JP7458384B2 - 電子銃および電子銃を備えた荷電粒子線装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子銃および電子銃を備えた荷電粒子線装置に関し、特に引出電極に絞りが設けられた電子銃に好適に使用できる。

走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）のような荷電粒子線装置において、狭エネルギー幅で高輝度の電流を安定して取り出すために、例えばショットキー型または電界放出型の電子銃が用いられている。一般的に、電子銃には、電子源の先端に電子を引き出すために、強電界を発生させる引出電極が備えられ、引出電極には、引出電極を通過する電子を制限するための絞りが設けられている。

特許文献１には、電子銃の引出電極の表面に窪みを設ける技術が開示されている。

特許文献２には、電子銃の引出電極に二段の絞りを設け、これらの表面を炭素によってコーディングする技術が開示されている。

特許文献３には、電子銃の引出電極に二段の絞りを設けることで、絞りを通過する電子ビームの角度を所定の範囲に抑制する技術が開示されている。

特許文献４には、電子銃の電子加速部に永久磁石を配し、永久磁石からの磁界によって、電子源から放出される電子ビームを収束する技術が開示されている。

米国特許出願公開第２０１０／０３２０９４２号明細書 特開２０１３－４５５２５号公報 特開２００８－１１７６６２号公報 国際公開第２００８／１２０４１２号

電子銃の電子源から放出された電子線は、加速電極によって加速され、集束レンズおよび対物レンズなどの電子レンズを介して検査対象の試料に照射される。ここで、例えば走査型電子顕微鏡では、電子線が試料に衝突した際に発生する二次電子を検出し、試料の構造の観察および分析が行われる。

ここで、観察されるメインスポットの周囲に、フレアと呼ばれる明るい領域が発生する場合がある。そうすると、フレアが起因となり、観察像のＳ／Ｎ比の低下および分解能の低下などの問題が発生する。フレアの発生の一因として、電子源から放出された電子線に、電子銃の内部において発生する二次電子が混入している場合が考えられる。従って、電子銃において、電子線に二次電子が混入することを抑制できる技術が望まれ、荷電粒子線装置において、フレアの発生を出来る限り抑制するための技術が望まれる。

その他の課題および新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになる。

本願において開示される実施の形態のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

一実施の形態における電子銃は、電子源と、電子源から電子線を引き出すための引出電極と、引き出された電子線を加速させるための加速電極とを有する。ここで、引出電極には、電子線の一部を通過させるための絞り、絞りから離間するように絞りの上方に位置する第１シールド、および、絞りから離間するように絞りの下方に位置する第２シールドが設けられている。また、絞りには、第１口径を有する第１開口部が設けられ、第１シールドには、第１口径よりも大きい第２口径を有する第２開口部が設けられ、第２シールドには、第１口径よりも大きい第３口径を有する第３開口部が設けられている。

一実施の形態によれば、二次電子の混入が抑制された電子銃を提供できる。また、そのような電子銃を備えた荷電粒子線装置によって得られる観察像の精度を向上できる。

実施の形態１における電子銃を示す断面図である。 実施の形態１における引出電極に設けられた絞りの周辺構造を示す斜視図である。 実施の形態１における荷電粒子線装置を示す模式図である。 検討例における電子銃の要部を示す拡大断面図である。 実施の形態１における電子銃の要部を示す拡大断面図である。 実施の形態１における電子銃の要部を示す拡大断面図である。 実施の形態１における電子銃の要部を示す拡大断面図である。 変形例における電子銃の要部を示す拡大断面図である。

以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。

また、実施の形態で用いられる図面では、図面を見易くするために、断面図であってもハッチングが省略されている場合もある。

（実施の形態１）
以下に図１および図２を用いて、実施の形態１における電子銃ＥＧを説明する。ここで、電子銃ＥＧは、例えばショットキー型の電子銃である。

電子銃ＥＧは、例えばタングステン単結晶からなる電子源１と、電子源１に溶接されたフィラメント７と、電子源１に塗布された酸化ジルコニウム層８と、電子源１の周囲に設けられたサプレッサ電極９とを有する。フィラメント７は、電子源１を加熱するために設けられており、サプレッサ電極９は、フィラメント７から発生する熱電子を抑制するために設けられている。

また、電子銃ＥＧは、電子源１から電子を引き出すために、強電界を発生させる引出電極２と、引き出された電子を所定のエネルギーに加速させるための加速電極３とを有する。

引出電極２には、電子線（一次電子、電子ビーム）Ｅ１の入射角を制限し、電子線Ｅ１の一部を通過させるための絞り４と、絞り４の上方に位置するシールド（電界遮蔽板）５と、絞り４の下方に位置するシールド（電界遮蔽板）６とが設けられている。絞り４およびシールド５は、互いに十分な間隔で離間され、絞り４およびシールド６は、互いに十分な間隔で離間されている。

また、絞り４、シールド５およびシールド６の各々は、導電性材料からなり、高い耐熱性を有する材料からなる。そのような材料は、金属であり、例えばモリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）またはタングステン（Ｗ）を主体とする。また、上記材料には、上記金属の表面に白金パラジウムまたは炭素などがコーティングされている物も含まれる。

図２は、引出電極２に設けられた絞り４、シールド５およびシールド６の周辺を拡大して示した部分的な斜視図である。

絞り４には、開口部ＯＰ４が設けられており、電子源１から放出された電子線Ｅ１の一部が、開口部ＯＰ４の内部を通過する。シールド５およびシールド６には、それぞれ開口部ＯＰ５および開口部ＯＰ６が設けられており、開口部ＯＰ５および開口部ＯＰ６の各々の口径は、開口部ＯＰ４の口径よりも大きい。なお、図２において、開口部ＯＰ４～ＯＰ６の各々は、半円形状として図示されているが、実際には光軸ＯＡを中心とした円形状である。

実施の形態１における電子銃ＥＧの主な特徴は、絞り４の上方にシールド５が設けられ、且つ、絞り４の下方にシールド６が設けられている点と、これらの形状とであるが、このような特徴については、検討例との比較などを通じて、後で詳細に説明する。

以下に、図１における電子銃ＥＧの基本的な動作について説明する。

電子源１の先端は鋭くエッチングされており、電子源１には、接地電位に対して負の電位Ｖ０が印加される。サプレッサ電極９に負の電圧Ｖｓを印加した状態でフィラメント７に電流源Ｉｆから電流を流すと、フィラメント７は加熱され、電子源１に塗布されている酸化ジルコニウム層８は、電子源１の先端に向かって拡散する。ここで、引出電極２に正の電圧Ｖ１を印加すると、電子源１の先端近傍の電界が強くなり、ショットキー効果によって、電子源１の結晶面から引出電極２に向かって電子線Ｅ１が放出される。電子源１から放出された電子線Ｅ１のうち、大部分は絞り４、シールド５およびシールド６を含む引出電極２によって遮蔽されるが、一部は絞り４（開口部ＯＰ４）を通過する。絞り４を通過した電子線Ｅ１は、加速電極３によって加速され、電子銃ＥＧから放出される。

なお、引出電極２に設けられている絞り４、シールド５およびシールド６には、それぞれ同じ電圧が印加され、引出電極２と同様に正の電圧Ｖ１が印加される。

図３は、図１および図２において説明した電子銃ＥＧを備えた荷電粒子線装置１００を示す模式図である。なお、実施の形態１における荷電粒子線装置１００は、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）である。

図３に示されるように、荷電粒子線装置１００は、電子銃ＥＧ、電子レンズ１０、偏向コイル１１、ステージ１２および検出器１４を備える。実際には、これらは一つの筐体に内包され、この筐体には各構成を制御する制御回路なども含まれるが、ここではそれらの図示を省略している。

検査対象となる試料１３を観察する場合には、試料１３はステージ１２上に搭載される。電子銃ＥＧから放出された電子線Ｅ１は、電子レンズ１０によって特定の倍率に縮小され、試料１３に電子スポットとして集束される。電子レンズ１０は、コイルを有する電磁石であり、電子レンズ１０から発生する電磁場が、電子線Ｅ１に集束作用を与えるレンズとして機能する。また、電子線Ｅ１は、偏向コイル１１によって、試料１３のうち所望の位置へ走査される。

検出器１４は、例えば二次電子検出器であり、電子線Ｅ１が試料１３に衝突した際に試料１３から発生した二次電子Ｅ２を検出する。この検出された二次電子Ｅ２の量を明るさとして、検出器１４に電気的に接続された画像処理機器などに表示することで、ＳＥＭ像が得られる。

なお、荷電粒子線装置１００には、このような検出器１４の他に、反射電子を検出するための反射電子検出器、または、試料１３から発生するＸ線のスペクトルを検出し、試料１３の元素解析を行うためのＸ線検出器などが設けられていてもよい。

＜検討例における電子銃の引出電極２の構造と、その問題点＞
図４は、検討例における電子銃の要部を示す拡大断面図であり、引出電極２の構造を示している。また、図４には、引出電極２の周囲に発生している等電位線および二次電子Ｅ３も示されている。

検討例における電子銃および引出電極２は、実施の形態１における電子銃ＥＧおよび引出電極２とほぼ同じ構造を有するが、絞り４の上方および下方にシールド５およびシールド６が設けられていない点で、実施の形態１と相違する。

絞り４の開口部ＯＰ４を通過しない電子線Ｅ１の大部分は、絞り４に衝突し、絞り４に吸収される。しかしながら、図４に示されるように、そのような電子線Ｅ１の一部は、衝突時に二次電子Ｅ３を発生させる。なお、このような二次電子Ｅ３は、実際には多数発生しているが、ここでは一例として一つの二次電子Ｅ３のみが示されている。

絞り４の開口部ＯＰ４付近においては、引出電極２と加速電極３との間に形成される電界の一部が、開口部ＯＰ４の下方から上方へ向かって若干突出している。この突出した電界によって、開口部ＯＰ４付近で発生した二次電子Ｅ３は、絞り４を通過する方向（開口部ＯＰ４の下方側）に力を受け、加速電極３によって更に加速され、電子線Ｅ１に混入し、電子銃ＥＧから放出される。

電子銃ＥＧから放出された二次電子Ｅ３は、電子源１から直接放出された一次電子（メインビーム）である電子線Ｅ１に比べて低エネルギーであるが、荷電粒子線装置１００において、フレアとして観測される。上述のように、フレアは、荷電粒子線装置１００において、観察像のＳ／Ｎ比の低下および分解能の低下などの原因となる。

＜実施の形態１における電子銃ＥＧの主な特徴＞
実施の形態１における電子銃ＥＧは、上記検討例が有する問題を抑制するために考案されたものである。図５は、図４と同様の領域に対応し、実施の形態１における引出電極２の構造を示している。

図５に示されるように、実施の形態１においては、絞り４の上方にシールド５が設けられている。電子線Ｅ１がシールド５または引出電極２に衝突すると、二次電子Ｅ４が発生し、電子線Ｅ１が絞り４に衝突すると、二次電子Ｅ５が発生する。また、開口部ＯＰ６の口径は、開口部ＯＰ４の口径よりも小さいので、電子線Ｅ１はシールド６には衝突しない。すなわち、シールド６からは、二次電子が発生しない。

ここで、シールド５の開口部ＯＰ５付近では、電子銃ＥＧと引出電極２との間に形成された電界の一部が、開口部ＯＰ５の下方へ向かう方向へ若干突出している。また、シールド６の開口部ＯＰ６付近では、加速電極３と引出電極２との間に形成された電界の一部が、開口部ＯＰ６の上方へ向かう方向へ若干突出している。

しかしながら、絞り４は、シールド５およびシールド６から十分な間隔で離れているので、絞り４および開口部ＯＰ４の周囲は、無電界状態となっており、少なくとも開口部ＯＰ４の内部は、無電界である。従って、図５に示されるように、エネルギーの低い二次電子Ｅ４の大部分は、開口部ＯＰ５を通過せず、シールド５または引出電極２の表面に吸収され易くなる。ここで、二次電子Ｅ４の一部が、開口部ＯＰ５を通過して絞り４へ向かう場合もある。しかし、開口部ＯＰ４の口径は、開口部ＯＰ５の口径よりも小さいので、二次電子Ｅ４は、絞り４に遮られ、絞り４の開口部ＯＰ４を通過し難い。

また、絞り４において発生した二次電子Ｅ５は、絞り４および開口部ＯＰ４の周囲が無電界状態であるので、二次電子Ｅ５は、絞り４の表面に吸収され易くなる。なお、エネルギーの高い電子線Ｅ１は、図１などに示されるように、加速電極３側へ向かって開口部ＯＰ４を通過し、電子銃ＥＧから放出される。

以上のように、シールド５および絞り４において発生した二次電子Ｅ４、Ｅ５が、メインビームである電子線Ｅ１に混入することが抑制されるので、荷電粒子線装置１００を用いた観察時におけるフレアの発生が低減される。

以下に、図６および図７を用いて、引出電極２に含まれる絞り４、シールド５およびシールド６の各々の形状の相対関係を説明する。なお、絞り４、シールド５およびシールド６の構造については、上述の図２も参照できる。

また、開口部ＯＰ４における絞り４の側面、開口部ＯＰ５におけるシールド５の側面、および、開口部ＯＰ６におけるシールド６の側面は、それぞれ言い換えれば、断面視における絞り４、シールド５およびシールド６の端部である。従って、以下の説明において、各側面を、絞り４の端部、シールド５の端部およびシールド６の端部として説明することもある。

図６に示されるように、開口部ＯＰ５の口径Ｄ５は、開口部ＯＰ４の口径Ｄ４よりも大きい。また、平面視において、開口部ＯＰ４は、開口部ＯＰ５に重なり、開口部ＯＰ５に内包されている。言い換えれば、シールド５の端部は、絞り４の端部よりも引出電極２の近くに位置している。更に言い換えれば、シールド５の端部は、絞り４の端部よりも光軸ＯＡから離れるように位置している。これは、口径Ｄ５が口径Ｄ４よりも小さい場合、電子線Ｅ１が絞り４に到達するより前に、電子線Ｅ１がシールド５に遮られてしまうからである。基本的に、実施の形態１における電子線Ｅ１の通路は、シールド５の形状ではなく、絞り４の形状によって制御される。

また、シールド５と絞り４との間の距離Ｌ４５は、開口部ＯＰ５の口径Ｄ５と同じであるか、口径Ｄ５よりも大きい。また、シールド６と絞り４との間の距離Ｌ４６は、開口部ＯＰ６の口径Ｄ６と同じであるか、口径Ｄ６よりも大きい。距離Ｌ４５および距離Ｌ４６を大きくすることで、絞り４の周囲は、シールド５およびシールド６からの電界の影響を受け難くなり、無電界状態になり易くなる。更に、「距離Ｌ４５／口径Ｄ５」で定義されるアスペクト比が高くなるので、シールド５付近で発生した二次電子Ｅ４が、絞り４に到達し難くなる。

開口部ＯＰ６の口径Ｄ６は、開口部ＯＰ４の口径Ｄ４よりも大きい。また、平面視において、開口部ＯＰ４は、開口部ＯＰ６に重なり、開口部ＯＰ６に内包されている。言い換えれば、シールド６の端部は、絞り４の端部よりも引出電極２の近くに位置している。更に言い換えれば、シールド６の端部は、絞り４の端部よりも光軸ＯＡから離れるように位置している。これは、口径Ｄ６が口径Ｄ４と同じであるか、口径Ｄ４よりも小さい場合、絞り４を通過した電子線Ｅ１が、シールド６によって遮られてしまうからである。この点について、図７を用いて更に詳しく説明する。

図７に示される電子線領域ＥＡは、電子源１から放出された電子線Ｅ１のうちの一部が絞り４の開口部ＯＰ４を通過する領域を表している。図７では、電子線領域ＥＡは、電子源１の先端と開口部ＯＰ４における絞り４の側面とを結ぶ線、および、開口部ＯＰ４の下方において仮想延長線ＶＥＬに囲まれた領域である。仮想延長線ＶＥＬは、電子源１の先端と開口部ＯＰ４における絞り４の側面とを結ぶ線を引いた場合、この線をシールド６側へ延長させるように引かれた線であり、破線で示されている。

開口部ＯＰ４の下方において、電子線Ｅ１は仮想延長線ＶＥＬの内側（光軸側）へ集束される傾向が強いので、仮想延長線ＶＥＬの外側を通過する電子線Ｅ１は無いか、非常に少ない。

ここで、電子線領域ＥＡを遮らないように、シールド６の開口部ＯＰ６の形状を考慮する必要がある。そのため、シールド６の端部は、仮想延長線ＶＥＬよりも外側に位置していることが望ましく、仮想延長線ＶＥＬよりも引出電極２の近くに位置していることが望ましい。言い換えれば、仮想延長線ＶＥＬが、シールド６に接しないように、且つ、開口部ＯＰ６の内部を通過するように、開口部ＯＰ６の口径Ｄ６が調整されている。

また、口径Ｄ５および口径Ｄ６は、主に、電子線Ｅ１と引出電極２との間の電界の強さ、および、加速電極３と引出電極２との間の電界の強さによって、それぞれ個別に決定される。従って、口径Ｄ５および口径Ｄ６は、同じ長さであってもよいし、互いに異なる長さであってもよい。同様の理由から、距離Ｌ４５および距離Ｌ４６は、同じ長さであってもよいし、互いに異なる長さであってもよい。

しかしながら、口径Ｄ６には図７で説明した仮想延長線ＶＥＬに関する制約があるが、口径Ｄ５にはその制約は無い。従って、シールド５付近で発生する二次電子Ｅ４を低減し、二次電子Ｅ４に起因するフレアをより効率的に抑制するために、口径Ｄ５を口径Ｄ６よりも小さくしてもよい。

以上のように、実施の形態１の電子銃ＥＧを用いれば、電子線Ｅ１に二次電子Ｅ４、Ｅ５が混入することを抑制できる。また、電子銃ＥＧを荷電粒子線装置１００に用いた場合、二次電子Ｅ４、Ｅ５の混入が抑制されているので、フレアの発生が低減し、観察像のＳ／Ｎ比の低下および分解能の低下などの不具合が抑制される。すなわち、荷電粒子線装置１００によって得られる観察像の精度を向上させることができる。

（変形例）
以下に図８を用いて、実施の形態１の変形例を説明する。変形例における電子銃ＥＧでは、引出電極２以外の構造は実施の形態１と同様である。

実施の形態１では、引出電極２に一つのシールド５および一つのシールド６が設けられていたが、変形例では、引出電極２に複数のシールド５および複数のシールド６が設けられている。図８では、複数のシールド５および複数のシールド６の一例として、絞り４の上方に二つのシールド５ａ、５ｂが設けられ、絞り４の下方に二つのシールド６ａ、６ｂが設けられている場合が示されている。

シールド５ｂは、絞り４と離間するように絞り４の上方に位置し、シールド５ａは、シールド５ｂと離間するようにシールド５ｂの上方に位置している。また、シールド６ａは、絞り４と離間するように絞り４の下方に位置し、シールド６ｂは、シールド６ａと離間するようにシールド６ａの上方に位置している。

シールド５ａ、５ｂおよびシールド６ａ、６ｂには、それぞれ同じ電圧が印加され、引出電極２および絞り４と同様に、図１に示される正の電圧Ｖ１が印加される。また、絞り４に最も近いシールド５ｂおよびシールド６ａと、絞り４との間の各々の距離には、図６において説明した距離Ｌ４５および距離Ｌ４６が適用される。

また、シールド５ａ、５ｂの開口部ＯＰ５ａ、ＯＰ５ｂの各々の口径には、シールド５の開口部ＯＰ５と同様に、口径Ｄ５が適用され、シールド６ａ、６ｂの開口部ＯＰ６ａ、ＯＰ６ｂの各々の口径には、シールド６の開口部ＯＰ６と同様に、口径Ｄ６が適用される。

更に、シールド６ａ、６ｂの各々の端部は、図７において説明した理由と同様に、仮想延長線ＶＥＬよりも外側に位置していることが望ましく、仮想延長線ＶＥＬよりも引出電極２の近くに位置していることが望ましい。すなわち、仮想延長線ＶＥＬが開口部ＯＰ６ａ、ＯＰ６ｂの各々の内部を通過するように、開口部ＯＰ６ａ、ＯＰ６ｂの口径Ｄ６は調整されている。

以上のように、引出電極２に複数のシールド５ａ、５ｂおよび複数のシールド６ａ、６ｂが設けられた場合でも、電子線Ｅ１に二次電子Ｅ４、Ｅ５が混入することを抑制できる。また、変形例における電子銃ＥＧを荷電粒子線装置１００に用いた場合にも、観察像のＳ／Ｎ比の低下および分解能の低下などの不具合が抑制される。

なお、シールド５およびシールド６の各々の数は、シールド５ａ、５ｂおよびシールド６ａ、６ｂのような二つに限られず、三つ以上であってもよい。また、シールド５の数とシールド６の数とが異なっていてもよい。

以上、本発明を実施するための形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

例えば、上記実施の形態では、ショットキー型の電子銃ＥＧについて説明したが、電界放出型の電子銃に上記実施の形態で開示した技術を適用することもできる。

また、上記実施の形態では、電子銃ＥＧが搭載された荷電粒子線装置１００の一例として走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）について説明したが、走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ：Scanning Transmission Electron Microscope）または透過電子顕微鏡（ＴＥＭ：Transmission Electron Microscope）に、上記実施の形態で開示した技術を適用することもできる。

また、上記実施の形態において開示した電子銃ＥＧの思想は、電子線を放出する技術に限られず、例えば集束イオンビーム（ＦＩＢ：Focused Ion Beam）装置のように、イオンビームを放出する技術にも適用できる。すなわち、電子源１をイオン源とし、電子銃ＥＧをイオン銃とし、荷電粒子線装置１００をＦＩＢ装置として用いることもできる。その場合には、イオンビーム（一次イオン）が絞り４を通過する際に、大部分のイオンビームがシールド５または絞り４に衝突し、二次イオンが発生するが、上記実施の形態と同様の技術思想によって、二次イオンがイオンビームに混入することを抑制できる。そのため、ＦＩＢ装置において、フレアの発生を抑制できる。

更に、上記実施の形態において開示した電子銃ＥＧは、観察像を得るための検査装置に限られず、単に電子線またはイオンビームを放出するための機構として、幅広い技術分野に適用できる。

１ 電子源
２ 引出電極
３ 加速電極
４ 絞り
５、５ａ、５ｂ シールド（電界遮蔽板）
６、６ａ、６ｂ シールド（電界遮蔽板）
７ フィラメント
８ 酸化ジルコニウム層
９ サプレッサ電極
１０ 電子レンズ
１１ 偏向コイル
１２ ステージ
１３ 試料
１４ 検出器
１００ 荷電粒子線装置
Ｄ４～Ｄ６ 口径
Ｅ１ 電子線（一次電子、電子ビーム）
Ｅ２～Ｅ５ 二次電子
ＥＡ 電子線領域
ＥＧ 電子銃
Ｉｆ 電流源
Ｌ４５、Ｌ４６ 距離
ＯＡ 光軸
ＯＰ４ 開口部
ＯＰ５、ＯＰ５ａ、ＯＰ５ｂ 開口部
ＯＰ６、ＯＰ６ａ、ＯＰ６ｂ 開口部

Claims (11)

1. 電子源と、
   前記電子源から電子線を引き出すための引出電極と、
   引き出された前記電子線を加速させるための加速電極と、
   を有し、
   前記引出電極には、前記電子線の一部を通過させるための絞り、前記絞りから離間するように前記絞りの上方に位置する第１シールド、および、前記絞りから離間するように前記絞りの下方に位置する第２シールドが設けられ、
   前記絞りには、第１口径を有する第１開口部が設けられ、
   前記第１シールドには、前記第１口径よりも大きい第２口径を有する第２開口部が設けられ、
   前記第２シールドには、前記第１口径よりも大きい第３口径を有する第３開口部が設けられ、
   前記引出電極、前記絞り、前記第１シールドおよび前記第２シールドには、同じ電圧が印加され、
   少なくとも前記引出電極に設けられた前記絞りの前記第１開口部の内部は、無電界であり、
   前記電子線は、無電界状態になっている前記第１開口部の内部を通過する、電子銃。
2. 請求項１に記載の電子銃において、
   平面視において、前記第１開口部は、前記第２開口部および前記第３開口部に内包されている、電子銃。
3. 請求項１に記載の電子銃において、
   前記絞りと前記第１シールドとの間の第１距離は、前記第２口径と同じであるか、前記第２口径よりも大きい、電子銃。
4. 請求項３に記載の電子銃において、
   前記絞りと前記第２シールドとの間の第２距離は、前記第３口径と同じであるか、前記第３口径よりも大きい、電子銃。
5. 請求項１に記載の電子銃において、
   前記電子源の先端と、前記第１開口部における前記絞りの側面とを結ぶ線を引いた場合、前記線を前記第２シールド側へ延長させた仮想延長線は、前記第３開口部の内部を通過する、電子銃。
6. 請求項５に記載の電子銃において、
   前記第２口径は、前記第３口径よりも小さい、電子銃。
7. 請求項１に記載の電子銃において、
   前記引出電極には、前記第１シールドから離間するように前記第１シールドの上方に位置する第３シールド、および、前記第２シールドから離間するように前記第２シールドの下方に位置する第４シールドが設けられ、
   前記第３シールドには、前記第１口径よりも大きい第４口径を有する第４開口部が設けられ、
   前記第４シールドには、前記第１口径よりも大きい第５口径を有する第５開口部が設けられている、電子銃。
8. 請求項１に記載の電子銃において、
   前記絞り、前記第１シールドおよび前記第２シールドは、それぞれ導電性材料からなる、電子銃。
9. 請求項８に記載の電子銃において、
   前記導電性材料は、モリブデン、タンタルまたはタングステンを主体とする、電子銃。
10. 請求項１に記載の電子銃を備えた荷電粒子線装置。
11. 請求項１０に記載の荷電粒子線装置において、
    その上に試料を搭載可能なステージと、
    前記電子銃から放出された前記電子線を集束させるための電子レンズと、
    前記試料が前記ステージ上に搭載された場合、前記電子線を前記試料のうち所望の位置へ走査するための偏向コイルと、
    を更に有する、荷電粒子線装置。

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