JP2021052003A - 超高速ｔｅｍ用途のための高速ブランカーのあるパルス化ｃｆｅ電子源 - Google Patents

Abstract

【課題】荷電粒子ビーム（ＣＰＢ）によって生成されたＸ線を制御することができるＣＰＢシステムを提供する。【解決手段】荷電粒子ビーム（ＣＰＢ）１０６は、電界エミッター１０２およびガンレンズ１０８と組み合わせて、ビームブランカー１１２／偏向器１１０および電気パルス化引き出し電極１０４を使用して変調される。このような変調により、ＣＰＢは、特定の用途のための要求に応じてパルス化および連続モード動作の両方を提供することができ、同時に、平均ＣＰＢ電流は、Ｘ線安全動作を促進するレベルなど、所定のレベル内に維持される。引き出し電極またはビームブランカー／偏向器のいずれかは、ＣＰＢパルス幅、ＣＰＢオン／オフ比、またはその両方を画定する。【選択図】図１

Description

本開示は、パルス化ビーム電子顕微鏡に関する。

透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）は、ビーム電流が概して約３０〜５０ｐＡから数ｎＡまでの連続電子ビームを使用する。より高いビーム電流は、危険なレベルのＸ線生成に関連付けられているため、使用されない。ＴＥＭカラムは、Ｘ線シールドで提供されることができるが、そのようなシールドは、約１５０ｎＡ以下のビーム電流でのみ実用的である。いくつかの用途のために、高速ＴＥＭが必要とされており、例えば、数電子／ｐｓのピコ秒電子ビームパルス、または持続時間が約１０ｎｓのビームパルスを使用することができる。ほとんどの高速ＴＥＭシナリオでは、パルス化ビームは、少なくとも１ＭＨｚの繰り返し率で１μＡ以上のピーク電流を有することができる。そのようなパルス化ビームは、生成することが困難であり、危険なレベルのＸ線放射を製造する可能性があり、改善されたアプローチが必要である。

本明細書では、荷電粒子ビーム（ＣＰＢ）によって生成されたＸ線を制御することができる、パルス化および／または連続コンポーネントを有するＣＰＢの生成を可能にする、方法および装置が開示される。代表的な実施例では、ＣＰＢシステムは、パルス化ＣＰＢコンポーネントもしくは連続ＣＰＢコンポーネント、またはパルス化ＣＰＢコンポーネントと連続ＣＰＢコンポーネントの両方を有するＣＰＢを生成するように適合されているＣＰＢ源を備える。ＣＰＢレンズは、ＣＰＢ源からＣＰＢを受信するように配置されており、拡張ＣＰＢの一部が伝導されるように、ビーム制限開口で拡張ＣＰＢを生成するようにＣＰＢレンズを付勢することによって、連続ＣＰＢコンポーネントを生成するようにコントローラに結合される。代替的に、コントローラは、パルス化コンポーネントに関連するＣＰＢ部分を実質的に伝導するように、ＣＰＢに集束するようにＣＰＢレンズを付勢する。いくつかの実施例では、開口プレートは、ビーム制限開口を画定し、ＣＰＢ源は、ＬａＢ_６ナノロッドなどの電界エミッターを備える。代表的な実施例では、ＣＰＢ源は、パルス化ＣＰＢコンポーネントおよび連続ＣＰＢコンポーネントのうちの少なくとも１つのビーム電流を確立するように配置された引き出し電極を含む。いくつかの場合では、ＣＰＢコントローラは、引き出し電極に結合され、パルス化ＣＰＢコンポーネントおよび連続ＣＰＢコンポーネントのうちの少なくとも１つのビーム電流を確立するように動作可能である。さらに他の実施例では、ビームブランカーは、ビーム制限開口からＣＰＢを受信するように配置され、ＣＰＢコントローラは、受信済ＣＰＢを選択的に偏向するようにビームブランカーを付勢するように動作可能である。他の代表的な実施形態では、ブランキング開口プレートは、ブランキング開口を画定し、ビームブランカーは、ＣＰＢの少なくとも一部をブロックするようにブランキング開口にＣＰＢを選択的に偏向するように動作可能である。代表的な実施例では、ビームブランカーは、静電偏向器またはＲＦ共鳴空洞を備える。典型的な実施例では、コントローラは、ＣＰＢをビームブランカーに集束させるようにＣＰＢレンズに結合されている。他の代表的な実施例では、Ｘ線シールドは、ＣＰＢビーム軸の周りに配置され、Ｘ線シールド領域を画定し、ビーム制限開口は、Ｘ線シールド領域内に配置される。さらに別の実施例では、ＣＰＢ源は、ビームブランカーが作動していないときに、ブランキング開口によってブロックされるようにＣＰＢを方向付けるように配置され、ＣＰＢレンズは、ビーム制限開口とブランキング開口との間に配置されたＣＰＢ集束を生成するように構成される。

代表的な方法は、第１のＣＰＢビーム集束または第２のＣＰＢビーム集束のいずれかを選択することであって、第１のビーム集束が、ビーム制限開口を通してＣＰＢの一部のみを伝導することによってＣＰＢを実質的に減衰するように配置され、第２のＣＰＢ集束が、ＣＰＢがビーム制限開口によって実質的に伝導されるように配置される、選択することを含む。第１のＣＰＢ集束が選択されて、ＣＰＢ源は、ＣＰＢの少なくとも連続コンポーネントを生成するように作動され、連続コンポーネントは、目標に方向付けられる。第２のＣＰＢ集束が選択されて、パルス化コンポーネントに関連付けられたＣＰＢ部分が、生成され、目標に方向付けられる。

いくつかの場合では、連続コンポーネントが、抽出器の連続作動に応答して電界エミッターを用いて生成され、パルス化コンポーネントが、電界エミッターおよび抽出器のパルス作動を用いて生成される。他の実施例では、パルス化コンポーネントが、ビームブランカーを用いて生成される。追加の実施例では、パルス化コンポーネントに関連するＣＰＢ部分が、ビームブランカーに方向付けられ、ＣＰＢパルス持続時間もしくはＣＰＢコントラスト比、またはＣＰＢパルス持続時間とコントラスト比の両方を画定するように、選択的に減衰される。他の実施例では、第２の集束が選択されて、パルス化コンポーネントは、所定のパルス持続時間、コントラスト比、またはパルス持続時間とコントラスト比の両方を有するように、ビームブランカーを用いて生成される。他の実施例では、ビーム制限開口は、Ｘ線シールド領域に配置されている。

さらに別の方法は、電界エミッターおよび抽出器を含むＣＰＢ源を提供することと、ＣＰＢ源からＣＰＢを受信するようにＣＰＢレンズを配置することとを含む。ビーム制限開口は、Ｘ線シールド領域内に配置されている。コントローラは、パルス化ＣＰＢを生成するようにビーム制限開口でＣＰＢ集束を生成するように、または連続ＣＰＢを生成するようにビーム制限開口で拡張ビームを生成するように、ＣＰＢレンズに結合されている。

荷電粒子ビームシステムは、少なくともパルス化ＣＰＢコンポーネントを有するＣＰＢを生成するように適合されたパルス化可能ＣＰＢ源と、少なくともパルス化ＣＰＢコンポーネントを受信するように配置されたＣＰＢブランカーとを含む。ブランキング開口は、ＣＰＢブランカーからパルス化ＣＰＢコンポーネントを受信するように配置され、ＣＰＢブランカーは、パルス化ＣＰＢコンポーネントを標本に選択的に方向付けるように、またはパルス化ＣＰＢコンポーネントの少なくとも一部をブロックするように動作可能である。代表的な実施形態では、パルス化可能ＣＰＢ源は、パルス化コンポーネントおよび静止コンポーネントを有するＣＰＢを生成するように適合されている。いくつかの実施例では、パルス化可能ＣＰＢ源は、パルス化ビームコンポーネントおよび静止ビームコンポーネントのうちの少なくとも１つのビーム電流を確立するように配置された引き出し電極を備える。さらなる実施例では、ＣＰＢをビームブランカーに集束させるように配置されたＣＰＢレンズ。他の実施例では、Ｘ線シールドは、ＣＰＢビーム軸の周りに配置され、Ｘ線シールド領域を画定する。開口は、Ｘ線シールド領域内に配置され、ＣＰＢは、Ｘ線シールド領域内に配置された開口に拡張ＣＰＢが入射するように、ＣＰＢを集束させるように構成される。さらに別の実施例では、ＣＰＢ源は、ビームブランカーが作動していないときに、ブランキング開口によってブロックされるように、ＣＰＢのパルス化コンポーネントおよび静止コンポーネントのうちの少なくとも１つを方向付けるように配置される。コントローラは、抽出器への１つ以上の電圧の印加、ビームブランカー駆動信号、および標本に印加される刺激信号の間の少なくとも１つの遅延を選択するように動作可能である。典型的な実施例では、ＣＰＢのパルス化コンポーネントは、少なくとも１００ｋＨｚ、１ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、５０ＭＨｚ、１００ＭＨｚ、５００ＭＨｚ、または１ＧＨｚの繰り返し率で１００ｎｓ、５０ｎｓ、１０ｎｓ、１ｎｓ、１００ｐｓ、５０ｐｓ、１０ｐｓ、または１ｐｓ未満の持続時間のパルスを含む。

代表的な方法は、パルス化コンポーネントおよび静止コンポーネントを含むＣＰＢを提供することと、ＣＰＢをビームブランカーに方向付けることとを含む。パルス成分および静止コンポーネントのうちの少なくとも一方が減衰される。通常、ビームブランカーは静止コンポーネントを減衰させ、パルス化コンポーネントを伝導する。いくつかの場合では、パルス化コンポーネントビーム電流と静止ビーム電流との比率が選択され、ビームブランカーが、選択された比率に関連付けられたビームを標本に方向付けるように作動される。いくつかの場合では、ＣＰＢは、Ｘ線シールド領域の上流に光学的に集束され、ＣＰＢは、Ｘ線シールド領域に配置された開口でビームブランカーに送達される。いくつかの実施例では、パルス化コンポーネントビーム電流は、抽出器にパルス化電圧を印加することによって生成される。他の実施例では、パルス化電圧が、同期して抽出器に印加され、ビームブランカーが、作動される。代表的な実施例では、標本に印加されたＣＰＢパルスの持続時間は、ビームブランカーで画定される。典型的な実施例では、ＣＰＢは、電子ビームである。追加の実施例では、標本の画像は、ＣＰＢのパルス化コンポーネントに基づく。

追加の方法は、パルス化コンポーネントおよび静止コンポーネントを有するＣＰＢを生成するように、パルス駆動をＣＰＢ源に適用することによって、パルス化ＣＰＢを生成することを含む。パルス化コンポーネントは、パルス持続時間を短縮するように選択的に減衰されるか、または静止コンポーネントは、静止電流に対するパルス化電流の所定の比率を生成するように減衰される。パルス化ＣＰＢは標本に方向付けられ、パルス化ＣＰＢに対する標本の応答が記録される。パルス化ＣＰＢに対する記録済応答は、ＴＥＭ画像、ＳＥＭ画像、または標本から受信した荷電粒子のエネルギースペクトルである。他の実施例では、光学的または電気的刺激が標本に印加され、光学的または電気的刺激に対する標本の応答が、光学的または電気的刺激とパルス化ＣＰＢのパルスとの間の２つ以上の相対遅延で取得される。

ＣＰＢパルスを生成する代表的な方法は、ＣＰＢをビームブランカーに方向付けることと、ＣＰＢが開口によってブロックされるように、ビームブランカーを選択的に作動することとを含む。

開示された技術の前述および他の特徴は、添付図面を参照しながら説明する、以下の発明を実施するための形態から、より明らかになるであろう。

共鳴ビーム偏向器を含む代表的なＣＰＢシステムを図示する。 代表的なＣＰＢパルスの発生を図示する。 代表的なＣＰＢパルスの発生を図示する。 ＣＰＢパルスを生成する代表的なＣＰＢシステムを図示する。図３Ａに示されるように、高輝度パルスおよび低平均ビーム電流が生成される。図３Ｂでは、より低い輝度が利用可能であるが、平均ビーム電流は図３Ａよりも高い。 ＣＰＢパルスを生成する代表的なＣＰＢシステムを図示する。図３Ａに示されるように、高輝度パルスおよび低平均ビーム電流が生成される。図３Ｂでは、より低い輝度が利用可能であるが、平均ビーム電流は図３Ａよりも高い。 ＣＰＢパルスを生成する方法の代表的な実施例を図示する。 ＣＰＢパルスを生成する方法の別の代表的な実施例を図示する。 ナノロッド電界エミッターを含む代表的なＣＰＢシステムを図示する。 エミッターチップ、サプレッサー電極、または抽出器電極のうちの１つ以上に印加された可変ドライブを使用して可変電流を提供する、電界エミッターを含む、代表的なＣＰＢシステムを図示する。 ＣＰＢパルスを生成する代表的なＣＰＢシステムを図示する。 ＣＰＢパルスを生成する代表的なＣＰＢシステムを図示する。 ＣＰＢパルスを生成する方法の別の代表的な実施例を図示する。 開示されたシステムおよび方法のいずれかを実装するための代表的なコンピューティング環境を図示する。

本明細書では、ＴＥＭ、ＳＥＭ、電子分光法、および他の用途での使用のための独自のパルス化／連続ビームを生成するように、電子ビームなどの荷電粒子ビーム（ＣＰＢ）を変調することへのアプローチが開示される。開示された変調計略で、時間的解決および背景的抑制の両方が、超高速ＴＥＭ用途では、大幅に改善されることができる一方、顕微鏡内の平均ＣＰＢ電流が、高ＣＰＢ電流または高輝度を使用する用途でさえ、Ｘ線放射の安全限界未満に容易に制御されることができる。以下に述べる実施例の任意の特徴は、任意の他の実施例の特徴と組み合わせられることができ、特定の実施形態が、例示のために選択される。いくつかの実施例では、パルス化ＣＰＢ方法および装置は、ＣＰＢ顕微鏡で使用され、いくつかの場合では、ＣＰＢカラムの一部（ＣＰＢレンズ、非点収差器、標本ステージ、真空チャンバなど）は、便宜上図示省略されているが、そのようなコンポーネント、および／またはＳＥＭもしくはＴＥＭシステムは、典型的には含まれる。加えて、開示された実施例では、ＣＰＢは、開口プレートに画定された開口を通して方向付けられる。しかしながら、別個の開口プレートは必要とされず、ＣＰＢレンズなどの１つ以上のＣＰＢ光学素子は、開口を画定するように使用されることができる。開口は必要とされず、適切なビーム支障は、コンポーネントエッジなどの他の手法で、コンポーネントで取得されることができる。さらに、開口は、円形である必要はなく、卵形、多角形、楕円形などの任意の形状を有することができる。ビームを偏向し、ビームブランカーとして機能するように使用するデバイスは、付勢されないように結合されることができ、平均ＣＰＢ電流が、適切にＸ線シールドされていない領域外の適切な値で維持される。例えば、ＣＰＢパルスを生成するには、ビームブランカーは、ＣＰＢが標本に伝導されるように偏向するように駆動されることができる。このような構成では、ＣＰＢは、通常ブランキングされ、その後ＣＰＢパルスを生成するようにアンブランキングされる。本明細書で使用されるように、ビームブランカーは、対象の目標に伝播するようにＣＰＢの一部を選択的に許可する。典型的な実施例は、偏向プレートおよび共振ＲＦ空洞などの静電偏向器である。開示された方法、システム、および装置で、平均ＣＰＢ電流は、Ｘ線の安全性に関連する制限などの１つ以上の制限に基づいて制御されることができる。

実施例１
図１を参照すると、代表的なＣＰＢシステム１００は、ＣＰＢエミッター１０２からのＣＰＢ放出を生成または制御するように配置された、抽出器または抽出器電極１０４に近接する荷電粒子ビーム（ＣＰＢ）エミッター１０２を含む。いくつかの実施例では、ＣＰＢは、電界放出を使用して生成され、ＣＰＢエミッター１０２および抽出器１０４は、電界エミッターデバイスを形成する。例えば、ＣＰＢエミッター１０２は、引き出し電界を生成する抽出器電極に近接して配置された、ＬａＢ_６電界エミッターとすることができる。ＣＰＢエミッター１０２からのＣＰＢ１０６は、軸１０５に沿って方向付けられ、集束ビーム１１８を形成するように、ガンレンズドライブ１２３からの電圧または他の電気信号によって制御されるようにガンレンズ１０８によって集束される。開口プレート１１２は、集束ビーム１１８を共振空洞偏向器１１０に伝導するように、軸１０５に沿って配置された開口１１３を含む。開口プレート１１２は、典型的には、Ｘ線シールド１０９によって画定されたＸ線シールド領域に配置される。共振空洞ドライバ１２６は、集束ＣＰＢ１１８を偏向するように、共振周波数でまたはその近くで共振空洞偏向器１１０に電圧を印加するように配置されている。開口プレート１２０は、共振空洞偏向器１１０によって生成された偏向に応答して、集束ＣＰＢ１１８の少なくとも一部をブロックするように配置されている。開口プレート１２０によって伝導されたＣＰＢビーム部分は、ＣＰＢ光学素子１２２により集束され、走査され、または他の方法で処理され、その後標本１２４に送達される。

コントローラ１３０は、抽出器１０４にパルス化引き出し信号（典型的には、引き出し電圧）を提供する、抽出器ドライバ１３４に結合される。パルス化引き出し信号の相対位相は、コントローラ１３０、または、提供されることができる別個の位相調整器１３５によって設定されることができる。コントローラ１３０はまた、共振空洞ドライバ１２６に結合され、別個の位相調整器１３６が提供されることができるか、または共振空洞駆動信号位相がコントローラ１３０によって直接確立されることができる。追加的に、コントローラ１３０は、ＣＰＢ光学素子１２２に結合される。Ｘ線インターロック論理１３１または他の制御は、ＣＰＢが、ユーザーまたは他の入力に関係なく、Ｘ線の安全操作のために適切に付勢され、または付勢されないように提供されることができる。

図１の実施例では、パルス化レーザー１４２は、レーザーパルス１４０または連続もしくは変調レーザービームを標本１２４に方向付けるように配置されている。位相調整器１５０は、抽出器パルス、共振駆動信号、およびレーザーパルスが適切に同期されるように、提供されることができる。いくつかの実施例では、ＣＰＢパルスおよびレーザーパルスの相対相は、相対的遅延の関数として標本応答を生成するように、スキャンされる。相対位相は、都合のよいように、パルス化レーザー１４２、コントローラ１３０、または共振ドライバ１２６のいずれかによって提供されるクロック信号に基づいて確立されることができる。いくつかの場合では、パルス化レーザーの位相制御は、比較的困難であり、抽出器および共振空洞に提供された電気駆動信号の位相が、調整される。

いくつかの実施例では、共振空洞ビーム偏向器１１０および関連する開口などのビーム偏向器は、ビーム偏向器が作動しないで、適切なＸ線シールドを欠く領域のＣＰＢ電流が制限され、危険なレベルのＸ線への曝露を回避するように配置されている。例えば、偏向されていないＣＰＢは、Ｘ線シールド領域の開口プレート、および開口を通してＣＰＢを目標に方向付けるように使用されたビーム偏向器の付勢によってブロックされることができる。

実施例２
図２Ａを参照すると、時間の関数としてのＣＰＢ電流２０２がグラフ化され、それぞれの時間間隔２０５、２０７、２０９でのパルス化部分２０４、プレパルス部分２０６、およびポストパルス部分２０８を図示している。パルス部分２０４でのＣＰＢ電流は、プレパルス部分２０６またはポストパルス部分２０８でのＣＰＢ電流よりも実質的に高くなることができる。ビームブランキングまたはビームゲーティング信号２１０は、ＣＰＢのパルス化部分２０４が引き続き利用できるように、またはプレパルス部分２０６およびポストパルス部分２０８が、それぞれ２１１、２１３で示されるように減衰している一方、追加のＣＰＢの光学素子および標本へ伝導されるように、タイミングがとられている。このようにして、コントラスト比（ＣＰＢパルス化電流／ＣＰＢ非パルス化電流）が増加し、および、ＣＰＢパルス持続時間は、ほとんど変化しない。

図２Ｂを参照すると、時間の関数としてのＣＰＢ電流２５２がグラフ化され、それぞれの時間間隔２５５、２５７、２５９でのパルス化部分２５４、プレパルス部分２５６、およびポストパルス部分２５８を図示している。ビームブランキングまたはビームゲーティング信号２６０は、ＣＰＢのパルス化部分２５４が時間的にウィンドウ処理され、パルス持続時間を短縮するようにタイミングがとられている。ＣＰＢパルス部分２６２、２６４ならびにプレおよびポストパルス部分２５６、２５８は、減衰される。このようにして、ＣＰＢパルス持続時間は、短縮されることができ、いくつかの場合では、コントラスト比も増加する。

図２Ａまたは図２Ｂに図示されたＣＰＢ電流を生成するようにビームゲーティングまたはビームブランキングを制御することによって、平均ビーム電流は低減され、Ｘ線の安全性を高めながら、短い持続時間のＣＰＢパルス、またはより高いコントラスト比のＣＰＢパルスを提供している。

実施例３
図３Ａを参照すると、ＣＰＢシステム３００は、引き出し電極３０４に近接して配置されたＣＰＢエミッター３０２を含む。ガンレンズ３０６は、放出済ＣＰＢを受信するように、およびＣＰＢ集束３０８を形成するように配置され、拡大ビーム３１０を生成する。ガンレンズ３０６はまた、軸３０５に沿って他の場所に集束されたＣＰＢを生成するように作動されることができる。開口プレート３１２は、拡大ビーム３１０を受信するように、および開口３１３を通して開口ビーム３１７を伝導するように、Ｘ線シールド３１４内に配置される。開口ビーム３１７内の全ビーム電流は、拡大ビーム３１０のそれから低減され、伝導されないＣＰＢ部分は、Ｘ線シールド領域内の開口プレートに方向付けられる。しかしながら、ＣＰＢエミッター３０２からの放出済ビーム電流は、選択された輝度（電流／面積／ステラジアン）を、典型的には高輝度を提供するように選択されることができ、拡大ビーム３１０を開口することによって、平均または連続ＣＰＢ電流が制御されることができる。このような配置では、Ｘ線シールド領域外の平均ＣＰＢ電流は低減されることができ、ＣＰＢ電流は、シールド領域内で開口または減衰されるため、Ｘ線の安全性が向上する。

連続ビームでの高いＣＰＢ輝度を提供することに加えて、ＣＰＢパルスも、生成されることができる。開口ビーム３１７は、開口ビーム３１７の一部またはすべてをさらに減衰させ、１つ以上のＣＰＢレンズ、偏向器、または対物レンズ３２０などの他の光学素子により集束させるかまたは処理して、標本３２２に方向付けられることができるように、開口３１９を画定する開口プレート３１８に開口ビーム３１７を方向付けることができるビームブランカー３１６に方向付けられる。

図３Ａの実施例では、コントローラ３２４は、ＣＰＢエミッター３０２からのＣＰＢ放出を調整する、引き出し電圧Ｖ_ｅｘｔを印加するように引き出し電極３０４に結合される。他の実施例では、１つ以上の同様のＣＰＢ光学素子は、電界エミッター、熱源、パルス化レーザーベース源、または他のＣＰＢ源などのＣＰＢ源からの電流を調整するように、配置され、および制御される。コントローラ３２４はまた、必要に応じて放出済ＣＰＢを集束させるようにレンズ制御電圧Ｖ_ｇｕｎを印加するようにガンレンズに、電圧Ｖ_{ｂｌａｎｋｉｎｇ}を印加するようにビームブランカー３１６に、および標本３２２でＣＰＢを形成する電圧Ｖ_{ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ}を印加するようにレンズ３２０に結合される。示されているように、制御は、制御電圧として印加されるが、他の電気信号によっても提供されることができる。加えて、１つ以上の信号源（電圧源など）は、典型的にはコントローラ３２４によって方向付けられるように、必要な電圧または他の電気信号を提供するように配列されるが、図３Ａには示されていない。しかしながら、いくつかの場合では、コントローラ３２４は、必要な電圧を提供することができる、デジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）を含むことができる。コントローラ３２４はまた、入射ビーム電流が測定されるように、開口プレート３１２、３１８のうちの１つ以上に結合されることができる。代替的には、１つ以上の他のＣＰＢ検出器は、軸３０５に沿った他の場所で提供されることができる。

ガンレンズ３０６は、標本への送達のために利用可能なＣＰＢ電流を調整するように使用されることができる。開口プレート３１２によって大幅に減衰する（すなわち、十分に発散する）、ビームを生成するように適切なガン電圧Ｖ_ｇｕｎが印加されると、Ｘ線シールド領域３１５の外側の平均ビーム電流は、シールド領域３１５の外側のＸ線放射を低減するように、十分に低くされることができる。他の場合では、ガンレンズ３０６は、発散がより少ないか、または開口３１３に集束されるＣＰＢを生成する。加えて、コントローラ３２４は、ＣＰＢ電流が適切であることを確認するように、例えば、開口プレート３１８でビーム電流を測定することができる。ガンレンズ３０６、抽出器電極３０４、およびビームブランカー３１６のうちの１つ以上は、適切なＣＰＢ電流を維持するように制御されることができる。

ビームブランカー３１６は、ＣＰＢパルス持続時間を設定するように、ＣＰＢオン／オフ比（コントラスト比）を増加するように、さもなければ標本３２２に入射するＣＰＢを修正するように、駆動されることができる。図３Ａの実施例では、高輝度が利用可能であり、平均ビーム電流が制御され、ＣＰＢパルスは、ＣＰＢ源３０２およびビームブランカー３１６の一方または両方を用いて生成および成形されることができる。

さらに別の実施例では、ビーム制限は、大幅なビーム加速の前にＣＰＢカラムに沿って配置された、開口プレートで行われる。このようにして、高い平均ビーム電流は、比較的低いエネルギーで開口プレートに入射し、Ｘ線の生成が減少している。

実施例４
図３Ａの実施例では、比較的高いＣＰＢ電流は、ＣＰＢを拡張し、一部のみを伝導することによって、低減される。図３Ｂでは、ＣＰＢシステム３５０は、より低い平均ビーム電流を生成するように、およびＣＰＢパルス中にビーム電流を増大させるように構成される。図３Ｂに示されるように、ＣＰＢシステム３５０は、引き出し電極３５４に近接して配置されたＣＰＢエミッター３５２を含む。ガンレンズ３５６は、放出済ＣＰＢを受信するように、および開口プレート３６０に画定された開口３５８を通して方向付けられた、ＣＰＢ３５５を形成するように配置されている。この実施例では、開口３５８は、ＣＰＢ３５５を形成し、ＣＰＢ３５５をわずかにまたは適度に減衰させる傾向があるが、実質的な減衰は、平均ビーム電流が適切に制御されるので、Ｘ線放出を調整するのに必要ではない。開口プレート３６０は、Ｘ線シールド３６４によって画定されるように、Ｘ線シールド領域３６２内に配置されることができる。開口３５８から、ビームは、１つ以上の偏向プレートを含む、ビームブランカー３７０に伝播する。典型的には、ＣＰＢ３５５は、ビームブランカー３７０の近く、または内部に集束される。開口プレート３７４内に画定された追加の開口３７２および対物レンズ３７６は、標本３８０への送達のためのＣＰＢを形成する。図３Ｂの配置では、比較的低い平均ＣＰＢ電流は、Ｘ線放出を低減するように使用され、ＣＰＢ電流は、ビームブランカー／抽出器ドライバ３８２によって印加される電圧（複数可）に応答して抽出器３５４を使用してパルス化される。ビームブランカー３７０は、オン／オフ比を増加させるか、パルス持続時間をさらに制限するか、またはその両方を行うように駆動される。

図３Ｂの実施例では、ビームブランカー／抽出器ドライバ３８２は、ＣＰＢエミッター３５２からのＣＰＢ放出を調整する引き出し電圧Ｖ_ｅｘｔを印加するように引き出し電極３５４に、およびビームブランカー３７０に結合される。他の実施例では、１つ以上の同様のＣＰＢ光学素子は、電界エミッター、熱源、または他のＣＰＢ源などのＣＰＢ源からの電流を調整するように、同様に配置され、および制御される。他のレンズおよび要素も同様に、適切な制御電圧源に結合されることができ、各、またはいくつかのコンポーネントは、都合のよいように個々のドライバ回路を使用することができる。

ＣＰＢシステム３００、３５０のいずれかは、高輝度、低平均電流ＣＰＢを提供するように操作されることができる。

実施例５
図４を参照すると、パルス化ＣＰＢを標本に提供する方法４００は、４０２でパルス持続時間、繰り返し率、およびパルス電流を選択することを含む。４０４で、コントラスト比が選択され、４０６で、パルス源が選択される。例えば、ＣＰＢエミッターは、４０８で、選択されることができ、適切なＣＰＢ抽出器のパルス駆動振幅および持続時間は、４１０で、選択される。４１２で、選択されたＣＰＢ抽出器パルス駆動は、印加され、標本は、パルス化ＣＰＢに曝される。

代替的に、パルス持続時間は、４２０で、選択されたビームブランカーで画定され、適切なビームブランカー駆動振幅および持続時間の一方または両方は、４２２で、選択される。４２４で、ＣＰＢエミッターが同様にパルス化されるべきかどうかが決定される。そうである場合、４２６で、抽出器パルス駆動振幅および／または持続時間が選択され、４２８で、選択された抽出器駆動およびビームブランカー駆動が印加され、標本がパルス化ＣＰＢに曝される。エミッターがパルス化しない場合は、４３０で、選択されたビームブランカー駆動が、パルス化ＣＰＢを標本に送達するように使用される。

いくつかの場合では、エミッターは、パルス化され、ビームブランキングは、使用して、４４０で、選択されたパルス持続時間およびオン／オフ比を設定するように使用される。この場合、抽出器の駆動振幅および持続時間は、４４２で、選択され、ビームブランカーの駆動振幅および持続時間は、４４４で、選択される。抽出器駆動およびブランカー駆動は、標本の露出のために４４６で、印加される。

さらなる実施例では、抽出器駆動およびブランカー駆動の相対的なタイミングまたは位相は、選択されることができる。例えば、抽出器が徐々に増加するＣＰＢ電流を生成する場合、ブランカー駆動は、ＣＰＢ電流が適切な値に達した後に印加されることができる。一般に、相対的なタイミングは、パルスごとに実質的に同じであるか、予測可能な方法で変化するか、さもなければＣＰＢを変調する、電流パルスを生成するように選択されることができる。

図４の方法４００は、印加電圧などの抽出器駆動を変化させることによってＣＰＢ電流を制御することに言及する。他のＣＰＢ電流源は、他の方法で変調されることができ、電界エミッターの抽出器ベースの変調は、便利で実用的な実施例である。加えて、平均ＣＰＢ電流は、ＣＰＢ電流が特にＸ線シールドを含まない、ＣＰＢ装置のどの領域でも、望ましくないレベルのＸ線放射を生成する傾向がないように、推定されることができ、駆動値は、選択される。

実施例６
図５を参照すると、ＣＰＢ方法５００は、意図された平均ＣＰＢ電流に基づいて、５０２で動作モードを選択することを含む。ある場合では、低連続ＣＰＢ電流は、５０４で、抽出器などにより確立される。適切な抽出ブーストは、より大きなパルス化ＣＰＢ電流を生成するように、５０６で選択されることができる。この「ブースト済」ＣＰＢ電流が所定の制限内にある、平均ＣＰＢ電流に関連付けられている場合、対応するＣＰＢ電流は、５１０で、試料がＣＰＢに曝されるように生成されることができる。そうでなければ、ビーム電流または抽出器のブーストは、５１２で調整され、５０８で再評価されることができる。適切なＣＰＢ電流が達成されることができない場合は、技術者に通知することができる。

５２０で比較的高いＣＰＢ電流が選択された場合、ガンレンズ電圧または他のガン制御は、ＣＰＢが、例えば大面積ビームを開口に方向付けることによって減衰されるように、５２２で調整される。５２４で、連続ＣＰＢ電流の選択が概してＸ線の安全動作ために十分であるが、平均ＣＰＢ電流が所定制限内にあることを確認するために、ＣＰＢ電流を評価することができる。その場合、５１０で、試料が曝される。それ以外の場合、ＣＰＢ電流および抽出ブーストは、５２６で修正される。適切値が見つからない場合、技術者に通知することができる。

実施例７
図６Ａを参照すると、ＣＰＢシステム６００は、抽出器６０６によって制御されるようなＣＰＢを生成する電界放出ナノロッド６０４を有するＣＰＢエミッター６０２を含む。ＣＰＢ偏向器６０８は、筐体６１２によって画定されたＸ線シールド領域６１６内で減衰されるように、ＣＰＢを偏向する。ＣＰＢは、印加された偏向信号に基づいて、開口プレート６１４によって部分的に、または完全にブロックされることができる。この実施例では、偏向されたＣＰＢ６１０は、印加された偏向信号に応答して生成される。偏向器ドライバ６２８およびビーム電流ドライバ６２６は、それぞれ、ＣＰＢ偏向器６０８および抽出器６０６に結合される。電気または光信号源６３０は、電気または光刺激信号６４０を標本Ｓに提供し、位相コントローラ６３２は、電気または光刺激信号に対して適切な遅延または前進でＣＰＢパルスを提供するように、相対位相（遅延）を調整および制御する。

典型的なナノロッド電界エミッターは、４μｍ、３μｍ、２μｍ、１μｍ、または０．５μｍ以下など、長さが５μｍ未満であり、２００ｎｍ、１５０ｎｍ、１００ｎｍ、または５０ｎｍなど、３００ｎｍ以下の直径を有する。

ビーム電流ドライブ６２６は、概して、連続コンポーネントおよびパルス化コンポーネントを有する駆動信号を提供する。上述のように、ＣＰＢ偏向器６０８は、パルスコントラスト比を改善するか、もしくはパルス持続時間を制限するか、またはその両方を行うことができる。コントラスト比が増加することは、平均ＣＰＢ電流が、パルス化ＣＰＢ電流よりも実質的に大幅に大きくなることができるので、低パルスデューティサイクルの用途では、特に重要になることができる。例えば、パルス化電流と連続電流の比が１００の場合、デューティサイクルが１０^−５の用途では、平均連続ＣＰＢ電流は、平均パルス化電流よりも１０００大きくなる。ほとんどの場合では、平均ＣＰＢ電流（ＣＰＢの連続およびパルス化コンポーネント）は、ＣＰＢシステム６００の構成に関連するＸ線の安全性限界など、所定の限界未満になるように制御される。いくつかの実施例では、ＣＰＢ偏向器は、使用されず、ビーム電流ドライブ６２６からの駆動信号、および結果として生じるＣＰＢは、十分である。「高輝度」モードでは、平均ＣＰＢ電流は、ＣＰＢを拡張し、開口でＣＰＢを減衰させることによって、制限される。「低輝度」モードでは、平均ＣＰＢ電流は、抽出器電圧で制限され、適切な低連続電流は、生成される。

実施例８
図６Ｂを参照すると、ＣＰＢシステム６５０は、エミッターチップ６５６からＣＰＢを生成する、電界エミッター６５４を有するＣＰＢエミッター６５２を含む。ＣＰＢ電流は、エミッタードライブ６５７によって提供されるように、電界エミッター６５４またはエミッターチップ６５６に印加された１つ以上の電圧によって制御されることができる。サプレッサー電極６５８は、典型的には浮遊荷電粒子放出を抑制するように、電界エミッター６５４の周りに配置され、抽出器電極６６０は、選択済ＣＰＢ電流を誘導するように、エミッターチップ６５６に対して電圧を確立するように配置される。図６Ｂに示すように、サプレッサー電極６５８、抽出器電極６６０、および電界エミッター６５４もしくはエミッターチップ６５６のいずれか、またはすべては、ＣＰＢの連続コンポーネントを生成するように、もしくはパルス化または他の可変ＣＰＢコンポーネントを生成するように、もしくは連続コンポーネントおよびパルス化コンポーネントの両方を生成するように、エミッタードライブ６５７で制御されることができる。いくつかの実施例では、１つ以上の追加のビーム開口は、ＣＰＢシステム軸６９９に沿って配置され、連続およびパルス化または可変ＣＰＢコンポーネントの一方、または両方を制御するように、使用されることができる。例えば、開口プレート６６２に画定された開口６６１は、ＣＰＢ電流を制御するように、変調器駆動６６４で制御されることができる。図６Ａに示されるＣＰＢシステムのビーム偏向器、Ｘ線シールド、および他の特徴は、開口６６１の後に使用されることができるが、追加の開口は、ＣＰＢ経路のこの部分に配置されることもできる。図６Ａ〜６Ｂの実施例は、ガンレンズを使用してビーム変調を提供することもできるが、そのようなレンズは、示されていない。１つ以上のＣＰＢレンズ、偏向器、開口プレート、または他のＣＰＢ光学素子を駆動することによって提供されたＣＰＢ変調に加えて、パルスおよび／または連続ＣＰＢ放射は、連続、パルス化、または変調光ビームまたは複数のビームで適切な目標の照射に応答して生成されることができる。このようなＣＰＢは、必要に応じてＣＰＢ光学素子を使用してさらに変調されることができる。

実施例９
図７Ａを参照すると、ＣＰＢシステム７００は、偏向済ＣＰＢ７０６を生成するように動作可能である、ＣＰＢ偏向器７０４にＣＰＢ７０２を方向付ける、ＣＰＢ源７０１を含む。ＣＰＢレンズ７０８は、ＣＰＢ７０２が標本Ｓに方向付けられる開口７０９を画定する。ＣＰＢ偏向器７０４に印加された偏向器駆動信号は、ＣＰＢ７０６がＣＰＢレンズ７０８によって選択的にブロックされたように、偏向済ＣＰＢ７０６の偏向を変えることができる。開口７０９によって伝導されたＣＰＢは、このように変調され、典型的にはオン／オフ変調されるが、他の変調は、印加済偏向信号に基づいて生成されることができる。電流増幅器７１８は、ＣＰＢ電流を感知するように、標本Ｓおよび／またはＣＰＢレンズ７０８に結合される。コントローラ７２０は、感知されたビーム電流の指示を電流増幅器７１８から受信し、ＣＰＢパルス生成を制御するように、ビーム偏向器７０４およびＣＰＢ源７０１のための駆動信号を生成または開始するように結合される。

図７Ｂを参照すると、図７ＡのＣＰＢシステム７００は、ＣＰＢ７０２がＣＰＢレンズ７０８によって実質的にブロックされ、偏向済ビーム７０６のみが開口７０９によって伝導されるように、配置される。

実施例１０
図８を参照すると、代表的な方法８００は、８０２での最大許容可能ＣＰＢ電流、典型的にはＸ線放射の制御に基づいた最大平均ＣＰＢ電流を決定することを含む。８０４で、ガンレンズは、許容可能なＣＰＢ電流に基づいて調整される。ＣＰＢパルス持続時間およびコントラスト比は、８０６で、選択され、ＣＰＢブランカーまたはＣＰＢ源のうちの少なくとも１つは、適切なＣＰＢパルスを提供するように、８０８で、パルス化される。

実施例１１
図９および以下の考察は、開示された技術が実装されることができる例示的なコンピューティング環境の簡潔で一般的な説明を提供することを意図している。さらに、開示された技術は、携帯デバイス、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースの、またはプログラム可能な消費者電子機器、ネットワークＰＣ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータなどを含む他のコンピュータシステム構成で実施され得る。開示された技術はまた、タスクが通信ネットワークを介してリンクされているリモート処理デバイスによって実行される分散型コンピュータ環境においても実行することができる。

図９を参照すると、開示された技術を実施する例示的なシステムは、１つ以上の処理ユニット９０２、システムメモリ９０４、および、システムメモリ９０４を含む様々なシステムコンポーネントと１つ以上の処理ユニット９０２を結合する、システムバス９０６を含む、例示的な従来のＰＣ９００の形式である、汎用コンピューティングデバイスを含む。システムバス９０６は、様々なバスアーキテクチャのいずかを使用する、メモリバスまたはメモリコントローラ、周辺バス、およびローカルバスを含む、いくつかのバス構造物のいずらかであり得る。例示的なシステムメモリ９０４は、読取専用メモリ（ＲＯＭ）９０８およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９１０を含む。ＰＣ９００内の要素間の情報の転送を助ける、基本ルーチンを包有する、基本入出力システム（ＢＩＯＳ）９１２は、ＲＯＭ９０８に記憶されている。図９の実施例では、ガン制御、抽出器駆動信号、ビームブランカーまたは偏向器、およびＸ線制限値を含む、ＣＰＢシステムの制御、分析、撮像、およびその他の操作モードのためのデータおよびプロセッサ実行可能命令は、メモリ部分９１０Ａ、９１０Ｂ、９１０Ｃ、および９１０Ｄに、それぞれ保存される。

例示的なＰＣ９００は、さらに、ハードディスクから読み書きするためのハードディスクドライブ、取り外し可能な磁気ディスクから読み書きするための磁気ディスクドライブ、および光ディスクドライブなどの１つ以上の記憶デバイス９３０を含む。このような記憶デバイスは、それぞれ、ハードディスクドライブインターフェース、磁気ディスクドライブインターフェース、および光学ドライブインターフェースによってシステムバス９０６に接続することができる。ドライブおよび関連するコンピュータ可読媒体は、ＰＣ９００のためのコンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、および他のデータの不揮発性記憶を提供する。他のタイプのコンピュータ可読媒体は、磁気カセット、フラッシュメモリカード、デジタルビデオディスクなどの、ＰＣによってアクセス可能なデータを記憶することができる。

複数のプログラムモジュールは、オペレーティングシステム、１つ以上のアプリケーションプログラム、他のプログラムモジュール、およびプログラムデータを含む記憶デバイス９３０に記憶され得る。ユーザーは、キーボードおよびマウスなどのポインティングデバイスなどの１つ以上の入力デバイス９４０を通して、コマンドおよび情報をＰＣ９００に入力し得る。モニタ９４６または他のタイプのディスプレイデバイスもまた、ビデオアダプタなどのインターフェースを介してシステムバス９０６に接続されている。

ＰＣ９００は、リモートコンピュータ９６０などの、１つ以上のリモートコンピュータへの論理接続を使用してネットワーク環境で動作し得る。いくつかの実施例では、１つ以上のネットワークまたは通信接続９５０が含まれ、１つ以上のＡ／ＤまたはＤ／Ａコンバータ９５１、９６３が提供される。リモートコンピュータ９６０は、別のＰＣ、サーバ、ルータ、ネットワークＰＣ、もしくはピアデバイスまたは他の共通ネットワークノードであり得、典型的には、ＰＣ９００に関して上述した要素の多く、またはすべてを含むが、記憶デバイス９６２のみが、図９に図示されている。パーソナルコンピュータ９００および／またはリモートコンピュータ９６０は、論理的なローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）およびワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）に接続されることができる。

一般的な考慮事項
本出願および特許請求の範囲において使用される、「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」という単数形は、文脈上他に明確に指示されない限り、複数形も含む。さらに、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」は、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」の意味である。さらに、用語「結合された（ｃｏｕｐｌｅｄ）」は、結合されたアイテム間の中間要素の存在を必ずしも排除するものではない。

本明細書に記載のシステム、装置、および方法は、多少なりとも制限的なものとして解釈されるべきではない。代わりに、本開示は、単独で、ならびに相互の様々な組み合わせおよび部分的な組み合わせにおいて、様々な開示された実施形態のすべての新規性および非自明性を有する特徴および態様を対象とする。開示されたシステム、方法、および装置は、任意の特定の態様または特徴もしくはそれらの組み合わせに限定されず、開示されたシステム、方法、および装置は、任意の１つもしくは複数の特定の利点が存在する、または問題が解決されることも必要としない。いずれの動作理論も説明を容易にするためであるが、開示されたシステム、方法、および装置は、そのような動作理論に限定されない。

開示された方法のいくつかの動作は、便宜的な提示のため、特定の順番で記載されているが、以下に記載される具体的な用語によって特定の順序が要求されない限り、この説明方法が並び替えを包含することを理解されるものとする。例えば、順に記載される動作は、いくつかの場合では、並び替えまたは同時に実施されてもよい。さらに、単純化のために、添付の図面は、開示されたシステム、方法、および装置が、他のシステム、方法、および装置とともに使用され得る様々な方法を示さないことがある。加えて、説明は、開示された方法を説明するために、「製造する」および「提供する」のような用語を使用することがある。これらの用語は、実施される実際の動作の高レベルの抽象化である。これらの用語に対応する実際の動作は、特定の実施に応じて、様々であり、当業者には容易に認識できる。

いくつかの例では、値、手順、または装置は、「最低」、「最良」、「最小」などと呼ばれる。そのような記載は、多くの使用された機能的選択肢からの選択が可能であることを示すことを意図しており、そのような選択は、他の選択よりも優れている（ｂｅｔｔｅｒ）、小さい（ｓｍａｌｌｅｒ）、または他の点で望ましい（ｏｔｈｅｒｗｉｓｅ ｐｒｅｆｅｒａｂｌｅ）必要はないことが理解されよう。

例は、「上に」、「下に」、「上の」、「下の」などとして示される方向を参照して説明される。これらの用語は、説明の便宜上使用されているが、特定の空間的方向性を示唆するものではない。

開示された実施例では、ＣＰＢおよび関連するコンポーネントは、軸に沿って配置されていると呼ばれる。軸外配置も、使用されることができる。開示された方法は、典型的には、キーボード、マウス、または他のポインティングデバイス、音声認識、または他のタイプの入力で必要に応じてユーザー入力を伴う、プロセッサ実行可能命令で実装される。ユーザーの選択は、ディスプレイ上の１つ以上のメニューに表示でき、ユーザーは、ディスプレイ上の可視アラームまたは可聴アラーム、あるいはその両方を介して、入力の必要性について通知を受けることができる。

いくつかの実施例で述べたように、ＣＰＢパルスは、ＣＰＢ源のパルスとビームブランカーまたはビーム偏向器のパルスとの組み合わせを使用して提供されることができる。ＣＰＢパルスは、光もしくは電気信号などの外部基準信号に同期されることができ、または外部信号は、ＣＰＢパルスに同期されることができる。ＣＰＢパルスは、外部基準信号に対して可変遅延を示すこともできる。いくつかの実施例では、ビーム偏向器は、集中回路要素として示されているが、進行波ビーム偏向器は、使用されることもできる。

ＣＰＢは、入射ビーム電流の少なくとも２５％、１０％、５％、２．５％、１％、またはそれ以下に減少する、ビーム電流に対して実質的に減衰すると呼ばれる。ＣＰＢは、ビーム電流が入射ビーム電流の少なくとも５０％、６０％、７０％、７５％、８９％、９０％、またはそれ以上である、送信ビームに対して実質的に送信されると呼ばれる。

本開示の原理が適用できる多数の可能な実施形態の観点では、図示された実施形態は好ましい実施例のみであり、本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきではないと認識すべきである。

Claims (20)

1. 荷電粒子ビーム（ＣＰＢ）システムであって、
   パルス化ＣＰＢコンポーネントもしくは連続ＣＰＢコンポーネント、またはパルス化ＣＰＢコンポーネントと連続ＣＰＢコンポーネントとの両方を有するＣＰＢを生成するように適合されているＣＰＢ源と、
   前記ＣＰＢ源から前記ＣＰＢを受信するように配置されているＣＰＢレンズと、
   前記ＣＰＢレンズに結合されているＣＰＢコントローラであって、
   拡張ＣＰＢが実質的に減衰されるように、ビーム制限開口で前記拡張ＣＰＢを生成するように前記ＣＰＢレンズを付勢することによって、前記連続ＣＰＢコンポーネントを生成するように、または、
   パルス化ＣＰＢコンポーネントに関連する少なくともＣＰＢ部分が前記ビーム制限開口によって実質的に伝導されるように、前記ＣＰＢレンズを付勢することによって前記パルス化ＣＰＢコンポーネントに関連する前記ＣＰＢ部分を生成するように、構成されたＣＰＢコントローラと、を備える、ＣＰＢシステム。
2. 前記ビーム制限開口を画定する開口プレートをさらに備える、請求項１に記載のＣＰＢシステム。
3. 前記ＣＰＢ源が、電界エミッターを備える、請求項１に記載のＣＰＢシステム。
4. 前記電界エミッターが、ＬａＢ_６ナノロッドである、請求項３に記載のＣＰＢシステム。
5. 前記ＣＰＢ源が、前記パルス化ＣＰＢコンポーネントのビーム電流を確立するように動作可能である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のＣＰＢシステム。
6. 前記ＣＰＢコントローラが、前記パルス化ＣＰＢコンポーネントおよび前記連続ＣＰＢコンポーネントのうちの少なくとも１つのビーム電流を確立するように動作可能である、引き出し電極、抑制電極、またはＣＰＢレンズに結合される、請求項３に記載のＣＰＢシステム。
7. 前記ビーム制限開口から前記ＣＰＢを受信するように配置されているビームブランカーをさらに備え、前記ＣＰＢコントローラが、受信した前記ＣＰＢを選択的に偏向するように前記ビームブランカーを付勢するように動作可能である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のＣＰＢシステム。
8. ブランキング開口を画定するブランキング開口プレートをさらに備え、前記ビームブランカーが、受信した前記ＣＰＢの少なくとも一部をブロックするように前記ブランキング開口に前記ＣＰＢを選択的に偏向するように動作可能である、請求項７に記載のＣＰＢシステム。
9. 前記ビームブランカーが、静電偏向器を備える、請求項７に記載のＣＰＢシステム。
10. 前記ビームブランカーが、ＲＦ共鳴空洞を備える、請求項７に記載のＣＰＢシステム。
11. 前記ＣＰＢコントローラが、前記ＣＰＢを前記ビームブランカーに集束させるように前記ＣＰＢレンズに結合されている、請求項７に記載のＣＰＢシステム。
12. ＣＰＢビーム軸の周りに配置され、Ｘ線シールド領域を画定しているＸ線シールドをさらに備え、前記ビーム制限開口が、前記Ｘ線シールド領域内に配置されている、請求項７に記載のＣＰＢシステム。
13. 前記ＣＰＢ源は、前記ビームブランカーが作動されていないときに、ブランキング開口によってブロックされるように前記ＣＰＢを方向付けるように配置されている、請求項１２に記載のＣＰＢシステム。
14. 前記ＣＰＢレンズが、前記ビーム制限開口とブランキング開口との間に配置されているＣＰＢ集束を生成するように構成されている、請求項１２に記載のＣＰＢシステム。
15. ＣＰＢ方法であって、
    第１のＣＰＢ集束または第２のＣＰＢ集束のいずれかを選択することであって、前記第１のＣＰＢ集束は、ビーム制限開口でＣＰＢを実質的に減衰させるように配置され、前記第２のＣＰＢ集束は、前記ＣＰＢが前記ビーム制限開口によって実質的に伝導されるように配置されている、選択することと、
    前記第１のＣＰＢ集束が選択された場合、ＣＰＢ源を作動させ前記ＣＰＢの少なくとも連続コンポーネントを生成し、前記連続コンポーネントを目標に方向付けることと、
    前記第２のＣＰＢ集束が選択された場合、前記ＣＰＢの少なくともパルス化コンポーネントを生成し、前記パルス化コンポーネントを前記目標に方向付けることと、を含む、方法。
16. 前記連続コンポーネントが、抽出器の連続作動に応答して電界エミッターを用いて生成され、前記パルス化コンポーネントが、前記電界エミッター、前記抽出器、抑制電極、またはＣＰＢレンズのうちの１つ以上のパルス化作動を用いて生成される、請求項１５に記載の方法。
17. 前記パルス化コンポーネントに関連するＣＰＢ部分をビームブランカーに方向付けることと、
    前記ビームブランカーを用いて、ＣＰＢパルス持続時間もしくはＣＰＢコントラスト比、またはＣＰＢパルス持続時間とコントラスト比との両方を画定するように、前記パルス化コンポーネントを選択的に減衰させることと、をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記第２のＣＰＢ集束が選択された場合、パルス化ＣＰＢパルス持続時間、コントラスト比、またはパルス持続時間とコントラスト比との両方を確立するように、ビームブランカーを用いてパルス化ＣＰＢを生成することをさらに含む、請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の方法。
19. 前記ビーム制限開口が、Ｘ線シールド領域に配置されている、請求項１５〜１８のいずれか１項に記載の方法。
20. ＣＰＢ方法であって、
    電界エミッターおよび抽出器を含むＣＰＢ源を提供することと、
    前記ＣＰＢ源からＣＰＢを受信するようにＣＰＢレンズを配置することと、
    Ｘ線シールド領域内にビーム制限開口を配置することと、
    パルス化ＣＰＢを生成するように前記ビーム制限開口でＣＰＢ集束を生成するように、または連続ＣＰＢを生成するように前記ビーム制限開口で拡張ビームを生成するように、前記ＣＰＢレンズに結合されているコントローラを提供することと、を含む、方法。
    

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