JPH06251739A - 静電レンズ - Google Patents
静電レンズInfo
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- JPH06251739A JPH06251739A JP3320793A JP3320793A JPH06251739A JP H06251739 A JPH06251739 A JP H06251739A JP 3320793 A JP3320793 A JP 3320793A JP 3320793 A JP3320793 A JP 3320793A JP H06251739 A JPH06251739 A JP H06251739A
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- Japan
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- high voltage
- electrostatic lens
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- lens
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高電圧を印加するようにした静電レンズにお
いて、高速でのレンズの制御を可能とする静電レンズを
実現する。 【構成】 静電レンズは中心電極３０と外側電極３１．
３２の３極構造となっている。外側電極３１，３２は電
気的に接続されており、中心電極３０には高圧回路３３
から高電圧が印加され、外側電極３１，３２には高圧回
路３４から高電圧が印加される。静電レンズ強度を細か
く変化させる場合、高圧回路３４から外側電極３１，３
２に印加する電圧を数百Ｖから数ｋＶの範囲で変化させ
る。この電圧変化に応じて、中心電極３０と外側電極３
１，３２との間の電位差は微小に変化し、イオンビーム
の集束の程度を微小に変化させることができる。
いて、高速でのレンズの制御を可能とする静電レンズを
実現する。 【構成】 静電レンズは中心電極３０と外側電極３１．
３２の３極構造となっている。外側電極３１，３２は電
気的に接続されており、中心電極３０には高圧回路３３
から高電圧が印加され、外側電極３１，３２には高圧回
路３４から高電圧が印加される。静電レンズ強度を細か
く変化させる場合、高圧回路３４から外側電極３１，３
２に印加する電圧を数百Ｖから数ｋＶの範囲で変化させ
る。この電圧変化に応じて、中心電極３０と外側電極３
１，３２との間の電位差は微小に変化し、イオンビーム
の集束の程度を微小に変化させることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、イオン顕微鏡などの集
束イオンビーム装置に用いて最適な静電レンズに関す
る。
束イオンビーム装置に用いて最適な静電レンズに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図１は一般的なイオン顕微鏡を示してお
り、１はイオンエミッター、２は引き出し電極であり、
エミッター１と電極２との間には高圧回路３より高電圧
が印加される。引き出し電極２から発生したイオンビー
ムＩＢは、コンデンサレンズ４，対物レンズ５によって
試料６上に細く集束される。コンデンサレンズ４，対物
レンズ５は、アインツェル型の静電レンズであり、それ
ぞれ中心電極７，８と接地電位の外側電極９，１０とを
有している。中心電極７には高圧回路１１から高電圧が
印加され、中心電極８には高圧回路１２から高電圧が印
加される。なお、イオン顕微鏡のレンズは、その集束す
る対象がイオンであり、その質量が電子の２０００倍以
上もあるために、磁石を利用した電磁レンズを使用する
ことができない。そのため、このような静電レンズを用
いている。
り、１はイオンエミッター、２は引き出し電極であり、
エミッター１と電極２との間には高圧回路３より高電圧
が印加される。引き出し電極２から発生したイオンビー
ムＩＢは、コンデンサレンズ４，対物レンズ５によって
試料６上に細く集束される。コンデンサレンズ４，対物
レンズ５は、アインツェル型の静電レンズであり、それ
ぞれ中心電極７，８と接地電位の外側電極９，１０とを
有している。中心電極７には高圧回路１１から高電圧が
印加され、中心電極８には高圧回路１２から高電圧が印
加される。なお、イオン顕微鏡のレンズは、その集束す
る対象がイオンであり、その質量が電子の２０００倍以
上もあるために、磁石を利用した電磁レンズを使用する
ことができない。そのため、このような静電レンズを用
いている。
【０００３】１３はアライメント電極であり、アライメ
ント回路１４からアライメント用の電圧が印加され、イ
オンビームＩＢの軸合わせを行なう。１５は偏向電極で
あり、走査回路１６から試料６上でイオンビームを走査
するための走査信号が供給される。１７は非点補正電極
であり、非点補正回路１８から非点補正電圧が印加され
る。上記した各回路３，１１，１２，１４，１６，１８
は、ＣＰＵ１９からインターフェース２０，２１，２
２，２３，２４，２５を介して制御される。このような
構成の動作を次に説明する。
ント回路１４からアライメント用の電圧が印加され、イ
オンビームＩＢの軸合わせを行なう。１５は偏向電極で
あり、走査回路１６から試料６上でイオンビームを走査
するための走査信号が供給される。１７は非点補正電極
であり、非点補正回路１８から非点補正電圧が印加され
る。上記した各回路３，１１，１２，１４，１６，１８
は、ＣＰＵ１９からインターフェース２０，２１，２
２，２３，２４，２５を介して制御される。このような
構成の動作を次に説明する。
【０００４】イオンビームＩＢは引き出し電極２から引
き出され、コンデンサレンズ４と対物レンズ５によって
試料６上に細く集束される。試料６上のイオンビームの
照射位置は、偏向電極１５に走査回路１６から走査信号
を供給することによって走査される。試料６へのイオン
ビームの照射に基づいて発生した２次電子や２次イオン
は、図示していない検出器によって検出される。この検
出信号はフレームメモリー２６に記憶される。このフレ
ームメモリー２６に記憶された信号は適宜読み出され、
陰極線管などの表示装置に供給されて試料の走査像が表
示される。
き出され、コンデンサレンズ４と対物レンズ５によって
試料６上に細く集束される。試料６上のイオンビームの
照射位置は、偏向電極１５に走査回路１６から走査信号
を供給することによって走査される。試料６へのイオン
ビームの照射に基づいて発生した２次電子や２次イオン
は、図示していない検出器によって検出される。この検
出信号はフレームメモリー２６に記憶される。このフレ
ームメモリー２６に記憶された信号は適宜読み出され、
陰極線管などの表示装置に供給されて試料の走査像が表
示される。
【０００５】なお、試料６に照射されるイオンビームの
軸合わせはアライメント電極１３にアライメント回路１
４から必要な電圧を印加することによって行われ、ま
た、イオンビームの非点の補正は、非点補正電極１７に
非点補正回路１８から補正電圧を印加することによって
行われる。
軸合わせはアライメント電極１３にアライメント回路１
４から必要な電圧を印加することによって行われ、ま
た、イオンビームの非点の補正は、非点補正電極１７に
非点補正回路１８から補正電圧を印加することによって
行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記した装置におい
て、イオンビームＩＢの加速電圧を高くするにつれ、静
電レンズ４，５の中心電極７，８に印加する電圧は高電
圧となる。この電圧は通常１０ｋＶ〜１００ｋＶ程度と
なる。しかしながら、印加する電圧が高電圧になるほど
電圧を印加する電気回路や電圧供給ケーブルの容量によ
り、回路の周波数特性が悪くなり、高速でのイオンビー
ムの制御が困難となる。
て、イオンビームＩＢの加速電圧を高くするにつれ、静
電レンズ４，５の中心電極７，８に印加する電圧は高電
圧となる。この電圧は通常１０ｋＶ〜１００ｋＶ程度と
なる。しかしながら、印加する電圧が高電圧になるほど
電圧を印加する電気回路や電圧供給ケーブルの容量によ
り、回路の周波数特性が悪くなり、高速でのイオンビー
ムの制御が困難となる。
【０００７】例えば、１００ｋＶ程度の高電圧電源で
は、電圧を変化させようとしてもそのレスポンスは２０
０msec〜５００msec程度である。一方、通常の走査電子
顕微鏡で使用される電磁レンズのレスポンスはコア付き
コイルを用いた場合は数msecであり、また、空芯コイル
を用いた場合は数μsec オーダーとなって極めて速い制
御が可能である。そのため、上記装置では、通常の走査
電子顕微鏡で行われているような、イオンビームの自動
焦点合わせ動作や、傾斜した試料の全視野をジャストフ
ォーカスで観察するダイナミックフォーカス動作や、鏡
筒の電圧軸合わせなどを高速で行うことが非常に困難と
なる。
は、電圧を変化させようとしてもそのレスポンスは２０
０msec〜５００msec程度である。一方、通常の走査電子
顕微鏡で使用される電磁レンズのレスポンスはコア付き
コイルを用いた場合は数msecであり、また、空芯コイル
を用いた場合は数μsec オーダーとなって極めて速い制
御が可能である。そのため、上記装置では、通常の走査
電子顕微鏡で行われているような、イオンビームの自動
焦点合わせ動作や、傾斜した試料の全視野をジャストフ
ォーカスで観察するダイナミックフォーカス動作や、鏡
筒の電圧軸合わせなどを高速で行うことが非常に困難と
なる。
【０００８】別の方法として、上記した静電レンズを主
のレンズとして、主レンズに接近して補助の静電レンズ
を配置し、この補助静電レンズのレンズ強度を変化さ
せ、イオンビームの焦点合わせなどを行わせることも考
えられる。しかしながら、主静電レンズと補助静電レン
ズを用いると、両レンズ間の軸ずれが問題となり、実際
の使用に耐えられない。
のレンズとして、主レンズに接近して補助の静電レンズ
を配置し、この補助静電レンズのレンズ強度を変化さ
せ、イオンビームの焦点合わせなどを行わせることも考
えられる。しかしながら、主静電レンズと補助静電レン
ズを用いると、両レンズ間の軸ずれが問題となり、実際
の使用に耐えられない。
【０００９】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、高電圧を印加するようにした静電
レンズにおいて、高速でのレンズの制御を可能とする静
電レンズを実現するにある。
もので、その目的は、高電圧を印加するようにした静電
レンズにおいて、高速でのレンズの制御を可能とする静
電レンズを実現するにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に基づく静電レン
ズは、比較的高い電圧が印加される第１の電極と、第１
の電極と一体となって静電レンズ作用を行なうための第
１の電極より低い電圧が印加される第２の電極とを備え
ており、第２の電極に印加する電圧を制御することによ
り、静電レンズ強度を変えるように構成したことを特徴
としている。
ズは、比較的高い電圧が印加される第１の電極と、第１
の電極と一体となって静電レンズ作用を行なうための第
１の電極より低い電圧が印加される第２の電極とを備え
ており、第２の電極に印加する電圧を制御することによ
り、静電レンズ強度を変えるように構成したことを特徴
としている。
【００１１】
【作用】本発明に基づく静電レンズは、静電レンズ作用
を行なうための２枚の電極のうち一方に比較的高い電圧
を印加し、他方の電極に低い電圧を印加し、他方の電極
の印加電圧を制御することによって静電レンズ強度を変
化させる。
を行なうための２枚の電極のうち一方に比較的高い電圧
を印加し、他方の電極に低い電圧を印加し、他方の電極
の印加電圧を制御することによって静電レンズ強度を変
化させる。
【００１２】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳
細に説明する。図２は本発明に基づく静電レンズの一実
施例を示しており、この静電レンズは中心電極３０と外
側電極３１．３２の３極構造となっている。各電極は円
盤状に形成されており、それぞれ中心部分にはイオンビ
ーム通過開口が穿たれている。外側電極３１，３２は電
気的に接続されており、中心電極３０には高圧回路３３
から高電圧が印加され、外側電極３１，３２には高圧回
路３４から高電圧が印加される。このような構造の動作
を次に説明する。
細に説明する。図２は本発明に基づく静電レンズの一実
施例を示しており、この静電レンズは中心電極３０と外
側電極３１．３２の３極構造となっている。各電極は円
盤状に形成されており、それぞれ中心部分にはイオンビ
ーム通過開口が穿たれている。外側電極３１，３２は電
気的に接続されており、中心電極３０には高圧回路３３
から高電圧が印加され、外側電極３１，３２には高圧回
路３４から高電圧が印加される。このような構造の動作
を次に説明する。
【００１３】中心電極３０には高圧回路３３から例えば
５０ｋＶ程度の高電圧が印加され、従来は接地電位とさ
れていた外側電極３１，３２には、高圧回路３４から、
例えば１ｋＶ程度の比較的低い高電圧が印加される。こ
の静電レンズは、中心電極３０と外側電極３１，３２と
の間の電位差に応じた静電レンズ作用を行ない、各電極
の中心開口を通過するイオンビームＩＢを集束する。
５０ｋＶ程度の高電圧が印加され、従来は接地電位とさ
れていた外側電極３１，３２には、高圧回路３４から、
例えば１ｋＶ程度の比較的低い高電圧が印加される。こ
の静電レンズは、中心電極３０と外側電極３１，３２と
の間の電位差に応じた静電レンズ作用を行ない、各電極
の中心開口を通過するイオンビームＩＢを集束する。
【００１４】ここで、静電レンズ強度を細かく変化させ
る場合、高圧回路３４から外側電極３１，３２に印加す
る電圧を数百Ｖから数ｋＶの範囲で変化させる。この電
圧変化に応じて、中心電極３０と外側電極３１，３２と
の間の電位差は微小に変化し、イオンビームの集束の程
度を微小に変化させることができる。この高圧回路３４
は、１ｋＶ前後の電圧を発生させるもので、電圧を供給
するケーブルの耐圧や回路設計が容易となるばかりでな
く、その周波数特性も数msecのオーダーとすることがで
きる。その結果、この外側電極３１，３２に印加する電
圧を変化させることにより、イオンビームの自動焦点合
わせ動作や、傾斜した試料の全視野をジャストフォーカ
スで観察するダイナミックフォーカス動作や、鏡筒の電
圧軸合わせなどを高速で行うことが可能となる。
る場合、高圧回路３４から外側電極３１，３２に印加す
る電圧を数百Ｖから数ｋＶの範囲で変化させる。この電
圧変化に応じて、中心電極３０と外側電極３１，３２と
の間の電位差は微小に変化し、イオンビームの集束の程
度を微小に変化させることができる。この高圧回路３４
は、１ｋＶ前後の電圧を発生させるもので、電圧を供給
するケーブルの耐圧や回路設計が容易となるばかりでな
く、その周波数特性も数msecのオーダーとすることがで
きる。その結果、この外側電極３１，３２に印加する電
圧を変化させることにより、イオンビームの自動焦点合
わせ動作や、傾斜した試料の全視野をジャストフォーカ
スで観察するダイナミックフォーカス動作や、鏡筒の電
圧軸合わせなどを高速で行うことが可能となる。
【００１５】図３は本発明の他の実施例を示しており、
この実施例では、中心電極３０に高圧回路３４から５０
ｋＶ程度の高電圧を印加し、外側電極３１，３２の一方
の電極３１を接地電位とし、他方の電極３２に高圧回路
３４から１ｋＶ前後の電圧を印加するように構成してい
る。このような構成でも高圧回路３４から外側電極３２
に印加される電圧を微小変化させることにより、高速に
静電レンズ強度を変化させることができる。なお、外側
電極３２を接地電位とし、外側電極３１に高圧回路３４
から制御電圧を印加するように構成しても良い。
この実施例では、中心電極３０に高圧回路３４から５０
ｋＶ程度の高電圧を印加し、外側電極３１，３２の一方
の電極３１を接地電位とし、他方の電極３２に高圧回路
３４から１ｋＶ前後の電圧を印加するように構成してい
る。このような構成でも高圧回路３４から外側電極３２
に印加される電圧を微小変化させることにより、高速に
静電レンズ強度を変化させることができる。なお、外側
電極３２を接地電位とし、外側電極３１に高圧回路３４
から制御電圧を印加するように構成しても良い。
【００１６】以上本発明の実施例を詳述したが、本発明
はこの実施例に限定されない。例えば、３枚電極構成の
静電レンズを例に説明したが、２枚電極構成の静電レン
ズで、一方の電極に比較的高い電圧を印加し、他方の電
極に比較的低い制御電圧を印加するようにしても良い。
はこの実施例に限定されない。例えば、３枚電極構成の
静電レンズを例に説明したが、２枚電極構成の静電レン
ズで、一方の電極に比較的高い電圧を印加し、他方の電
極に比較的低い制御電圧を印加するようにしても良い。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に基づく静
電レンズは、静電レンズ作用を行なうための２枚の電極
のうち一方に比較的高い電圧を印加し、他方の電極に低
い電圧を印加し、他方の電極の印加電圧を制御すること
によって静電レンズ強度を変化させるように構成したの
で、高電圧を印加するようにした静電レンズにおいて、
高速でのレンズの制御が可能となる。その結果、イオン
ビームの自動焦点合わせ動作や、傾斜した試料の全視野
をジャストフォーカスで観察するダイナミックフォーカ
ス動作や、鏡筒の電圧軸合わせなどを高速で行うことが
可能となる。
電レンズは、静電レンズ作用を行なうための２枚の電極
のうち一方に比較的高い電圧を印加し、他方の電極に低
い電圧を印加し、他方の電極の印加電圧を制御すること
によって静電レンズ強度を変化させるように構成したの
で、高電圧を印加するようにした静電レンズにおいて、
高速でのレンズの制御が可能となる。その結果、イオン
ビームの自動焦点合わせ動作や、傾斜した試料の全視野
をジャストフォーカスで観察するダイナミックフォーカ
ス動作や、鏡筒の電圧軸合わせなどを高速で行うことが
可能となる。
【図１】従来のイオンビーム装置を示す図である。
【図２】本発明の一実施例を示す図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す図である。
３０ 中心電極 ３１，３２ 外側電極 ３３，３４ 高圧回路
Claims (1)
- 【請求項１】 比較的高い電圧が印加される第１の電極
と、第１の電極と一体となって静電レンズ作用を行なう
ための第１の電極より低い電圧が印加される第２の電極
とを備えており、第２の電極に印加する電圧を制御する
ことにより、静電レンズ強度を変えるように構成した静
電レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3320793A JPH06251739A (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | 静電レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3320793A JPH06251739A (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | 静電レンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06251739A true JPH06251739A (ja) | 1994-09-09 |
Family
ID=12380023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3320793A Withdrawn JPH06251739A (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | 静電レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06251739A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3829854A1 (de) * | 1988-09-02 | 1990-03-15 | Bayerische Motoren Werke Ag | Maschinengehaeuse aus leichtmetall, insbesondere in druckguss, fuer fluessigkeitsgekuehlte brennkraftmaschinen |
| JP2006210456A (ja) * | 2005-01-26 | 2006-08-10 | Canon Inc | 静電レンズ装置、その調整方法およびその静電レンズ装置を用いた荷電粒子線露光装置 |
| WO2012153987A2 (ko) * | 2011-05-11 | 2012-11-15 | 한국표준과학연구원 | 진공용 고정밀 정전 렌즈 |
-
1993
- 1993-02-23 JP JP3320793A patent/JPH06251739A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3829854A1 (de) * | 1988-09-02 | 1990-03-15 | Bayerische Motoren Werke Ag | Maschinengehaeuse aus leichtmetall, insbesondere in druckguss, fuer fluessigkeitsgekuehlte brennkraftmaschinen |
| JP2006210456A (ja) * | 2005-01-26 | 2006-08-10 | Canon Inc | 静電レンズ装置、その調整方法およびその静電レンズ装置を用いた荷電粒子線露光装置 |
| WO2012153987A2 (ko) * | 2011-05-11 | 2012-11-15 | 한국표준과학연구원 | 진공용 고정밀 정전 렌즈 |
| KR101219194B1 (ko) * | 2011-05-11 | 2013-01-09 | 한국표준과학연구원 | 진공용 고정밀 정전 렌즈 |
| WO2012153987A3 (ko) * | 2011-05-11 | 2013-02-14 | 한국표준과학연구원 | 진공용 고정밀 정전 렌즈 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000509 |