JP2003022772A - 荷電粒子ビーム制御装置及びそれを用いた荷電粒子ビーム光学装置、ならびに荷電粒子ビーム欠陥検査装置 - Google Patents
荷電粒子ビーム制御装置及びそれを用いた荷電粒子ビーム光学装置、ならびに荷電粒子ビーム欠陥検査装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 極子の温度上昇を抑えることのできる荷電粒
子ビーム制御装置及びそれを用いた荷電粒子ビーム光学
装置、ならびに荷電粒子ビーム欠陥検査装置を提供す
る。 【解決手段】 内部を荷電粒子が通過する真空チェンバ
ー１１を備えたウィーンフィルタＡにおいて、真空チェ
ンバー１１を貫通させて設けられた極子本体１２ａ，１
３ａ，１４ａ，１５ａと、真空チェンバー１１の外側で
極子本体１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａに設けられた
励磁コイル１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂから極子１
２，１３，１４，１５を構成し、荷電粒子の軌道側と励
磁コイル１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂの間に、絶縁
部１２ｅ，１３ｅ，１４ｅ，１５ｅを介設した。
子ビーム制御装置及びそれを用いた荷電粒子ビーム光学
装置、ならびに荷電粒子ビーム欠陥検査装置を提供す
る。 【解決手段】 内部を荷電粒子が通過する真空チェンバ
ー１１を備えたウィーンフィルタＡにおいて、真空チェ
ンバー１１を貫通させて設けられた極子本体１２ａ，１
３ａ，１４ａ，１５ａと、真空チェンバー１１の外側で
極子本体１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａに設けられた
励磁コイル１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂから極子１
２，１３，１４，１５を構成し、荷電粒子の軌道側と励
磁コイル１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂの間に、絶縁
部１２ｅ，１３ｅ，１４ｅ，１５ｅを介設した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子ビームの
軌道上に電場と磁場とを生成する極子を有した荷電粒子
ビーム制御装置に係り、とくに、荷電粒子ビームの軌道
を囲むように複数の極子を配置した多極子型の荷電粒子
ビーム制御装置及びそれを用いた荷電粒子ビーム光学装
置、ならびに荷電粒子ビーム欠陥検査装置に関する。
軌道上に電場と磁場とを生成する極子を有した荷電粒子
ビーム制御装置に係り、とくに、荷電粒子ビームの軌道
を囲むように複数の極子を配置した多極子型の荷電粒子
ビーム制御装置及びそれを用いた荷電粒子ビーム光学装
置、ならびに荷電粒子ビーム欠陥検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、電子等の荷電粒子のビームの軌
道上に、直交する電場と磁場とを生成して所定の速度と
エネルギーを有する荷電粒子のみ選択的に直進させるウ
ィーンフィルタが知られている。ウィーンフィルタは、
エネルギー分析用モノクロメータのエネルギーフィルタ
や、走査型電子顕微鏡ないしは写像型電子顕微鏡用のビ
ームセパレーター等に用いられている。しかし、二重極
成分のみからなる一様な電場と磁場とを生成するウィー
ンフィルタの場合、ビームが一方向にのみ集束されるた
め、近年では、多重極成分を有する非一様な電場と磁場
を用いた非点収差の改善が図られている。
道上に、直交する電場と磁場とを生成して所定の速度と
エネルギーを有する荷電粒子のみ選択的に直進させるウ
ィーンフィルタが知られている。ウィーンフィルタは、
エネルギー分析用モノクロメータのエネルギーフィルタ
や、走査型電子顕微鏡ないしは写像型電子顕微鏡用のビ
ームセパレーター等に用いられている。しかし、二重極
成分のみからなる一様な電場と磁場とを生成するウィー
ンフィルタの場合、ビームが一方向にのみ集束されるた
め、近年では、多重極成分を有する非一様な電場と磁場
を用いた非点収差の改善が図られている。
【０００３】図６は、荷電粒子ビームの軌道上に非一様
な電場と磁場とを生成するウィーンフィルタの一例を示
す図であって、ウィーンフィルタを荷電粒子ビームの進
行方向から見た図である。図において、符号１００，１
００…は、それぞれ軌道上に電場と磁場とを生成する極
子である。極子１００は、パーマロイ等の導電性を有し
た強磁性体からなる極子本体１１０に、励磁コイル１２
０が外嵌されるようにして設けられた構成とされてい
る。そして、極子本体１１０に電圧が印加されるととも
に、励磁コイル１２０に電流が供給されて極子本体１１
０内に磁束が生成され、電場と磁場とが一つの極子１０
０によって同時に生成されるよう構成されている。この
ように、電場と磁場を同じ極子によって生成すると、電
極と磁極を別々に位置合わせする必要がないことに加
え、極子に必要なスペースを節約して装置を小さくした
り、極子の数を増やすことができる。
な電場と磁場とを生成するウィーンフィルタの一例を示
す図であって、ウィーンフィルタを荷電粒子ビームの進
行方向から見た図である。図において、符号１００，１
００…は、それぞれ軌道上に電場と磁場とを生成する極
子である。極子１００は、パーマロイ等の導電性を有し
た強磁性体からなる極子本体１１０に、励磁コイル１２
０が外嵌されるようにして設けられた構成とされてい
る。そして、極子本体１１０に電圧が印加されるととも
に、励磁コイル１２０に電流が供給されて極子本体１１
０内に磁束が生成され、電場と磁場とが一つの極子１０
０によって同時に生成されるよう構成されている。この
ように、電場と磁場を同じ極子によって生成すると、電
極と磁極を別々に位置合わせする必要がないことに加
え、極子に必要なスペースを節約して装置を小さくした
り、極子の数を増やすことができる。
【０００４】図６に示すウィーンフィルタでは、主とし
て電場と磁場の八重極成分まで現れるように、極子１０
０が荷電粒子ビームの軌道の中心Ｏの周りに８個対称に
配設されている。このように構成された非一様な電場と
磁場とを生成するウィーンフィルタでは、収差を改善し
て一点から出たビームを再び一点に集束させることが可
能となる。
て電場と磁場の八重極成分まで現れるように、極子１０
０が荷電粒子ビームの軌道の中心Ｏの周りに８個対称に
配設されている。このように構成された非一様な電場と
磁場とを生成するウィーンフィルタでは、収差を改善し
て一点から出たビームを再び一点に集束させることが可
能となる。
【０００５】このように、荷電粒子ビームの軌道を囲む
ように複数の極子を配置した構成は、ウィーンフィルタ
に限られるものではなく、複数の極子によって生成され
る電場と磁場とが重畳された多重極場は、球面収差、軸
上色収差の同時補正等を可能にすることも実験的に示さ
れており、荷電粒子ビームの光学系の解像力改善のため
に広く一般に必要な荷電粒子ビーム制御装置を提供す
る。
ように複数の極子を配置した構成は、ウィーンフィルタ
に限られるものではなく、複数の極子によって生成され
る電場と磁場とが重畳された多重極場は、球面収差、軸
上色収差の同時補正等を可能にすることも実験的に示さ
れており、荷電粒子ビームの光学系の解像力改善のため
に広く一般に必要な荷電粒子ビーム制御装置を提供す
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな多重極の電場と磁場を生成する複数の極子からなる
荷電粒子ビーム制御装置は、極子に磁場を生成させる励
磁コイルが通電とともに発熱し、極子を加熱してその温
度を上昇させる。その一方で、電極としての極子は、熱
伝導性の悪い絶縁体によって、接地された装置の他の部
分から電気的にも熱的にも絶縁されている。しかも、極
子は、荷電粒子ビームが通過する真空容器内に組み込ま
れており、極子の周囲に熱を奪い去る空気等の流体がほ
とんど存在しない状態に置かれている。この結果、極子
は、励磁コイルから流入する熱を、絶縁体を介して逃げ
るわずかな熱以外に、放射によってしか外部に放出させ
ることができない。したがって、鏡面状態に研磨された
放射率の低い極子の表面から熱を放射し、励磁コイルか
ら流入する熱との均衡を達成するまでに、極子の温度が
極めて高くなってしまうという欠点を有していた。すな
わち、極子の温度が上昇する結果、極子からのガスの放
出、とりわけ接着剤等の有機物を多く含んだ励磁コイル
からのガスの放出が真空容器内の真空度を悪化させた
り、極子が熱変形をきたして予知しない不安定な高次の
電場や磁場の多重極成分が混入し、光学的特性を変えて
しまったり、また、熱による膨張と収縮によって装置が
疲労をきたして耐久性に支障が生じたりするといった問
題が存在していた。
うな多重極の電場と磁場を生成する複数の極子からなる
荷電粒子ビーム制御装置は、極子に磁場を生成させる励
磁コイルが通電とともに発熱し、極子を加熱してその温
度を上昇させる。その一方で、電極としての極子は、熱
伝導性の悪い絶縁体によって、接地された装置の他の部
分から電気的にも熱的にも絶縁されている。しかも、極
子は、荷電粒子ビームが通過する真空容器内に組み込ま
れており、極子の周囲に熱を奪い去る空気等の流体がほ
とんど存在しない状態に置かれている。この結果、極子
は、励磁コイルから流入する熱を、絶縁体を介して逃げ
るわずかな熱以外に、放射によってしか外部に放出させ
ることができない。したがって、鏡面状態に研磨された
放射率の低い極子の表面から熱を放射し、励磁コイルか
ら流入する熱との均衡を達成するまでに、極子の温度が
極めて高くなってしまうという欠点を有していた。すな
わち、極子の温度が上昇する結果、極子からのガスの放
出、とりわけ接着剤等の有機物を多く含んだ励磁コイル
からのガスの放出が真空容器内の真空度を悪化させた
り、極子が熱変形をきたして予知しない不安定な高次の
電場や磁場の多重極成分が混入し、光学的特性を変えて
しまったり、また、熱による膨張と収縮によって装置が
疲労をきたして耐久性に支障が生じたりするといった問
題が存在していた。
【０００７】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、極子の温度上昇を抑えることのできる荷電
粒子ビーム制御装置及びそれを用いた荷電粒子ビーム光
学装置、ならびに荷電粒子ビーム欠陥検査装置を提供す
ることにある。とくに、極子の温度上昇を抑えて真空容
器内の真空度の向上を図ることのできる荷電粒子ビーム
制御装置及びそれを用いた荷電粒子ビーム光学装置、な
らびに荷電粒子ビーム欠陥検査装置を提供することにあ
る。また、極子の温度上昇を抑えて極子の熱変形を防ぐ
ことのできる荷電粒子ビーム制御装置及びそれを用いた
荷電粒子ビーム光学装置、ならびに荷電粒子ビーム欠陥
検査装置を提供することにある。
のであって、極子の温度上昇を抑えることのできる荷電
粒子ビーム制御装置及びそれを用いた荷電粒子ビーム光
学装置、ならびに荷電粒子ビーム欠陥検査装置を提供す
ることにある。とくに、極子の温度上昇を抑えて真空容
器内の真空度の向上を図ることのできる荷電粒子ビーム
制御装置及びそれを用いた荷電粒子ビーム光学装置、な
らびに荷電粒子ビーム欠陥検査装置を提供することにあ
る。また、極子の温度上昇を抑えて極子の熱変形を防ぐ
ことのできる荷電粒子ビーム制御装置及びそれを用いた
荷電粒子ビーム光学装置、ならびに荷電粒子ビーム欠陥
検査装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】以下、この項に示す例で
は、理解の容易のため、本発明の発明特定事項に実施形
態の図に示す代表的な参照符号を付して説明するが、本
発明の構成又は各発明特定事項は、これら参照符号によ
って拘束されるものに限定されない。上記課題を解決す
るために、本発明の第１の観点による荷電粒子ビーム制
御装置（Ａ）は、内部を荷電粒子が通過する真空容器
（１１）と、前記荷電粒子の軌道上に電場と磁場との両
方を生成できる極子（１２，１３，１４，１５）とを備
えている荷電粒子ビーム制御装置（Ａ）であって、前記
極子（１２，１３，１４，１５）は、前記真空容器（１
１）を貫通させて設けられた極子本体（１２ａ，１３
ａ，１４ａ，１５ａ）と、前記真空容器（１１）の外側
でこの極子本体（１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ）に
設けられた励磁コイル（１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５
ｂ）とを備えていることを特徴とする。
は、理解の容易のため、本発明の発明特定事項に実施形
態の図に示す代表的な参照符号を付して説明するが、本
発明の構成又は各発明特定事項は、これら参照符号によ
って拘束されるものに限定されない。上記課題を解決す
るために、本発明の第１の観点による荷電粒子ビーム制
御装置（Ａ）は、内部を荷電粒子が通過する真空容器
（１１）と、前記荷電粒子の軌道上に電場と磁場との両
方を生成できる極子（１２，１３，１４，１５）とを備
えている荷電粒子ビーム制御装置（Ａ）であって、前記
極子（１２，１３，１４，１５）は、前記真空容器（１
１）を貫通させて設けられた極子本体（１２ａ，１３
ａ，１４ａ，１５ａ）と、前記真空容器（１１）の外側
でこの極子本体（１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ）に
設けられた励磁コイル（１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５
ｂ）とを備えていることを特徴とする。
【０００９】本発明においては、励磁コイルが真空容器
の外側に設けられ、この励磁コイルが励磁されることに
よって極子本体の中に磁束が生成され、真空容器を貫通
させて設けられた極子本体によって、真空容器内の荷電
粒子の軌道上に磁場が生成される。励磁コイルが真空容
器の外側に設けられることによって、励磁コイルの熱が
大気を介して放熱され、極子の温度上昇が抑えられる。
また、励磁コイルの発熱とともに励磁コイルから発生す
るガスは、そのまま大気中に解放されるから、真空容器
内の真空度が悪化することもない。さらに、励磁コイル
が大気側に設けられることによって、真空容器の真空を
破ることなく励磁コイルの着脱を行うことができるた
め、メインテナンスも容易になる。
の外側に設けられ、この励磁コイルが励磁されることに
よって極子本体の中に磁束が生成され、真空容器を貫通
させて設けられた極子本体によって、真空容器内の荷電
粒子の軌道上に磁場が生成される。励磁コイルが真空容
器の外側に設けられることによって、励磁コイルの熱が
大気を介して放熱され、極子の温度上昇が抑えられる。
また、励磁コイルの発熱とともに励磁コイルから発生す
るガスは、そのまま大気中に解放されるから、真空容器
内の真空度が悪化することもない。さらに、励磁コイル
が大気側に設けられることによって、真空容器の真空を
破ることなく励磁コイルの着脱を行うことができるた
め、メインテナンスも容易になる。
【００１０】また、本発明の第２の観点による荷電粒子
ビーム制御装置（Ａ）は、荷電粒子が通過する軌道上に
電場を生成するとともに、励磁コイル（１２ｂ，１３
ｂ，１４ｂ，１５ｂ）によって磁場を生成する極子（１
２，１３，１４，１５）を備えた荷電粒子ビーム制御装
置（Ａ）であって、前記極子（１２，１３，１４，１
５）の前記荷電粒子の軌道側と前記励磁コイル（１２
ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂ）との間には、磁気的に接
続する一方で熱的に絶縁する熱絶縁部（１２ｅ，１３
ｅ，１４ｅ，１５ｅ）が設けられていることを特徴とす
る。
ビーム制御装置（Ａ）は、荷電粒子が通過する軌道上に
電場を生成するとともに、励磁コイル（１２ｂ，１３
ｂ，１４ｂ，１５ｂ）によって磁場を生成する極子（１
２，１３，１４，１５）を備えた荷電粒子ビーム制御装
置（Ａ）であって、前記極子（１２，１３，１４，１
５）の前記荷電粒子の軌道側と前記励磁コイル（１２
ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂ）との間には、磁気的に接
続する一方で熱的に絶縁する熱絶縁部（１２ｅ，１３
ｅ，１４ｅ，１５ｅ）が設けられていることを特徴とす
る。
【００１１】本発明においては、励磁コイルによって発
生する熱が熱絶縁部によって極子の荷電粒子の軌道側の
部分まで伝わらない。したがって、少なくとも極子の荷
電粒子の軌道側の部分は、熱変形をきたさない。この極
子の荷電粒子の軌道側の部分は、軌道上に電場と磁場を
生成する際にその形状が境界条件を決定する部分であっ
て、熱変形によって電場や磁場に予知しない不安定な多
重極場を発生させる部分であるから、少なくともこの部
分の熱変形が抑えられることによって、ビームの光学的
な特性の変化を抑えることができる。
生する熱が熱絶縁部によって極子の荷電粒子の軌道側の
部分まで伝わらない。したがって、少なくとも極子の荷
電粒子の軌道側の部分は、熱変形をきたさない。この極
子の荷電粒子の軌道側の部分は、軌道上に電場と磁場を
生成する際にその形状が境界条件を決定する部分であっ
て、熱変形によって電場や磁場に予知しない不安定な多
重極場を発生させる部分であるから、少なくともこの部
分の熱変形が抑えられることによって、ビームの光学的
な特性の変化を抑えることができる。
【００１２】また、本発明の第３の観点による荷電粒子
ビーム制御装置（Ａ）は、第２の観点による荷電粒子ビ
ーム制御装置（Ａ）において、内部を前記荷電粒子が通
過する真空容器（１１）を有し、前記極子（１２，１
３，１４，１５）は、前記真空容器（１１）を貫通させ
て設けられた極子本体（１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５
ａ）を有し、前記励磁コイル（１２ｂ，１３ｂ，１４
ｂ，１５ｂ）は、前記真空容器（１１）の外側でこの極
子本体（１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ）に設けられ
ていることを特徴とする。
ビーム制御装置（Ａ）は、第２の観点による荷電粒子ビ
ーム制御装置（Ａ）において、内部を前記荷電粒子が通
過する真空容器（１１）を有し、前記極子（１２，１
３，１４，１５）は、前記真空容器（１１）を貫通させ
て設けられた極子本体（１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５
ａ）を有し、前記励磁コイル（１２ｂ，１３ｂ，１４
ｂ，１５ｂ）は、前記真空容器（１１）の外側でこの極
子本体（１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ）に設けられ
ていることを特徴とする。
【００１３】また、本発明の第４の観点による荷電粒子
ビーム制御装置（Ａ）は、第２または第３の観点による
荷電粒子ビーム制御装置（Ａ）において、本発明の荷電
粒子ビーム制御装置（Ａ）において、前記熱絶縁部（１
２ｅ，１３ｅ，１４ｅ，１５ｅ）は、フェライトから形
成されていることを特徴とする。
ビーム制御装置（Ａ）は、第２または第３の観点による
荷電粒子ビーム制御装置（Ａ）において、本発明の荷電
粒子ビーム制御装置（Ａ）において、前記熱絶縁部（１
２ｅ，１３ｅ，１４ｅ，１５ｅ）は、フェライトから形
成されていることを特徴とする。
【００１４】また、本発明の第５の観点による荷電粒子
ビーム制御装置（Ａ）は、荷電粒子が通過する軌道上に
電場を生成するとともに、励磁コイル（１２ｂ，１３
ｂ，１４ｂ，１５ｂ）によって磁場を生成する極子（１
２，１３，１４，１５）を備えた荷電粒子ビーム制御装
置（Ａ）であって、前記極子（１２，１３，１４，１
５）には、前記励磁コイル（１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，
１５ｂ）によって発生する熱を大気中に放熱する放熱部
（１２ｆ，１３ｆ，１４ｆ，１５ｆ）が取り付けられて
いることを特徴とする。
ビーム制御装置（Ａ）は、荷電粒子が通過する軌道上に
電場を生成するとともに、励磁コイル（１２ｂ，１３
ｂ，１４ｂ，１５ｂ）によって磁場を生成する極子（１
２，１３，１４，１５）を備えた荷電粒子ビーム制御装
置（Ａ）であって、前記極子（１２，１３，１４，１
５）には、前記励磁コイル（１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，
１５ｂ）によって発生する熱を大気中に放熱する放熱部
（１２ｆ，１３ｆ，１４ｆ，１５ｆ）が取り付けられて
いることを特徴とする。
【００１５】本発明においては、励磁コイルで発生した
熱が放熱部から大気を介して放出されるため、極子の温
度上昇を抑えることができる。
熱が放熱部から大気を介して放出されるため、極子の温
度上昇を抑えることができる。
【００１６】また、本発明の第６の観点による荷電粒子
ビーム制御装置（Ａ）は、本発明の第５の観点による荷
電粒子ビーム制御装置（Ａ）において、前記極子（１
２，１３，１４，１５）の前記荷電粒子の軌道側と前記
励磁コイル（１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂ）との間
には、磁気的に接続する一方で電気的に絶縁する電気絶
縁部（１２ｅ，１３ｅ，１４ｅ，１５ｅ）が設けられて
いることを特徴とする。
ビーム制御装置（Ａ）は、本発明の第５の観点による荷
電粒子ビーム制御装置（Ａ）において、前記極子（１
２，１３，１４，１５）の前記荷電粒子の軌道側と前記
励磁コイル（１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂ）との間
には、磁気的に接続する一方で電気的に絶縁する電気絶
縁部（１２ｅ，１３ｅ，１４ｅ，１５ｅ）が設けられて
いることを特徴とする。
【００１７】また、本発明の第７の観点による荷電粒子
ビーム制御装置（Ａ）は、本発明の第６の観点による荷
電粒子ビーム制御装置（Ａ）において、前記極子（１
２，１３，１４，１５）の前記荷電粒子の軌道側と前記
励磁コイル（１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂ）との間
には、磁気的に接続する一方で熱的に絶縁する熱絶縁部
（１２ｅ，１３ｅ，１４ｅ，１５ｅ）が設けられている
ことを特徴とする。
ビーム制御装置（Ａ）は、本発明の第６の観点による荷
電粒子ビーム制御装置（Ａ）において、前記極子（１
２，１３，１４，１５）の前記荷電粒子の軌道側と前記
励磁コイル（１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂ）との間
には、磁気的に接続する一方で熱的に絶縁する熱絶縁部
（１２ｅ，１３ｅ，１４ｅ，１５ｅ）が設けられている
ことを特徴とする。
【００１８】また、本発明の第８の観点による荷電粒子
ビーム制御装置（Ａ）は、本発明の第６または第７の観
点に記載の荷電粒子ビーム制御装置（Ａ）において、前
記熱絶縁部（１２ｅ，１３ｅ，１４ｅ，１５ｅ）又は前
記電気絶縁部（１２ｅ，１３ｅ，１４ｅ，１５ｅ）は、
フェライトから形成されていることを特徴とする
ビーム制御装置（Ａ）は、本発明の第６または第７の観
点に記載の荷電粒子ビーム制御装置（Ａ）において、前
記熱絶縁部（１２ｅ，１３ｅ，１４ｅ，１５ｅ）又は前
記電気絶縁部（１２ｅ，１３ｅ，１４ｅ，１５ｅ）は、
フェライトから形成されていることを特徴とする
【００１９】また、本発明の第９の観点による荷電粒子
ビーム制御装置（Ａ）は、本発明の第６から第８の観点
のいずれかによる荷電粒子ビーム制御装置（Ａ）におい
て、前記放熱部（１２ｆ，１３ｆ，１４ｆ，１５ｆ）
は、ヨーク（１２ｆ，１３ｆ，１４ｆ，１５ｆ）とされ
ていることを特徴とする。
ビーム制御装置（Ａ）は、本発明の第６から第８の観点
のいずれかによる荷電粒子ビーム制御装置（Ａ）におい
て、前記放熱部（１２ｆ，１３ｆ，１４ｆ，１５ｆ）
は、ヨーク（１２ｆ，１３ｆ，１４ｆ，１５ｆ）とされ
ていることを特徴とする。
【００２０】また、本発明の第１０の観点による荷電粒
子ビーム制御装置（Ａ）は、本発明の第９の観点による
荷電粒子ビーム制御装置（Ａ）において、内部を前記荷
電粒子が通過する真空容器（１１）を有し、前記極子
（１２，１３，１４，１５）は、前記真空容器（１１）
を貫通させて設けられた極子本体（１２ａ，１３ａ，１
４ａ，１５ａ）を有し、前記励磁コイル（１２ｂ，１３
ｂ，１４ｂ，１５ｂ）は、前記真空容器（１１）の外側
でこの極子本体（１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ）に
設けられていることを特徴とする。
子ビーム制御装置（Ａ）は、本発明の第９の観点による
荷電粒子ビーム制御装置（Ａ）において、内部を前記荷
電粒子が通過する真空容器（１１）を有し、前記極子
（１２，１３，１４，１５）は、前記真空容器（１１）
を貫通させて設けられた極子本体（１２ａ，１３ａ，１
４ａ，１５ａ）を有し、前記励磁コイル（１２ｂ，１３
ｂ，１４ｂ，１５ｂ）は、前記真空容器（１１）の外側
でこの極子本体（１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ）に
設けられていることを特徴とする。
【００２１】また、本発明の第１１の観点による荷電粒
子ビーム制御装置（Ａ）は、本発明の第１から第１０の
いずれかの観点による荷電粒子ビーム制御装置（Ａ）に
おいて、前記極子（１２，１３，１４，１５）は、前記
荷電粒子の軌道を囲むように複数配置されていることを
特徴とする。
子ビーム制御装置（Ａ）は、本発明の第１から第１０の
いずれかの観点による荷電粒子ビーム制御装置（Ａ）に
おいて、前記極子（１２，１３，１４，１５）は、前記
荷電粒子の軌道を囲むように複数配置されていることを
特徴とする。
【００２２】また、本発明の第１２の観点による荷電粒
子ビーム制御装置（Ａ）は、本発明の第１１の観点によ
る荷電粒子ビーム制御装置（Ａ）において、少なくとも
４つの極子（１２，１３，１４，１５）を有し、これら
の極子（１２，１３，１４，１５）は、所定のエネルギ
ーを有した前記荷電粒子が電場から受ける力と磁場から
受ける力とが互いに逆向きで平行、かつ、その大きさが
等しくなるように、前記荷電粒子の軌道上に互いに直交
する電場と磁場とを生成するように構成されていること
を特徴とする。
子ビーム制御装置（Ａ）は、本発明の第１１の観点によ
る荷電粒子ビーム制御装置（Ａ）において、少なくとも
４つの極子（１２，１３，１４，１５）を有し、これら
の極子（１２，１３，１４，１５）は、所定のエネルギ
ーを有した前記荷電粒子が電場から受ける力と磁場から
受ける力とが互いに逆向きで平行、かつ、その大きさが
等しくなるように、前記荷電粒子の軌道上に互いに直交
する電場と磁場とを生成するように構成されていること
を特徴とする。
【００２３】また、本発明の第１の観点による荷電粒子
ビーム光学装置は、荷電粒子源（Ｓ）からの荷電粒子ビ
ームを導く光学系（１０，２０）を備え、前記光学系
（１０，２０）は、本発明の第１から第１２のいずれか
の観点による荷電粒子ビーム制御装置（Ａ）を少なくと
も一つ有していることを特徴とする。
ビーム光学装置は、荷電粒子源（Ｓ）からの荷電粒子ビ
ームを導く光学系（１０，２０）を備え、前記光学系
（１０，２０）は、本発明の第１から第１２のいずれか
の観点による荷電粒子ビーム制御装置（Ａ）を少なくと
も一つ有していることを特徴とする。
【００２４】また、本発明の第１の観点による荷電粒子
ビーム欠陥検査装置は、荷電粒子源（Ｓ）からの荷電粒
子ビームを一次ビーム（Ｂ１）として軌道切換装置
（Ａ）に入射させ、該軌道切換装置（Ａ）を通過した前
記一次ビーム（Ｂ１）を物体（Ｍ）上に照射する一次光
学系（１０）と、前記一次ビーム（Ｂ１）の照射により
前記物体（Ｍ）から得られる電子を二次ビーム（Ｂ２）
として前記軌道切換装置（Ａ）に入射させ、該軌道切換
装置（Ａ）によって前記荷電粒子源（Ｓ）に至る方向と
は異なる方向に前記二次ビーム（Ｂ２）を導き、検出面
（３１）に集束させる二次光学系（２０）とを備えてな
る荷電粒子ビーム欠陥検査装置であって、前記軌道切換
装置（Ａ）は、本発明の第１２の観点による荷電粒子ビ
ーム制御装置（Ａ）とされていることを特徴とする。
ビーム欠陥検査装置は、荷電粒子源（Ｓ）からの荷電粒
子ビームを一次ビーム（Ｂ１）として軌道切換装置
（Ａ）に入射させ、該軌道切換装置（Ａ）を通過した前
記一次ビーム（Ｂ１）を物体（Ｍ）上に照射する一次光
学系（１０）と、前記一次ビーム（Ｂ１）の照射により
前記物体（Ｍ）から得られる電子を二次ビーム（Ｂ２）
として前記軌道切換装置（Ａ）に入射させ、該軌道切換
装置（Ａ）によって前記荷電粒子源（Ｓ）に至る方向と
は異なる方向に前記二次ビーム（Ｂ２）を導き、検出面
（３１）に集束させる二次光学系（２０）とを備えてな
る荷電粒子ビーム欠陥検査装置であって、前記軌道切換
装置（Ａ）は、本発明の第１２の観点による荷電粒子ビ
ーム制御装置（Ａ）とされていることを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態による荷電粒子ビーム制御装置及びそれを用い
た荷電粒子ビーム光学装置、ならびに荷電粒子ビーム欠
陥検査装置について詳細に説明する。図１は、本発明の
一実施形態による荷電粒子ビーム制御装置としてのウィ
ーンフィルタの構成を示す図である。図１において、ウ
ィーンフィルタＡは、電子等の荷電粒子が内部を通過す
る真空チェンバー１１（真空容器）と、中心軸Ｏの周り
に対称に配置された４つの極子１２，１３，１４，１５
から概略構成されている。極子１２，１３，１４，１５
は、それぞれ真空チェンバー１１の真空を保った状態で
真空チェンバー１１を貫通させて設けられた極子本体１
２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａと、真空チェンバー１１
の外側で極子本体１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａに外
嵌されて設けられた励磁コイル１２ｂ，１３ｂ，１４
ｂ，１５ｂとを備えている。
実施形態による荷電粒子ビーム制御装置及びそれを用い
た荷電粒子ビーム光学装置、ならびに荷電粒子ビーム欠
陥検査装置について詳細に説明する。図１は、本発明の
一実施形態による荷電粒子ビーム制御装置としてのウィ
ーンフィルタの構成を示す図である。図１において、ウ
ィーンフィルタＡは、電子等の荷電粒子が内部を通過す
る真空チェンバー１１（真空容器）と、中心軸Ｏの周り
に対称に配置された４つの極子１２，１３，１４，１５
から概略構成されている。極子１２，１３，１４，１５
は、それぞれ真空チェンバー１１の真空を保った状態で
真空チェンバー１１を貫通させて設けられた極子本体１
２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａと、真空チェンバー１１
の外側で極子本体１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａに外
嵌されて設けられた励磁コイル１２ｂ，１３ｂ，１４
ｂ，１５ｂとを備えている。
【００２６】極子本体１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ
は、それぞれ、荷電粒子ビームが通過する中心軸Ｏの側
に、中心軸Ｏを中心とした円周上に位置するように、中
心軸Ｏに直交する断面で見て円弧状、かつ、中心軸Ｏに
沿って平行に設けられた極板部１２ｃ，１３ｃ，１４
ｃ，１５ｃと、励磁コイル１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１
５ｂが設けられる側に、真空チェンバー１１を貫通させ
て設けられた励磁部１２ｄ，１３ｄ，１４ｄ，１５ｄ
と、これら、極板部１２ｃ，１３ｃ，１４ｃ，１５ｃと
励磁部１２ｄ，１３ｄ，１４ｄ，１５ｄとの間に、真空
チェンバー１１内に位置させて介設された絶縁部１２
ｅ，１３ｅ，１４ｅ，１５ｅ（熱絶縁部、電気絶縁部）
とから構成されている。
は、それぞれ、荷電粒子ビームが通過する中心軸Ｏの側
に、中心軸Ｏを中心とした円周上に位置するように、中
心軸Ｏに直交する断面で見て円弧状、かつ、中心軸Ｏに
沿って平行に設けられた極板部１２ｃ，１３ｃ，１４
ｃ，１５ｃと、励磁コイル１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１
５ｂが設けられる側に、真空チェンバー１１を貫通させ
て設けられた励磁部１２ｄ，１３ｄ，１４ｄ，１５ｄ
と、これら、極板部１２ｃ，１３ｃ，１４ｃ，１５ｃと
励磁部１２ｄ，１３ｄ，１４ｄ，１５ｄとの間に、真空
チェンバー１１内に位置させて介設された絶縁部１２
ｅ，１３ｅ，１４ｅ，１５ｅ（熱絶縁部、電気絶縁部）
とから構成されている。
【００２７】極板部１２ｃ，１３ｃ，１４ｃ，１５ｃと
励磁部１２ｄ，１３ｄ，１４ｄ，１５ｄとは、いずれ
も、パーマロイ等の導電性を有する強磁性体から形成さ
れる一方、絶縁部１２ｅ，１３ｅ，１４ｅ，１５ｅは、
電気的な絶縁性を有するとともに、熱的な絶縁性を有す
るフェライト等の磁性体から形成されている。したがっ
て、極板部１２ｃ，１３ｃ，１４ｃ，１５ｃと、励磁部
１２ｄ，１３ｄ，１４ｄ，１５ｄとは、絶縁部１２ｅ，
１３ｅ，１４ｅ，１５ｅによって、互いに磁気的に接続
されながら、電気的、熱的には絶縁されている。なお、
フェライトとしては、Mg（0.5）Zn（0.5）Fe（204）、M
n（0.5）Zn（0.5）Fe（204）、Ni（0.3）Zn（0.7）Fe
（204）等とされていることが好ましいがこれらの物質
に限定されることはない。
励磁部１２ｄ，１３ｄ，１４ｄ，１５ｄとは、いずれ
も、パーマロイ等の導電性を有する強磁性体から形成さ
れる一方、絶縁部１２ｅ，１３ｅ，１４ｅ，１５ｅは、
電気的な絶縁性を有するとともに、熱的な絶縁性を有す
るフェライト等の磁性体から形成されている。したがっ
て、極板部１２ｃ，１３ｃ，１４ｃ，１５ｃと、励磁部
１２ｄ，１３ｄ，１４ｄ，１５ｄとは、絶縁部１２ｅ，
１３ｅ，１４ｅ，１５ｅによって、互いに磁気的に接続
されながら、電気的、熱的には絶縁されている。なお、
フェライトとしては、Mg（0.5）Zn（0.5）Fe（204）、M
n（0.5）Zn（0.5）Fe（204）、Ni（0.3）Zn（0.7）Fe
（204）等とされていることが好ましいがこれらの物質
に限定されることはない。
【００２８】励磁部１２ｄ，１３ｄ，１４ｄ，１５ｄの
大気側に突出した後端には、それぞれ、励磁部１２ｄ，
１３ｄ，１４ｄ，１５ｄと略同じ断面積を有していて、
パーマロイ等の導電性を有する強磁性体からなるヨーク
１２ｆ，１３ｆ，１４ｆ，１５ｆ（放熱部）が着脱自在
に接続され、さらに、これらのヨーク１２ｆ，１３ｆ，
１４ｆ，１５ｆが閉じた磁気回路を形成するように、真
空チェンバー１１を囲むように互いに接続され、接地さ
れている。
大気側に突出した後端には、それぞれ、励磁部１２ｄ，
１３ｄ，１４ｄ，１５ｄと略同じ断面積を有していて、
パーマロイ等の導電性を有する強磁性体からなるヨーク
１２ｆ，１３ｆ，１４ｆ，１５ｆ（放熱部）が着脱自在
に接続され、さらに、これらのヨーク１２ｆ，１３ｆ，
１４ｆ，１５ｆが閉じた磁気回路を形成するように、真
空チェンバー１１を囲むように互いに接続され、接地さ
れている。
【００２９】さらに、極子１２，１３，１４，１５に
は、それぞれ、極板部１２ｃ，１３ｃ，１４ｃ，１５ｃ
に電圧を印加する電圧印加装置Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４
が備えられているとともに、励磁コイル１２ｂ，１３
ｂ，１４ｂ，１５ｂに電流を供給する電流供給装置Ｉ
１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４が備えられており、極板部１２
ｃ，１３ｃ，１４ｃ，１５ｃで囲まれた領域に主として
四重極成分まで含む電場と磁場が生成されるように構成
されている。
は、それぞれ、極板部１２ｃ，１３ｃ，１４ｃ，１５ｃ
に電圧を印加する電圧印加装置Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４
が備えられているとともに、励磁コイル１２ｂ，１３
ｂ，１４ｂ，１５ｂに電流を供給する電流供給装置Ｉ
１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４が備えられており、極板部１２
ｃ，１３ｃ，１４ｃ，１５ｃで囲まれた領域に主として
四重極成分まで含む電場と磁場が生成されるように構成
されている。
【００３０】そして、ウィーンフィルタＡは、電圧印加
装置Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４、及び、電流供給装置Ｉ
１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４を制御するウィーンフィルタ制御
部１６によって、これらの極子１２，１３，１４，１５
が生成する電場と磁場とを制御し、所定のエネルギーを
有した荷電粒子が電場から受ける力と磁場から受ける力
とが互いに逆向きで平行、かつ、その大きさが等しくな
るように、極板部１２ｃ，１３ｃ，１４ｃ，１５ｃで囲
まれた領域を通過する荷電粒子の軌道上に互いに直交す
る電場と磁場とを生成するように構成されている。
装置Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４、及び、電流供給装置Ｉ
１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４を制御するウィーンフィルタ制御
部１６によって、これらの極子１２，１３，１４，１５
が生成する電場と磁場とを制御し、所定のエネルギーを
有した荷電粒子が電場から受ける力と磁場から受ける力
とが互いに逆向きで平行、かつ、その大きさが等しくな
るように、極板部１２ｃ，１３ｃ，１４ｃ，１５ｃで囲
まれた領域を通過する荷電粒子の軌道上に互いに直交す
る電場と磁場とを生成するように構成されている。
【００３１】このように構成されたウィーンフィルタＡ
では、励磁コイル１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂが真
空チェンバー１１の外側に設けられ、これらの励磁コイ
ル１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂが励磁されることに
よって極子本体１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａの中に
磁束が生成され、真空チェンバー１１を貫通させて設け
られた極子本体１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａによっ
て、真空チェンバー１１内の荷電粒子の軌道上に磁場が
生成される。このように励磁コイル１２ｂ，１３ｂ，１
４ｂ，１５ｂが真空チェンバー１１の外側に設けられる
ことによって、励磁コイル１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１
５ｂの熱が大気を介して放熱され、極子１２，１３，１
４，１５の温度上昇が抑えられる。また、励磁コイル１
２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂの発熱とともに励磁コイ
ル１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂから発生するガス
は、そのまま大気中に解放されるから、真空チェンバー
１１内の真空度が悪化することもない。
では、励磁コイル１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂが真
空チェンバー１１の外側に設けられ、これらの励磁コイ
ル１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂが励磁されることに
よって極子本体１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａの中に
磁束が生成され、真空チェンバー１１を貫通させて設け
られた極子本体１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａによっ
て、真空チェンバー１１内の荷電粒子の軌道上に磁場が
生成される。このように励磁コイル１２ｂ，１３ｂ，１
４ｂ，１５ｂが真空チェンバー１１の外側に設けられる
ことによって、励磁コイル１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１
５ｂの熱が大気を介して放熱され、極子１２，１３，１
４，１５の温度上昇が抑えられる。また、励磁コイル１
２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂの発熱とともに励磁コイ
ル１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂから発生するガス
は、そのまま大気中に解放されるから、真空チェンバー
１１内の真空度が悪化することもない。
【００３２】さらに、励磁コイル１２ｂ，１３ｂ，１４
ｂ，１５ｂが大気側に設けられることによって、真空チ
ェンバー１１の真空を破ることなく励磁コイル１２ｂ，
１３ｂ，１４ｂ，１５ｂの着脱を行うことができるた
め、メインテナンスも容易になる。すなわち、ヨーク１
２ｆ，１３ｆ，１４ｆ，１５ｆを分解し、励磁部１２
ｄ，１３ｄ，１４ｄ，１５ｄから取り外してしまえば、
励磁コイル１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂを励磁部１
２ｄ，１３ｄ，１４ｄ，１５ｄから取り外すことができ
る。このようなメインテナンス作業が真空を破ることな
く容易に行うことが可能となる。
ｂ，１５ｂが大気側に設けられることによって、真空チ
ェンバー１１の真空を破ることなく励磁コイル１２ｂ，
１３ｂ，１４ｂ，１５ｂの着脱を行うことができるた
め、メインテナンスも容易になる。すなわち、ヨーク１
２ｆ，１３ｆ，１４ｆ，１５ｆを分解し、励磁部１２
ｄ，１３ｄ，１４ｄ，１５ｄから取り外してしまえば、
励磁コイル１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂを励磁部１
２ｄ，１３ｄ，１４ｄ，１５ｄから取り外すことができ
る。このようなメインテナンス作業が真空を破ることな
く容易に行うことが可能となる。
【００３３】また、励磁コイル１２ｂ，１３ｂ，１４
ｂ，１５ｂによって発生する熱が絶縁部１２ｅ，１３
ｅ，１４ｅ，１５ｅに遮られて極子１２，１３，１４，
１５の荷電粒子の軌道側の部分である極板部１２ｃ，１
３ｃ，１４ｃ，１５ｃまで伝わらない。したがって、極
板部１２ｃ，１３ｃ，１４ｃ，１５ｃが熱変形をきたさ
ない。極板部１２ｃ，１３ｃ，１４ｃ，１５ｃは、軌道
上に電場と磁場を生成する際に、その形状が境界条件を
決定する部分であって、熱変形によって電場や磁場に予
知しない不安定な多重極場を発生させる部分であるか
ら、この部分の熱変形が抑えられることによって、ビー
ムの光学的な特性の変化を抑えることができる。
ｂ，１５ｂによって発生する熱が絶縁部１２ｅ，１３
ｅ，１４ｅ，１５ｅに遮られて極子１２，１３，１４，
１５の荷電粒子の軌道側の部分である極板部１２ｃ，１
３ｃ，１４ｃ，１５ｃまで伝わらない。したがって、極
板部１２ｃ，１３ｃ，１４ｃ，１５ｃが熱変形をきたさ
ない。極板部１２ｃ，１３ｃ，１４ｃ，１５ｃは、軌道
上に電場と磁場を生成する際に、その形状が境界条件を
決定する部分であって、熱変形によって電場や磁場に予
知しない不安定な多重極場を発生させる部分であるか
ら、この部分の熱変形が抑えられることによって、ビー
ムの光学的な特性の変化を抑えることができる。
【００３４】また、励磁部１２ｄ，１３ｄ，１４ｄ，１
５ｄに取り付けられたパーマロイ等の導電性を有する強
磁性体から形成されたヨーク１２ｆ，１３ｆ，１４ｆ，
１５ｆは、漏れ磁場の発生を押さえ、荷電粒子ビームへ
の漏れ磁場による影響を防ぐとともに、極板部１２ｃ，
１３ｃ，１４ｃ，１５ｃによって生成される磁場を強め
る上でも有効であるが、これ以外に、熱伝導性が良く、
大気中に広い表面積を有していることから放熱板として
の役割をも担っている。これによって、励磁部１２ｄ，
１３ｄ，１４ｄ，１５ｄの熱を素早く大気中に逃がすこ
とが可能となる。
５ｄに取り付けられたパーマロイ等の導電性を有する強
磁性体から形成されたヨーク１２ｆ，１３ｆ，１４ｆ，
１５ｆは、漏れ磁場の発生を押さえ、荷電粒子ビームへ
の漏れ磁場による影響を防ぐとともに、極板部１２ｃ，
１３ｃ，１４ｃ，１５ｃによって生成される磁場を強め
る上でも有効であるが、これ以外に、熱伝導性が良く、
大気中に広い表面積を有していることから放熱板として
の役割をも担っている。これによって、励磁部１２ｄ，
１３ｄ，１４ｄ，１５ｄの熱を素早く大気中に逃がすこ
とが可能となる。
【００３５】ここで、ヨーク１２ｆ，１３ｆ，１４ｆ，
１５ｆは、磁気的な閉回路を形成するように互いに連結
されているが、絶縁部１２ｅ，１３ｅ，１４ｅ，１５ｅ
に用いられているフェライトが比抵抗にして１０〜１０
4Ω・ｍと、純鉄の８桁以上もの高い値を有しており、
電圧の印加される極板部１２ｃ，１３ｃ，１４ｃ，１５
ｃと、励磁部１２ｄ，１３ｄ，１４ｄ，１５ｄとの間を
電気的に絶縁して、極板部１２ｃ，１３ｃ，１４ｃ，１
５ｃ同士の間に短絡が発生しない。しかも、ヨーク１２
ｆ，１３ｆ，１４ｆ，１５ｆを接地することができて帯
電を防止することが可能である。このように励磁部１２
ｄ，１３ｄ，１４ｄ，１５ｄが接地されると、励磁コイ
ル１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂ、ならびに電流供給
装置Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４全体をアースレベルから浮
かせる必要がなくなり、安全性を高める上でも好まし
い。
１５ｆは、磁気的な閉回路を形成するように互いに連結
されているが、絶縁部１２ｅ，１３ｅ，１４ｅ，１５ｅ
に用いられているフェライトが比抵抗にして１０〜１０
4Ω・ｍと、純鉄の８桁以上もの高い値を有しており、
電圧の印加される極板部１２ｃ，１３ｃ，１４ｃ，１５
ｃと、励磁部１２ｄ，１３ｄ，１４ｄ，１５ｄとの間を
電気的に絶縁して、極板部１２ｃ，１３ｃ，１４ｃ，１
５ｃ同士の間に短絡が発生しない。しかも、ヨーク１２
ｆ，１３ｆ，１４ｆ，１５ｆを接地することができて帯
電を防止することが可能である。このように励磁部１２
ｄ，１３ｄ，１４ｄ，１５ｄが接地されると、励磁コイ
ル１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂ、ならびに電流供給
装置Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４全体をアースレベルから浮
かせる必要がなくなり、安全性を高める上でも好まし
い。
【００３６】このように、本実施形態のウィーンフィル
タＡによれば、極子１２，１３，１４，１５の温度上昇
を抑え、真空チェンバー１１内の真空度の向上と、極子
１２，１３，１４，１５の熱変形の防止を図って安定な
光学的特性を得ることができる。
タＡによれば、極子１２，１３，１４，１５の温度上昇
を抑え、真空チェンバー１１内の真空度の向上と、極子
１２，１３，１４，１５の熱変形の防止を図って安定な
光学的特性を得ることができる。
【００３７】図２は、上記のような構成とされたウィー
ンフィルタＡが備えられた、本発明の一実施形態による
荷電粒子ビーム欠陥検査装置の構成を示す図である。な
お、以下の説明においては、図２中に示されたＸＹＺ直
交座標系を設定し、このＸＹＺ座標系を参照しつつ各部
材の位置関係について説明する。図２に示したＸＹＺ直
交座標系では、試料の物体面内にＸＹ平面を設定し、試
料の物体面の法線方向をＺ軸方向に設定してある。図２
中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行
な面に設定され、Ｚ軸が鉛直下方向に設定される。
ンフィルタＡが備えられた、本発明の一実施形態による
荷電粒子ビーム欠陥検査装置の構成を示す図である。な
お、以下の説明においては、図２中に示されたＸＹＺ直
交座標系を設定し、このＸＹＺ座標系を参照しつつ各部
材の位置関係について説明する。図２に示したＸＹＺ直
交座標系では、試料の物体面内にＸＹ平面を設定し、試
料の物体面の法線方向をＺ軸方向に設定してある。図２
中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行
な面に設定され、Ｚ軸が鉛直下方向に設定される。
【００３８】本実施形態の荷電粒子ビーム欠陥検査装置
は、主として電子ビーム（荷電粒子ビーム）を一次ビー
ムＢ１として試料Ｍ（物体）に導くための一次コラムＣ
１と、電子ビームを試料Ｍに照射した際に得られる二次
電子を二次ビームＢ２として検出装置３０の検出面３１
に集束させるための二次コラムＣ２と、観測対象である
試料Ｍを収容するチャンバーＣ３とから構成されてい
る。一次コラムＣ１の光軸は、Ｚ軸に対して斜方向に設
定され、二次コラムＣ２の光軸はＺ軸とほぼ平行に設定
される。よって、一次コラムＣ１から二次コラムＣ２へ
は、一次ビームＢ１が斜方向から入射する。一次コラム
Ｃ１、二次コラムＣ２、及びチャンバーＣ３には、真空
排気系（図示省略）が繋げられ、真空排気系が備えるタ
ーボポンプ等の真空ポンプにより排気されており、これ
らの内部は、真空状態に維持されるようになっている。
ここで、一次コラムＣ１と二次コラムＣ２の外壁が一つ
の真空チェンバ１１を形成している。
は、主として電子ビーム（荷電粒子ビーム）を一次ビー
ムＢ１として試料Ｍ（物体）に導くための一次コラムＣ
１と、電子ビームを試料Ｍに照射した際に得られる二次
電子を二次ビームＢ２として検出装置３０の検出面３１
に集束させるための二次コラムＣ２と、観測対象である
試料Ｍを収容するチャンバーＣ３とから構成されてい
る。一次コラムＣ１の光軸は、Ｚ軸に対して斜方向に設
定され、二次コラムＣ２の光軸はＺ軸とほぼ平行に設定
される。よって、一次コラムＣ１から二次コラムＣ２へ
は、一次ビームＢ１が斜方向から入射する。一次コラム
Ｃ１、二次コラムＣ２、及びチャンバーＣ３には、真空
排気系（図示省略）が繋げられ、真空排気系が備えるタ
ーボポンプ等の真空ポンプにより排気されており、これ
らの内部は、真空状態に維持されるようになっている。
ここで、一次コラムＣ１と二次コラムＣ２の外壁が一つ
の真空チェンバ１１を形成している。
【００３９】一次コラムＣ１内には、荷電粒子源として
の熱電子放出型の電子銃Ｓが設けられており、この電子
銃Ｓから照射される電子ビームの光軸上に一次光学系１
０が配置されている。一次光学系１０は、視野絞り、照
射レンズ、アライナ、アパーチャ等で構成されている。
ここで、照射レンズは、円形レンズ、４極子レンズ、８
極子レンズ等の電子レンズであり、一次ビームＢ１に対
する収束特性は、これらに印加する電圧値により変化す
る。なお、照射レンズは、ユニポテンシャルレンズ、ま
たはアインツェルレンズと称される回転軸対称型のレン
ズであってもよい。
の熱電子放出型の電子銃Ｓが設けられており、この電子
銃Ｓから照射される電子ビームの光軸上に一次光学系１
０が配置されている。一次光学系１０は、視野絞り、照
射レンズ、アライナ、アパーチャ等で構成されている。
ここで、照射レンズは、円形レンズ、４極子レンズ、８
極子レンズ等の電子レンズであり、一次ビームＢ１に対
する収束特性は、これらに印加する電圧値により変化す
る。なお、照射レンズは、ユニポテンシャルレンズ、ま
たはアインツェルレンズと称される回転軸対称型のレン
ズであってもよい。
【００４０】二次コラムＣ２内には、二次光学系２０が
配置されている。二次光学系２０は、試料Ｍに一次ビー
ムＢ１を照射した際に生じる二次電子を二次ビームＢ２
として導き、検出装置３０の検出面３１に集束させるた
めのものであり、試料Ｍ側から−Ｚ方向へ順に、第１前
段レンズ２１、開口絞りＡＳ、第２前段レンズ２２、ウ
ィーンフィルタＡを有し、さらに、スチグメータ、結像
レンズ、アライナ、視野絞り等からなる後段光学系２３
が配置されて構成されている。ここで、二次光学系２０
の第１前段レンズ２１、第２前段レンズ２２、結像レン
ズは、電子レンズであり、例えば円形レンズ、４極子レ
ンズ、８極子レンズ等が用いられる。なお、第１前段レ
ンズ２１、第２前段レンズ２２、結像レンズは、ユニポ
テンシャルレンズ、またはアインツェルレンズと称され
る回転軸対称型のレンズであってもよい。
配置されている。二次光学系２０は、試料Ｍに一次ビー
ムＢ１を照射した際に生じる二次電子を二次ビームＢ２
として導き、検出装置３０の検出面３１に集束させるた
めのものであり、試料Ｍ側から−Ｚ方向へ順に、第１前
段レンズ２１、開口絞りＡＳ、第２前段レンズ２２、ウ
ィーンフィルタＡを有し、さらに、スチグメータ、結像
レンズ、アライナ、視野絞り等からなる後段光学系２３
が配置されて構成されている。ここで、二次光学系２０
の第１前段レンズ２１、第２前段レンズ２２、結像レン
ズは、電子レンズであり、例えば円形レンズ、４極子レ
ンズ、８極子レンズ等が用いられる。なお、第１前段レ
ンズ２１、第２前段レンズ２２、結像レンズは、ユニポ
テンシャルレンズ、またはアインツェルレンズと称され
る回転軸対称型のレンズであってもよい。
【００４１】これら一次光学系１０、二次光学系２０の
各部に供給される電圧、電流値等の値は、主制御系Ｃ５
によって制御されるようになっている。すなわち、主制
御系Ｃ５は、一次光学系制御部５１、二次光学系制御部
５２、及びウィーンフィルタ制御部１６のそれぞれに制
御信号を出力し、一次光学系１０と二次光学系２０の光
学特性の制御、及び、ウィーンフィルタＡの電磁界制御
等を行うものとされている。
各部に供給される電圧、電流値等の値は、主制御系Ｃ５
によって制御されるようになっている。すなわち、主制
御系Ｃ５は、一次光学系制御部５１、二次光学系制御部
５２、及びウィーンフィルタ制御部１６のそれぞれに制
御信号を出力し、一次光学系１０と二次光学系２０の光
学特性の制御、及び、ウィーンフィルタＡの電磁界制御
等を行うものとされている。
【００４２】上述してきたように、荷電粒子ビーム欠陥
検査装置は、荷電粒子源からの荷電粒子ビームを導く光
学系を備えた一つの荷電粒子ビーム光学装置として構成
されている。
検査装置は、荷電粒子源からの荷電粒子ビームを導く光
学系を備えた一つの荷電粒子ビーム光学装置として構成
されている。
【００４３】二次光学系２０によって検出面３１上に結
像された二次ビームＢ２を検出する検出装置３０は、検
出された電子が増幅されたのち蛍光板に照射されて光に
変換され、この変換された光の信号が例えばＴＤＩセン
サを搭載したカメラ３２に入射するように構成されてい
る。また、カメラ３２には、主制御系Ｃ５に制御され、
カメラ３２から画像信号を読み出し、順次主制御系Ｃ５
へ出力するコントロールユニット３３が接続されてい
る。主制御系Ｃ５は、こうしてコントロールユニット３
３から出力される画像信号に対して、例えばテンプレー
トマッチング等の画像処理を行って試料Ｍの欠陥の有無
を判断するように設けられている。
像された二次ビームＢ２を検出する検出装置３０は、検
出された電子が増幅されたのち蛍光板に照射されて光に
変換され、この変換された光の信号が例えばＴＤＩセン
サを搭載したカメラ３２に入射するように構成されてい
る。また、カメラ３２には、主制御系Ｃ５に制御され、
カメラ３２から画像信号を読み出し、順次主制御系Ｃ５
へ出力するコントロールユニット３３が接続されてい
る。主制御系Ｃ５は、こうしてコントロールユニット３
３から出力される画像信号に対して、例えばテンプレー
トマッチング等の画像処理を行って試料Ｍの欠陥の有無
を判断するように設けられている。
【００４４】また、チャンバーＣ３の内部には、試料Ｍ
を載置した状態でＸＹ平面内で移動自在に構成されたＸ
Ｙステージ３８が配置されている。ＸＹステージ３８上
の一端には、Ｌ字型の移動鏡３９が取り付けられ、移動
鏡３９の鏡面に対向した位置にレーザ干渉計４０が配置
されている。レーザ干渉計４０は、 移動鏡３９からの
レーザーの反射光を用いて、ＸＹステージ３８のＸ座標
とＹ座標、ならびに、ＸＹ平面内における回転角を計測
するように構成されており、この計測結果は、主制御系
Ｃ５に出力され、主制御系Ｃ５は、この計測結果に基づ
いて駆動装置４１に対して制御信号を出力し、ＸＹステ
ージ３８のＸＹ平面内における位置を制御する。主制御
系Ｃ５は、さらに、送光系３７ａ及び受光系３７ｂから
なるＺセンサに制御信号を出力し、試料ＭのＺ軸方向に
おける位置座標を計測する。図示は省略しているが、Ｚ
軸方向における位置座標を計測に基づきＸＹステージ３
８以外に試料ＭのＺ軸方向の位置を変化させるＺステー
ジや、試料Ｍの物体面のＸＹ平面に対する傾斜を制御す
るチルトステージを設けることが好ましい。
を載置した状態でＸＹ平面内で移動自在に構成されたＸ
Ｙステージ３８が配置されている。ＸＹステージ３８上
の一端には、Ｌ字型の移動鏡３９が取り付けられ、移動
鏡３９の鏡面に対向した位置にレーザ干渉計４０が配置
されている。レーザ干渉計４０は、 移動鏡３９からの
レーザーの反射光を用いて、ＸＹステージ３８のＸ座標
とＹ座標、ならびに、ＸＹ平面内における回転角を計測
するように構成されており、この計測結果は、主制御系
Ｃ５に出力され、主制御系Ｃ５は、この計測結果に基づ
いて駆動装置４１に対して制御信号を出力し、ＸＹステ
ージ３８のＸＹ平面内における位置を制御する。主制御
系Ｃ５は、さらに、送光系３７ａ及び受光系３７ｂから
なるＺセンサに制御信号を出力し、試料ＭのＺ軸方向に
おける位置座標を計測する。図示は省略しているが、Ｚ
軸方向における位置座標を計測に基づきＸＹステージ３
８以外に試料ＭのＺ軸方向の位置を変化させるＺステー
ジや、試料Ｍの物体面のＸＹ平面に対する傾斜を制御す
るチルトステージを設けることが好ましい。
【００４５】また、図において４２は、試料Ｍに対して
負の電圧を設定する可変電源であり、試料Ｍの設定電圧
は、主制御系Ｃ５によって制御される。ここで、試料Ｍ
を負の電圧に設定するのは、一次ビームＢ１を試料Ｍに
照射したときに放出される二次電子を二次ビームＢ２と
して第１前段レンズ２１の方向、つまり、−Ｚ方向へ加
速させるためである。
負の電圧を設定する可変電源であり、試料Ｍの設定電圧
は、主制御系Ｃ５によって制御される。ここで、試料Ｍ
を負の電圧に設定するのは、一次ビームＢ１を試料Ｍに
照射したときに放出される二次電子を二次ビームＢ２と
して第１前段レンズ２１の方向、つまり、−Ｚ方向へ加
速させるためである。
【００４６】本実施の形態によるビーム偏向装置Ａを備
えた荷電粒子ビーム欠陥検査装置は、上述の構成を備え
ており、次に荷電粒子ビーム欠陥検査装置による試料Ｍ
の欠陥検査の方法を一次ビームＢ１と二次ビームＢ２の
軌道、及びウィーンフィルタＡによる一次ビームＢ１と
二次ビームＢ２の軌道の切換とについて述べながら詳述
する。
えた荷電粒子ビーム欠陥検査装置は、上述の構成を備え
ており、次に荷電粒子ビーム欠陥検査装置による試料Ｍ
の欠陥検査の方法を一次ビームＢ１と二次ビームＢ２の
軌道、及びウィーンフィルタＡによる一次ビームＢ１と
二次ビームＢ２の軌道の切換とについて述べながら詳述
する。
【００４７】図３は、本発明の一実施形態による荷電粒
子ビーム欠陥検査装置の一次ビームＢ１の軌道を示す図
である。ここで、図では理解を容易にするため、一次光
学系１０が備える部材の図示を省略している。電子銃Ｓ
から放出された一次ビームＢ１は、一次光学系１０内の
照射レンズによって形成された電場の影響を受けて集
束、あるいは発散され（一次光学系１０内でのビームの
エンベロープは省略されている）、平行なビームとされ
て、斜め方向からウィーンフィルタＡに入射する。一次
ビームＢ１がウィーンフィルタＡに入射すると、その光
路がＺ軸に対して略平行な方向に偏向される。ウィーン
フィルタＡによって偏向された一次ビームＢ１は、第２
前段レンズ２２によって集束されて開口絞りＡＳに達
し、この位置で電子銃１０の像を形成する。開口絞りＡ
Ｓを通過した一次ビームＢ１は、第１前段レンズ２１に
よるレンズ作用を受けて、試料Ｍをケーラー照明する。
子ビーム欠陥検査装置の一次ビームＢ１の軌道を示す図
である。ここで、図では理解を容易にするため、一次光
学系１０が備える部材の図示を省略している。電子銃Ｓ
から放出された一次ビームＢ１は、一次光学系１０内の
照射レンズによって形成された電場の影響を受けて集
束、あるいは発散され（一次光学系１０内でのビームの
エンベロープは省略されている）、平行なビームとされ
て、斜め方向からウィーンフィルタＡに入射する。一次
ビームＢ１がウィーンフィルタＡに入射すると、その光
路がＺ軸に対して略平行な方向に偏向される。ウィーン
フィルタＡによって偏向された一次ビームＢ１は、第２
前段レンズ２２によって集束されて開口絞りＡＳに達
し、この位置で電子銃１０の像を形成する。開口絞りＡ
Ｓを通過した一次ビームＢ１は、第１前段レンズ２１に
よるレンズ作用を受けて、試料Ｍをケーラー照明する。
【００４８】ここで、ウィーンフィルタＡは、荷電粒子
の進行方向によって、荷電粒子を偏向させるか直進させ
るかするビームセパレータ（軌道切換装置）としての荷
電粒子ビーム制御装置である。図４は、ウィーンフィル
タＡの構成及び動作原理を説明するための図であって、
図４（ａ）は、ウィーンフィルタＡの構成を示す概略斜
視図である。図において図１にそれぞれ対応する部分に
は同一の符号を付している。図に示すように、一次光学
系１０から入射される一次ビームＢ１は、ウィーンフィ
ルタＡによって偏向される。これは、図４（ｂ）に示す
ように、生成された互いに直交する電界Ｅと磁界Ｂの中
を、一次ビームＢ１の荷電ｑの電子が＋Ｚ軸方向に速度
ｖで進む際、互いに平行な、＋Ｙ方向に働く電界による
力ＦE（＝ｑＥ）と磁界による力ＦB（＝ｑｖＢ）との合
力を受けるためである。一方、試料Ｍから発生した二次
ビームＢ２は、ウィーンフィルタＡの中を直進する。こ
れは、図４（ｃ）に示すように、二次ビームＢ２の荷電
ｑの電子が−Ｚ軸方向に速度ｖで進む際、互いに平行
な、＋Ｙ方向に働く電界による力ＦE（＝ｑＥ）と−Ｙ
方向に働く磁界による力ＦB（＝−ｑｖＢ）との合力を
受け、本実施形態では、速度ｖで進行する所定のエネル
ギーを有した電子に対してＥ＝ｖＢの条件を満たすよう
に直交する電場と磁場が生成されているため、互いに平
行で大きさの等しいＦEとＦBにおいて、合力ＦE＋ＦBが
ゼロになるためである。このように、ウィーンフィルタ
Ａは、内部を通過する電子ビームの光路を選択する、い
わゆる電磁プリズムとしての機能を有する。
の進行方向によって、荷電粒子を偏向させるか直進させ
るかするビームセパレータ（軌道切換装置）としての荷
電粒子ビーム制御装置である。図４は、ウィーンフィル
タＡの構成及び動作原理を説明するための図であって、
図４（ａ）は、ウィーンフィルタＡの構成を示す概略斜
視図である。図において図１にそれぞれ対応する部分に
は同一の符号を付している。図に示すように、一次光学
系１０から入射される一次ビームＢ１は、ウィーンフィ
ルタＡによって偏向される。これは、図４（ｂ）に示す
ように、生成された互いに直交する電界Ｅと磁界Ｂの中
を、一次ビームＢ１の荷電ｑの電子が＋Ｚ軸方向に速度
ｖで進む際、互いに平行な、＋Ｙ方向に働く電界による
力ＦE（＝ｑＥ）と磁界による力ＦB（＝ｑｖＢ）との合
力を受けるためである。一方、試料Ｍから発生した二次
ビームＢ２は、ウィーンフィルタＡの中を直進する。こ
れは、図４（ｃ）に示すように、二次ビームＢ２の荷電
ｑの電子が−Ｚ軸方向に速度ｖで進む際、互いに平行
な、＋Ｙ方向に働く電界による力ＦE（＝ｑＥ）と−Ｙ
方向に働く磁界による力ＦB（＝−ｑｖＢ）との合力を
受け、本実施形態では、速度ｖで進行する所定のエネル
ギーを有した電子に対してＥ＝ｖＢの条件を満たすよう
に直交する電場と磁場が生成されているため、互いに平
行で大きさの等しいＦEとＦBにおいて、合力ＦE＋ＦBが
ゼロになるためである。このように、ウィーンフィルタ
Ａは、内部を通過する電子ビームの光路を選択する、い
わゆる電磁プリズムとしての機能を有する。
【００４９】一次ビームＢ１の照射により試料Ｍから得
られる二次電子を二次ビームＢ２として検出装置３０の
検出面に集束させる工程を以下に述べる。まず、試料Ｍ
に一次ビームＢ１が照射されると、試料Ｍから、試料Ｍ
の表面形状、材質分布、電位の変化等に応じた分布の二
次電子が得られる。この二次電子を二次ビームＢ２とし
て試料Ｍの表面状態の検査を行う。図５は、本発明の一
実施形態による荷電粒子ビーム欠陥検査装置の二次ビー
ムＢ２の軌道を示す図である。ここで、図では、理解を
容易にするため、二次光学系２０が備える部材の一部の
図示を省略している。試料Ｍから発生した二次電子のエ
ネルギーは低く、０．５〜２ｅＶ程度である。この二次
電子を二次ビームＢ２として第１前段レンズ２１で加速
しながら集束する。二次ビームＢ２は、続いて開口絞り
ＡＳを通過する。開口絞りＡＳを通過した二次ビームＢ
２は、第２前段レンズ２２によって中間結像面がウィー
ンフィルタＡの中心に設定されるように集束される。ウ
ィーンフィルタＡに一次ビームＢ１とは逆の方向から入
射された二次ビームＢ２は、ウィーンフィルタＡによっ
て電子銃Ｓに至る方向とは異なる方向に導かれ、直進さ
せられ、後段光学系２３によって検出装置３０の検出面
３１に試料Ｍの物体面の拡大像となって結像される。
られる二次電子を二次ビームＢ２として検出装置３０の
検出面に集束させる工程を以下に述べる。まず、試料Ｍ
に一次ビームＢ１が照射されると、試料Ｍから、試料Ｍ
の表面形状、材質分布、電位の変化等に応じた分布の二
次電子が得られる。この二次電子を二次ビームＢ２とし
て試料Ｍの表面状態の検査を行う。図５は、本発明の一
実施形態による荷電粒子ビーム欠陥検査装置の二次ビー
ムＢ２の軌道を示す図である。ここで、図では、理解を
容易にするため、二次光学系２０が備える部材の一部の
図示を省略している。試料Ｍから発生した二次電子のエ
ネルギーは低く、０．５〜２ｅＶ程度である。この二次
電子を二次ビームＢ２として第１前段レンズ２１で加速
しながら集束する。二次ビームＢ２は、続いて開口絞り
ＡＳを通過する。開口絞りＡＳを通過した二次ビームＢ
２は、第２前段レンズ２２によって中間結像面がウィー
ンフィルタＡの中心に設定されるように集束される。ウ
ィーンフィルタＡに一次ビームＢ１とは逆の方向から入
射された二次ビームＢ２は、ウィーンフィルタＡによっ
て電子銃Ｓに至る方向とは異なる方向に導かれ、直進さ
せられ、後段光学系２３によって検出装置３０の検出面
３１に試料Ｍの物体面の拡大像となって結像される。
【００５０】このような構成とされた荷電粒子ビーム欠
陥検査装置は、極子１２，１３，１４，１５の温度上昇
が抑えられるため、真空チェンバー１１内の真空度が向
上し、極子１２，１３，１４，１５の熱変形が抑えられ
て安定な光学的特性が実現されるように構成されてい
る。
陥検査装置は、極子１２，１３，１４，１５の温度上昇
が抑えられるため、真空チェンバー１１内の真空度が向
上し、極子１２，１３，１４，１５の熱変形が抑えられ
て安定な光学的特性が実現されるように構成されてい
る。
【００５１】また、組み立て誤差、エネルギー分散に起
因するウィーンフィルタＡで発生する収差を低減するた
め、ウィーンフィルタＡに中間結像面が設定されるよう
に構成されており、加えて、ウィーンフィルタＡが非一
様な多重極成分の電場と磁場によって非点収差を改善す
るように構成されているので、装置全体の解像度を向上
させることができる。
因するウィーンフィルタＡで発生する収差を低減するた
め、ウィーンフィルタＡに中間結像面が設定されるよう
に構成されており、加えて、ウィーンフィルタＡが非一
様な多重極成分の電場と磁場によって非点収差を改善す
るように構成されているので、装置全体の解像度を向上
させることができる。
【００５２】また、ウィーンフィルタＡの極板部１２
ｃ，１３ｃ，１４ｃ，１５ｃに同じ電圧を追加して印加
すれば、ウィーンフィルタＡに静電レンズとしての機能
を与えることもでき、ウィーンフィルタＡに中間結像面
を設定することにより生じる後段光学系２３への負担を
軽減させることができる。
ｃ，１３ｃ，１４ｃ，１５ｃに同じ電圧を追加して印加
すれば、ウィーンフィルタＡに静電レンズとしての機能
を与えることもでき、ウィーンフィルタＡに中間結像面
を設定することにより生じる後段光学系２３への負担を
軽減させることができる。
【００５３】なお、上記の実施形態では、ウィーンフィ
ルタＡは四つの極子を備える構成とされたが、極子の数
は、それ以上とされていてもよい。これにより、高次の
電場と磁場とを得ることができ、また、組み立て誤差に
伴う電場や磁場の誤差の補正も容易になる。
ルタＡは四つの極子を備える構成とされたが、極子の数
は、それ以上とされていてもよい。これにより、高次の
電場と磁場とを得ることができ、また、組み立て誤差に
伴う電場や磁場の誤差の補正も容易になる。
【００５４】また、極板部は、フェライト等、磁気的に
は接続して、熱的、電気的には絶縁するような物質から
形成され、さらに、軌道側の面が導電性を有する物質に
よってコーティングされるように構成されていてもよ
い。これにより、絶縁部と極板部とを一体に形成するこ
とが可能となり、部品点数の低減を図ることができる。
は接続して、熱的、電気的には絶縁するような物質から
形成され、さらに、軌道側の面が導電性を有する物質に
よってコーティングされるように構成されていてもよ
い。これにより、絶縁部と極板部とを一体に形成するこ
とが可能となり、部品点数の低減を図ることができる。
【００５５】また、複数の極子を備えてなる荷電粒子ビ
ーム制御装置であれば、本発明はウィーンフィルタに限
られないことはいうまでもない。
ーム制御装置であれば、本発明はウィーンフィルタに限
られないことはいうまでもない。
【００５６】
【発明の効果】本発明は、以下に記載されるような効果
を奏する。本発明の第１の観点による荷電粒子ビーム制
御装置によれば、荷電粒子の軌道上に電場と磁場との両
方を生成できる極子は、内部を荷電粒子が通過する真空
容器を貫通させて設けられた極子本体に、この真空容器
の外側で設けられた励磁コイルを備えているので、極子
の温度上昇を抑えて真空容器内の真空度の向上を図るこ
とができる。
を奏する。本発明の第１の観点による荷電粒子ビーム制
御装置によれば、荷電粒子の軌道上に電場と磁場との両
方を生成できる極子は、内部を荷電粒子が通過する真空
容器を貫通させて設けられた極子本体に、この真空容器
の外側で設けられた励磁コイルを備えているので、極子
の温度上昇を抑えて真空容器内の真空度の向上を図るこ
とができる。
【００５７】また、本発明の第２の観点による荷電粒子
ビーム制御装置によれば、極子は、荷電粒子の軌道側と
励磁コイルとの間に、熱絶縁部を有しているので、極子
の温度上昇を抑えて極子の熱変形を防ぐことができ、光
学的特性の変化を防ぐことができる。
ビーム制御装置によれば、極子は、荷電粒子の軌道側と
励磁コイルとの間に、熱絶縁部を有しているので、極子
の温度上昇を抑えて極子の熱変形を防ぐことができ、光
学的特性の変化を防ぐことができる。
【００５８】また、本発明の第５の観点による荷電粒子
ビーム制御装置によれば、極子には、励磁コイルによっ
て発生する熱を大気中に放熱する放熱部が取り付けられ
ているので、極子の温度上昇を抑えることができる。
ビーム制御装置によれば、極子には、励磁コイルによっ
て発生する熱を大気中に放熱する放熱部が取り付けられ
ているので、極子の温度上昇を抑えることができる。
【図１】本発明の一実施形態による荷電粒子ビーム制御
装置としてのウィーンフィルタの構成を示す図である。
装置としてのウィーンフィルタの構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態による荷電粒子ビーム欠陥
検査装置の構成を示す図である。
検査装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による荷電粒子ビーム欠陥
検査装置の一次ビームの軌道を示す図である。
検査装置の一次ビームの軌道を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による荷電粒子ビーム欠陥
検査装置が備えるウィーンフィルタの動作原理を説明す
るための図である。
検査装置が備えるウィーンフィルタの動作原理を説明す
るための図である。
【図５】本発明の一実施形態による荷電粒子ビーム欠陥
検査装置の二次ビームの軌道を示す図である。
検査装置の二次ビームの軌道を示す図である。
【図６】従来の荷電粒子ビーム制御装置としてのウィー
ンフィルタの一例を示す図である。
ンフィルタの一例を示す図である。
１０・・・一次光学系（光学系）
２０・・・二次光学系（光学系）
１１・・・真空チェンバー（真空容器）
１２，１３，１４，１５・・・極子
１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ・・・極子本体
１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂ・・・励磁コイル
１２ｅ，１３ｅ，１４ｅ，１５ｅ・・・絶縁部（熱絶縁
部、電気絶縁部） １２ｆ，１３ｆ，１４ｆ，１５ｆ・・・ヨーク（放熱
部） ３１・・・検出面 Ａ・・・ウィーンフィルタ（荷電粒子ビーム制御装置、
軌道切換装置） Ｂ１・・・一次ビーム Ｂ２・・・二次ビーム Ｓ・・・電子銃（荷電粒子源） Ｍ・・・試料（物体）
部、電気絶縁部） １２ｆ，１３ｆ，１４ｆ，１５ｆ・・・ヨーク（放熱
部） ３１・・・検出面 Ａ・・・ウィーンフィルタ（荷電粒子ビーム制御装置、
軌道切換装置） Ｂ１・・・一次ビーム Ｂ２・・・二次ビーム Ｓ・・・電子銃（荷電粒子源） Ｍ・・・試料（物体）
Claims (14)
- 【請求項１】 内部を荷電粒子が通過する真空容器と、
前記荷電粒子の軌道上に電場と磁場との両方を生成でき
る極子とを備えている荷電粒子ビーム制御装置であっ
て、 前記極子は、前記真空容器を貫通させて設けられた極子
本体と、前記真空容器の外側でこの極子本体に設けられ
た励磁コイルとを備えていることを特徴とする荷電粒子
ビーム制御装置。 - 【請求項２】 荷電粒子が通過する軌道上に電場を生成
するとともに、励磁コイルによって磁場を生成する極子
を備えた荷電粒子ビーム制御装置であって、 前記極子の前記荷電粒子の軌道側と前記励磁コイルとの
間には、磁気的に接続する一方で熱的に絶縁する熱絶縁
部が設けられていることを特徴とする荷電粒子ビーム制
御装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の荷電粒子ビーム制御装
置において、 内部を前記荷電粒子が通過する真空容器を有し、 前記極子は、前記真空容器を貫通させて設けられた極子
本体を有し、前記励磁コイルは、前記真空容器の外側で
この極子本体に設けられていることを特徴とする荷電粒
子ビーム制御装置。 - 【請求項４】 請求項２または請求項３に記載の荷電粒
子ビーム制御装置において、 前記熱絶縁部は、フェライトから形成されていることを
特徴とする荷電粒子ビーム制御装置。 - 【請求項５】 荷電粒子が通過する軌道上に電場を生成
するとともに、励磁コイルによって磁場を生成する極子
を備えた荷電粒子ビーム制御装置であって、 前記極子には、前記励磁コイルによって発生する熱を大
気中に放熱する放熱部が取り付けられていることを特徴
とする荷電粒子ビーム制御装置。 - 【請求項６】 請求項５に記載の荷電粒子ビーム制御装
置において、 前記極子の前記荷電粒子の軌道側と前記励磁コイルとの
間には、磁気的に接続する一方で電気的に絶縁する電気
絶縁部が設けられていることを特徴とする荷電粒子ビー
ム制御装置。 - 【請求項７】 請求項６に記載の荷電粒子ビーム制御装
置において、 前記極子の前記荷電粒子の軌道側と前記励磁コイルとの
間には、磁気的に接続する一方で熱的に絶縁する熱絶縁
部が設けられていることを特徴とする荷電粒子ビーム制
御装置。 - 【請求項８】 請求項６または請求項７に記載の荷電粒
子ビーム制御装置において、 前記熱絶縁部又は前記電気絶縁部は、フェライトから形
成されていることを特徴とする荷電粒子ビーム制御装
置。 - 【請求項９】 請求項６から請求項８のいずれかに記載
の荷電粒子ビーム制御装置において、 前記放熱部は、ヨークとされていることを特徴とする荷
電粒子ビーム制御装置。 - 【請求項１０】 請求項９に記載の荷電粒子ビーム制御
装置において、 内部を前記荷電粒子が通過する真空容器を有し、 前記極子は、前記真空容器を貫通させて設けられた極子
本体を有し、前記励磁コイルは、前記真空容器の外側で
この極子本体に設けられていることを特徴とする荷電粒
子ビーム制御装置。 - 【請求項１１】 請求項１から請求項１０のいずれかに
記載の荷電粒子ビーム制御装置において、 前記極子は、前記荷電粒子の軌道を囲むように複数配置
されていることを特徴とする荷電粒子ビーム制御装置。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載の荷電粒子ビーム制
御装置において、 少なくとも４つの極子を有し、 これらの極子は、所定のエネルギーを有した前記荷電粒
子が電場から受ける力と磁場から受ける力とが互いに逆
向きで平行、かつ、その大きさが等しくなるように、前
記荷電粒子の軌道上に互いに直交する電場と磁場とを生
成するように構成されていることを特徴とする荷電粒子
ビーム制御装置。 - 【請求項１３】 荷電粒子源からの荷電粒子ビームを導
く光学系を備えた荷電粒子ビーム光学装置であって、 前記光学系は、請求項１から請求項１２のいずれかに記
載の荷電粒子ビーム制御装置を少なくとも一つ有してい
ることを特徴とする荷電粒子ビーム光学装置。 - 【請求項１４】 荷電粒子源からの荷電粒子ビームを一
次ビームとして軌道切換装置に入射させ、該軌道切換装
置を通過した前記一次ビームを物体上に照射する一次光
学系と、 前記一次ビームの照射により前記物体から得られる電子
を二次ビームとして前記軌道切換装置に入射させ、該軌
道切換装置によって前記荷電粒子源に至る方向とは異な
る方向に前記二次ビームを導き、検出面に集束させる二
次光学系とを備えてなる荷電粒子ビーム欠陥検査装置で
あって、 前記軌道切換装置は、請求項１２に記載の荷電粒子ビー
ム制御装置とされていることを特徴とする荷電粒子ビー
ム欠陥検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001205011A JP3955447B2 (ja) | 2001-07-05 | 2001-07-05 | 荷電粒子ビーム制御装置及びそれを用いた荷電粒子ビーム光学装置、ならびに荷電粒子ビーム欠陥検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001205011A JP3955447B2 (ja) | 2001-07-05 | 2001-07-05 | 荷電粒子ビーム制御装置及びそれを用いた荷電粒子ビーム光学装置、ならびに荷電粒子ビーム欠陥検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003022772A true JP2003022772A (ja) | 2003-01-24 |
| JP3955447B2 JP3955447B2 (ja) | 2007-08-08 |
Family
ID=19041393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001205011A Expired - Lifetime JP3955447B2 (ja) | 2001-07-05 | 2001-07-05 | 荷電粒子ビーム制御装置及びそれを用いた荷電粒子ビーム光学装置、ならびに荷電粒子ビーム欠陥検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3955447B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007027136A (ja) * | 2005-07-11 | 2007-02-01 | Ict Integrated Circuit Testing Ges Fuer Halbleiterprueftechnik Mbh | 電磁界発生素子及びその組立方法 |
| JP2008503853A (ja) * | 2004-06-21 | 2008-02-07 | アイシーティー インテグレーテッド サーキット テスティング ゲゼルシャフト フィーア ハルプライタープリーフテヒニック エム ベー ハー | 収差補正装置及び収差補正装置を操作するための方法 |
-
2001
- 2001-07-05 JP JP2001205011A patent/JP3955447B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008503853A (ja) * | 2004-06-21 | 2008-02-07 | アイシーティー インテグレーテッド サーキット テスティング ゲゼルシャフト フィーア ハルプライタープリーフテヒニック エム ベー ハー | 収差補正装置及び収差補正装置を操作するための方法 |
| JP4896877B2 (ja) * | 2004-06-21 | 2012-03-14 | アイシーティー インテグレーテッド サーキット テスティング ゲゼルシャフト フィーア ハルプライタープリーフテヒニック エム ベー ハー | 収差補正装置及び収差補正装置を操作するための方法 |
| JP2007027136A (ja) * | 2005-07-11 | 2007-02-01 | Ict Integrated Circuit Testing Ges Fuer Halbleiterprueftechnik Mbh | 電磁界発生素子及びその組立方法 |
| JP4634345B2 (ja) * | 2005-07-11 | 2011-02-16 | イツェーテー インテグレイテッド サーキット テスティング ゲゼルシャフト フュール ハルブライタープリュッフテヒニク ミット ベシュレンクテル ハフツング | 電磁界発生素子及びその組立方法 |
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| JP3955447B2 (ja) | 2007-08-08 |
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