. 2차 전자의 라모어 시간은 드리프트 영역에서 1차 빔의 이동 시간보다 작아야 할 수 있다. 그렇지 않으면, 2차 전자(104)는 1차 전자 빔(102)에 큰 영향을 미치지 않을 수 있다. 따라서, 내부 폭 치수(110)는 대략 400 가우스보다 큰 자기장에 대해 본 명세서에 개시된 바와 같이 구성되지 않을 수 있다.
도 5는 방법(200)의 실시예의 흐름도이다. 단계(201)에서, 1차 전자 빔은 전자 소스를 사용해 발생된다. 단계(202)에서, 1차 전자 빔은 빔 제한 개구를 통해 투사된다. 단계(203)에서, 1차 전자 빔은 빔 제한 개구의 하류 채널을 통해 투사된다. 채널은 1차 전자 빔이 투사되는 방향에 수직인 내부 폭 치수를 갖는다. 채널의 2차 전자는 라모어 반경과 라모어 시간을 가진다. 내부 폭 치수(예를 들어, 직경)는 라모어 반경 값의 두 배 이하이고 2차 전자에 대한 라모어 시간은 1 ns보다 크다. 단계(204)에서, 채널의 2차 전자는 한 궤도 이하로 제한된다. 라모어 반경과 라모어 시간은 자기장 소스의 자기장에 따라 달라질 수 있다.
도 6은 스윕 전극(301)을 갖는 전자총 시스템(300)의 실시예의 블록도이다. 도 6의 전자총 시스템(300)은 도 2의 전자총 시스템(107)과 동일한 구성 요소의 일부를 포함할 수 있다. 1차 전자 빔(102)은 플레이트(103)의 빔 제한 개구(111)를 통해 투사된 후 채널(105)을 통해 투사된다. 스윕 전극(301)은 채널(105)의 드리프트 영역에서 전기장을 발생시킨다. 전기장은 채널(105)에서 2차 전자(104)의 운동 에너지를 증가시킨다. 전압원(302)은 스윕 전극(301)과 전자적으로 통신할 수 있다. 스윕 전극(301)은 1차 전자 빔(102)이 통과하는 개구를 갖는 바이어스된 플레이트일 수 있다. 스윕 전극(301)은 또한 채널(105)에 배치된 하나 이상의 전극일 수 있다.
스윕 전극(301)은 드리프트 영역에서 2차 전자(104)의 번칭(bunching)을 줄이거나 방지할 수 있다. 스윕 전극(301)에 의해 발생된 전기장은 2차 전자(301)를 제거할 수 있다. 예에서, 스윕 전극(301)에 의해 발생된 전기장은 1차 전자 빔(102)으로부터 떨어져 2차 전자(301)를 스윕하기 위한 기울기(slope)로서 작용할 수 있다.
스윕 전극(301)은 드리프트 영역 또는 필드-프리 영역의 중간에 위치할 수 있다. 예에서, 스윕 전극(301)은 1차 전자 빔(102)이 투사되는 방향에 대해 빔 제한 개구를 갖는 플레이트의 6 mm 하류에 위치한다. 그러나, 스윕 전극(301)의 정확한 위치는 변할 수 있다.
스윕 전극(301)은 -100V 내지 100V의 전압을 발생시킬 수 있다. 이것은 1차 빔에 영향을 미칠 만큼 충분히 강하지 않을 수 있지만 2차 전자(104)에 영향을 미칠 수 있다.
스윕 전극(301)에 인가되는 전압은 1차 전자 빔(102)에서 수차를 감소시키거나 방지하도록 구성될 수 있다.
전자총 시스템(300)에서의 밝기 및 해상도에 대한 공간 전하 통계적 효과는, 채널(105)의 드리프트 영역에 작은 전기장을 도입하여 2차 전자(104)(예를 들어, 느린 전자 스윕 전극)의 운동 에너지를 증가시킴으로써 2차 전자(105)의 체류 시간을 감소시킴으로써 감소될 수 있다. 도 7은 스윕 전극이 없고(왼쪽) 및 스윕 전극이 있는(오른쪽) 드리프트 영역의 순간 공간 전하 분포(또는 통계적 샘플)를 도시한다. 이러한 공간 전하 밀도는 필드-프리 경우에서 더 큰 범위와 강도를 가지고 있음을 알 수 있다.
도 7은 전기장이 없는 빔 제한 개구 영역에서의 공간 전하 밀도이고, 도 8은 20 V/cm 전기장을 갖는 공간 전하 밀도이다. 도 7 및 8의 단위는 cm 및 esu/cmA3이다.
도 8은 -100V에서 스윕 전극을 가지고 있다. 이것은 단지 20 V/cm의 장(field)을 도입하고 광학 성능에 대한 통계적 공간 전하의 효과를 감소시킨다. 이 경우 밝기와 해상도에 부정적인 영향을 미치지 않는다.
도 12는 원통형 추출기를 갖는 필드-프리 영역을 갖는 설계에서의 공간 전하를 도시한다. 공간 전하는 느린 3차 전자가 오랜 시간 동안 머무르는 필드-프리 영역에 축적된다. 이것은 이미지 평면에서 임의의 편향을 형성할 수 있다. 이 경우 밝기에 미치는 영향은 약 500%이다.
도 13은 음의 장을 갖는 드리프트 영역에서의 공간 전하를 도시한다. 정전기 장을 도입함으로써 3차 전자는 통과 시간이 훨씬 짧아 공간 전하가 줄어든다. 이 경우 밝기에 미치는 영향은 약 30%이다. 이 정전기 장은 3차 및 2차 전자를 빔 제한 개구쪽으로 밀고 있다. 도 13은 도 12와 동일한 단위 및 크기(scale)를 사용한다.
도 14는 양의 장을 드리프트 영역에서의 공간 전하를 도시한다. 정전기 장을 도입함으로써 3차 전자는 통과 시간이 훨씬 짧아 공간 전하가 줄어든다. 이 경우 밝기에 미치는 영향은 약 15%이다. 이 정전기 장은 빔 제한 개구로부터 멀리 3차 및 2차 전자를 밀어낸다. 도 14는 도 12와 동일한 단위 및 크기를 사용한다.
도 9 내지 14에서 MLA는 마이크로 렌즈 어레이를 의미한다.
도 5에 도시된 스윕 전극(301)은 도 2의 내부 폭 치수(110) 구성과 결합될 수 있다. 진공 요건이 특정 내부 폭 치수(110) 구성을 수용하지 않는 경우, 스윕 전극(301)은 내부 폭 치수(110)를 변경하는 대신에 사용될 수도 있다.
본 개시가 하나 이상의 특정 실시예들과 관련하여 설명되었지만, 본 개시의 다른 실시예가 본 개시의 범위를 벗어나지 않으면서 이루어질 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 본 개시는 첨부된 청구항들과 그 합리적인 해석에 의해서만 제한되는 것으로 가정된다.

Claims (16)

  1. 전자총 시스템에 있어서,
    1차 전자 빔을 지향시키는 전자 소스;
    빔 제한 개구(beam limiting aperture)를 정의하는 플레이트 ― 상기 1차 전자 빔은 상기 빔 제한 개구를 통해 투사됨 ―;
    자기장을 발생시키는 자기장 소스;
    상기 자기장 소스에 연결된 전압원; 및
    상기 1차 전자 빔이 상기 빔 제한 개구를 통해 투사된 후 투사되는 채널
    을 포함하고, 상기 채널은 상기 1차 전자 빔이 투사되는 방향에 수직인 내부 폭 치수를 가지며, 상기 내부 폭 치수는 상기 채널 내 2차 전자의 라모어 반경(Larmor radius)의 값의 두 배 이하이며, 상기 2차 전자에 대한 라모어 시간은 1 ns보다 큰 것인, 전자총 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내부 폭 치수는 직경인 것인, 전자총 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 내부 폭 치수는 2 mm 내지 5 mm인 것인, 전자총 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 내부 폭 치수는 2 mm 내지 3 mm인 것인, 전자총 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    드리프트 영역에서 전기장을 발생시키는 스윕 전극(sweep electrode)을 더 포함하고, 상기 전기장은 상기 채널 내 2차 전자의 운동 에너지를 증가시키는 것인, 전자총 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 스윕 전극에 연결된 제2 전압원을 더 포함하는, 전자총 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 스윕 전극은 상기 1차 전자 빔이 투사되는 방향에 대해 상기 빔 제한 개구의 6 mm 하류에 위치되는 것인, 전자총 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 스윕 전극은 -100V 내지 +100V의 전압에서 동작하는 것인, 전자총 시스템.
  9. 전자총 시스템에 있어서,
    1차 전자 빔을 지향시키는 전자 소스;
    빔 제한 개구를 정의하는 플레이트 ― 상기 1차 전자 빔은 상기 빔 제한 개구를 통해 투사됨 ―;
    자기장을 발생시키는 자기장 소스;
    상기 1차 전자 빔이 상기 빔 제한 개구를 통해 투사된 후 투사되는 채널; 및
    드리프트 영역에서 전기장을 발생시키는 스윕 전극 ― 상기 전기장은 상기 채널 내 2차 전자의 운동 에너지를 증가시킴 ―
    을 포함하는, 전자총 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 스윕 전극에 연결된 전압원을 더 포함하는, 전자총 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 스윕 전극은 상기 1차 전자 빔이 투사되는 방향에 대해 상기 빔 제한 개구의 6 mm 하류에 위치되는 것인, 전자총 시스템.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 스윕 전극은 -100V 내지 +100V의 전압에서 동작하는 것인, 전자총 시스템.
  13. 방법에 있어서,
    전자 소스를 사용해 1차 전자 빔을 발생시키는 단계;
    빔 제한 개구를 통해 상기 1차 전자 빔을 투사하는 단계;
    상기 빔 제한 개구의 하류 채널을 통해 상기 1차 전자 빔을 투사하는 단계 ― 상기 채널 내 2차 전자는 라모어 반경과 라모어 시간을 가지며, 상기 채널은 상기 1차 전자 빔이 투사되는 방향에 수직인 내부 폭 치수를 가지며, 상기 내부 폭 치수는 상기 라모어 반경의 값의 두 배 이하이고, 상기 2차 전자에 대한 라모어 시간은 1 ns보다 큼 ―; 및
    상기 채널 내 상기 2차 전자를 한 궤도 이하로 제한하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 내부 폭 치수는 직경인 것인, 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 내부 폭 치수는 2 mm 내지 5 mm인 것인, 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 내부 폭 치수는 2 mm 내지 3 mm인 것인, 방법.
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