JP4514720B2 - 結像装置、帯電粒子装置、帯電粒子結像装置を動作する方法、及び帯電粒子装置を動作する方法 - Google Patents
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Description
2 ウィーンフィルタ、ウィーンフィルタ/4極子要素
2’ 円形レンズ
3 第2レンズ、対物レンズ
4 第1アパーチャ、電子選択要素
5 第2アパーチャ
6 第1開口
7 第2開口
8、9 基本軌跡
10 電子ビームカラム
11 ハウジング
12 試験片室
13 試験片
14 光学軸
15 エミッタ
16 アノードレンズ
17 対物レンズ
20、21 帯電粒子ビーム
30 ビーム経路
122、132、134 ウィーンフィルタ
121、131 帯電粒子
502、503、522、523 静電極
512、513 磁極
532〜535 磁気4極子
W1、W2 開口幅
Z1 中間像面
Z2 ウィーンフィルタの中心
Z3 中間物体面
Claims (33)
- 第1レンズ(1)と、
第1アパーチャ手段(4)と、
第1開口および第2開口を有し、2*m極子要素(502、503、522、523、532〜535)、m=2をさらに備えるウィーンフィルタ(2)と、
第2アパーチャ手段(5)と、
第2レンズ(3)と
を備え、
前記第1レンズ(1)が、前記ウィーンフィルタ(2)の前記第1開口(6)の上流に配置され、前記第2レンズ(3)が、前記ウィーンフィルタ(2)の前記第2開口(7)の下流に配置され、前記第1レンズ(1)の中間像面(Z1)が、前記第1開口(6)と前記第1レンズ(1)との間に位置し、前記第2レンズ(3)の中間物体面(Z3)が、前記第2開口(7)と前記第2レンズ(3)との間に位置し、
前記ウィーンフィルタ(2)が、前記第1レンズ(1)の前記中間像面(Z1)において形成される無収差像を、前記第2レンズ(3)の前記中間物体面(Z3)において形成される無収差像に分散なし撮像するように適合され、
前記第1アパーチャ手段(4)が、前記第1レンズ(1)と前記ウィーンフィルタ(2)との間に配置され、あるいは、前記第1アパーチャ手段(4)が、前記第1レンズ(1)または前記ウィーンフィルタ(2)と一体であり、
前記第2アパーチャ手段(5)が、前記ウィーンフィルタ(2)と前記第2レンズ(3)との間に配置され、あるいは、前記第2アパーチャ手段(5)が、前記第2レンズ(3)または前記ウィーンフィルタ(2)と一体である、結像装置。 - 前記ウィーンフィルタ(2)が、前記ウィーンフィルタ内において、x−z面における軸方向基本軌跡(8)が、前記ウィーンフィルタ(2)の中心(Z2)に関して反対称であるようにさらに適合される、請求項1に記載の装置。
- 前記ウィーンフィルタ(2)が、前記ウィーンフィルタ内において、y−z面における軸方向基本軌跡(9)が、前記ウィーンフィルタ(2)の中心(Z2)に関して反対称であるようにさらに適合される、請求項1または2に記載の装置。
- x−z面およびy−z面における前記反対称軸方向基本軌跡(8、9)が、前記ウィーンフィルタの前記中心において前記ウィーンフィルタ内に単一の交差を有し、それにより、1つの中間無収差像(Z2)が、前記ウィーンフィルタの前記中心において前記ウィーンフィルタ内に形成される、請求項3に記載の装置。
- 前記ウィーンフィルタ(2)が、前記ウィーンフィルタ内において、y−x面における軸方向基本軌跡(9)が、前記ウィーンフィルタ(2)の前記中心(Z2)に関して対称であるようにさらに適合され、それにより、非点収差中間像(Z2)が、前記ウィーンフィルタの前記中心において形成される、請求項1または2に記載の装置。
- 前記中間像面(Z1)および前記中間物体面(Z3)が、前記ウィーンフィルタ(2)の外部に位置し、かつ前記ウィーンフィルタの前記中心(X2)から同じ距離だけ離れて位置する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の装置。
- 帯電粒子ビームの分散が、前記第2レンズ(3)の前記中間物体面(Z3)において形成される前記無収差像の面においてのみ消失する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の装置。
- 帯電粒子ビームの分散が、前記第2レンズ(3)の前記中間物体面(Z3)において形成される前記無収差像の前記面、および前記第2レンズ(3)の前記中間物体面(Z3)において形成される前記無収差像の前記面の下流にあるすべての面において消失する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の装置。
- 前記2*m極子要素が、4極子要素である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の装置。
- 前記第1レンズ(1)が、前記第1アパーチャ手段(4)の面において帯電粒子ビームを集束させるように適合される、請求項1〜9のいずれか一項に記載の装置。
- 前記第1アパーチャ手段および/または第2アパーチャ手段(4、5)が、1μmから15μmの範囲の幅を有する開口を備える、請求項1〜10のいずれか一項に記載の装置。
- 前記ウィーンフィルタ(2)が、2*n、n=1の追加の中間無収差像を形成するようにさらに適合され、nの中間無収差像が、前記第1開口と前記ウィーンフィルタ(2)の中心との間に形成され、nの中間無収差像が、前記ウィーンフィルタ(2)の中心と前記第2開口との間に形成される、請求項1〜11のいずれか一項に記載の装置。
- 帯電粒子源(15)、および請求項1〜12のいずれか一項に記載の結像装置を備え、高プローブ電流モードとモノクロメータモードとの間において切り替えるように適合される、帯電粒子装置。
- 前記高プローブ電流モードにおいて、前記ウィーンフィルタ(2)が、前記第1レンズ(1)の中間像面(Z1)において形成される無収差像を、前記第2レンズ(3)の前記中間物体面(Z3)において形成される無収差像に分散なし撮像するように適合され、前記第1レンズ(1)が、前記ウィーンフィルタの前記第1開口(6)の近傍の面において帯電粒子のビームを集束させるように適合される、請求項13に記載の装置。
- 前記高プローブ電流モードにおいて、前記ウィーンフィルタ(2)が、前記第1レンズ(1)の中間像面(Z1)において形成される無収差像を、前記第2レンズ(3)の前記中間物体面(Z3)において形成される無収差像に分散なし撮像するように適合され、前記第1レンズ(1)が、前記第1アパーチャ手段(4)の面において帯電粒子のビームを集束させるように適合される、請求項13に記載の装置。
- 前記モノクロメータモードにおいて、前記2*m極子要素が、x−z面において前記ウィーンフィルタの集束効果を消去し、かつy−z面において集束させるように適合され、前記第1レンズ(1)が、前記ウィーンフィルタの前記中心(Z2)における面において帯電粒子ビームを集束させるように適合される、請求項13に記載の装置。
- 前記第2レンズ(3)が、帯電粒子ビームをサンプル(13)の上に集束させるように適合される、請求項13〜16のいずれか一項に記載の装置。
- 帯電粒子ビームをサンプル(13)の上に集束させる対物レンズ(8)をさらに備え、前記対物レンズ(8)が、前記第2レンズ(3)と前記サンプル(13)との間に配置される、請求項13〜16のいずれか一項に記載の装置。
- 前記帯電粒子源(15)と前記第1レンズ(1)との間に配置されるアノードレンズ(16)をさらに備える、請求項13〜18のいずれか一項に記載の装置。
- (a)第1レンズの中間像面において無収差像を形成するステップと、
(b)前記無収差像を第2レンズの中間物体面に分散なし撮像するステップと、
(c)前記第2レンズの前記中間物体面において無収差像を形成するステップとを含み、
ステップ(a)の前記無収差像が、前記第1レンズとウィーンフィルタとの間に、第1アパーチャ手段を配置することによって形成され、あるいは、前記第1アパーチャ手段を、前記第1レンズまたは前記ウィーンフィルタと一体にすることにより形成され、
ステップ(b)において、2*m極子要素、m=2を備える前記ウィーンフィルタの調節により、前記無収差像が分散なし撮像され、
ステップ(c)の前記無収差像が、前記第2レンズと前記ウィーンフィルタとの間に、第2アパーチャ手段を配置することによって形成され、あるいは、前記第2アパーチャ手段を、前記第2レンズまたは前記ウィーンフィルタと一体にすることにより形成される、帯電粒子結像装置を動作する方法。 - ステップ(b)において、前記ウィーンフィルタ内において、x−z面における軸方向基本軌跡(8)が、前記ウィーンフィルタの中心に関して反対称である、請求項20に記載の方法。
- ステップ(b)において、前記ウィーンフィルタ内において、y−z面における軸方向基本軌跡(9)が、前記ウィーンフィルタの中心に関して反対称である、請求項21に記載の方法。
- x−z面およびy−z面における前記反対称軸方向基本軌跡の前記単一交差が、前記ウィーンフィルタ内において生成されるように、前記ウィーンフィルタが適合され、それにより、1つの中間無収差像が、前記ウィーンフィルタの前記中心において前記ウィーンフィルタ内に形成される、請求項22に記載の方法。
- ステップ(b)が、前記ウィーンフィルタ内において、y−z面における軸方向基本軌跡が、前記ウィーンフィルタの中心に関して対称であるように、前記ウィーンフィルタを調節するステップをさらに含む、請求項21に記載の方法。
- ステップ(a)の前記無収差像が、前記ウィーンフィルタの上流開口の面において、帯電粒子ビームを集束させることによって形成される、請求項20〜24のいずれか一項に記載の方法。
- ステップ(a)の前記無収差像が、前記第1レンズと前記ウィーンフィルタの前記上流開口との間に位置する前記第1アパーチャ手段の面において帯電粒子ビームを集束させることによって形成される、請求項20〜24のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ウィーンフィルタが、2*n、n=1の追加の中間無収差像を形成するようにさらに適合され、nの中間無収差像が、前記ウィーンフィルタの上流開口と中心との間に形成され、nの中間無収差像が、前記ウィーンフィルタの中心と下流開口との間に形成される、請求項21〜26のいずれか一項に記載の方法。
- 前記無収差像が、前記帯電粒子源の像である、請求項20〜27のいずれか一項に記載の方法。
- プローブ電流が、前記第1アパーチャに関して前記第1レンズの下流において帯電粒子ビームの交差位置を変更することによって連続的に調節される、請求項20〜28のいずれか一項に記載の方法。
- 第1レンズ、第1アパーチャ手段、ウィーンフィルタ、第2アパーチャ手段、及び第2レンズを備え、
前記ウィーンフィルタが、2*m極子要素、m=2を含み、
前記第1アパーチャ手段が、前記第1レンズと前記ウィーンフィルタとの間に配置され、あるいは、前記第1アパーチャ手段が、前記第1レンズまたは前記ウィーンフィルタと一体であり、
前記第2アパーチャ手段が、前記ウィーンフィルタと前記第2レンズとの間に配置され、あるいは、第2アパーチャ手段が、前記第2レンズまたは前記ウィーンフィルタと一体である帯電粒子装置を動作する方法であって、
(a)高プローブ電流モードまたはモノクロメータモードにおいて前記帯電粒子装置を動作するステップと、
(b)前記帯電粒子装置をモノクロメータモードまたは高プローブ電流モードに切り替えるステップとを含む、方法。 - 前記高プローブ電流モードが、前記第1レンズの中間像面に形成される無収差像を、前記第2レンズの中間物体面に形成される無収差像に分散なし撮像するように、前記2*m極子要素、m=2を備える前記ウィーンフィルタを調節し、前記ウィーンフィルタの上流開口の面において前記帯電粒子のビームを集束させるように前記第1レンズをさらに調節する他のステップを含む、請求項30に記載の方法。
- 前記高プローブ電流モードが、前記第1レンズの中間像面において形成される無収差像を、前記第2レンズの中間物体面において形成される無収差像に分散なし撮像するように、前記2*m極子要素、m=2を備える前記ウィーンフィルタを調節し、前記第1アパーチャ手段の面において前記帯電粒子のビームを集束させるように前記第1レンズをさらに調節する他のステップを含む、請求項30に記載の方法。
- 前記モノクロメータモードが、x−z面において前記ウィーンフィルタの集束効果を消去し、y−z面において集束させるように前記2*m極子要素を調節し、前記ウィーンフィルタの中心における面において帯電粒子ビームを集束させるように前記第1レンズを調節する他のステップを含む、請求項30〜32のいずれか一項に記載の方法。
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