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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anwendungstechnik für einen Strahl geladener Teilchen und insbesondere eine Vorrichtung für einen Strahl geladener Teilchen wie beispielsweise ein Rasterelektronenmikroskop und ein Transmissionselektronenmikroskop, das mit einem Aberrationsverbesserer montiert ist.
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Hintergrund
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Um die Auflösung zu verbessern, wird ein Aberrationsverbesserer in eine Vorrichtung für geladene Teilchenstrahlen wie beispielsweise ein Rasterelektronenmikroskop (REM) und ein Rastertransmissionselektronenmikroskop (RTEM) geführt. Ein Typ des Aberrationsverbesserers enthält Multipol-Linsen, die in mehreren Stufen bereitgestellt werden. Die Multipol-Linsen kombinieren mehrere Multipol-Felder, indem sie ein elektrisches Feld oder ein magnetisches Feld erzeugen, und entfernen eine Aberration, die in einem Strahl geladener Teilchen, der durch ein Inneres der Multipol-Linsen hindurchgeht, enthalten ist. PTL 1 enthüllt einen Aberrationsverbesserer vom Windungstyp, der unter Verwendung eines Magnetfeldes aus mehreren Stromdrähten ein Multipol-Feld erzeugt.
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PTL 2 offenbart, dass in einer Objektivlinse ein linseninterner Deflektor vorhanden ist, um die Ablenkkomaaberration zu verringern, und offenbart ein Beispiel für die Verwendung eines Toroiddeflektors, bei dem als linseninterner Deflektor Toroidspulen um einen ringförmigen Ferritkern gewickelt sind.
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Zitierliste
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Patentliteratur
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- PTL 1: JP 2009 - 054 581 A
- PTL 2: JP 2013 - 229 104 A
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Ein Rasterelektronenmikroskop mit einem Magnetkern, in dem Rillen mit darin verlaufenden Drahtabschnitten achsensymmetrisch angeordnet sind, ist in
US 4 236 073 A offenbart. Weitere mit der Erfindung in Verbindung stehende Ladungsteilchenstrahlgeräte sind in
DE 692 10 440 T2 ,
JP 2004-234 961 A ,
US 5 631 615 A und
US 2007/0 023 673 A1 offenbart.
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Überblick über die Erfindung
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Technisches Problem
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In PTL 1 kann zwar ein Aberrationsverbesserer eines relativ kostengünstigen Multipol-Verbesserungssystems durch Bilden eines Multipol-Feldes unter Verwendung von Stromdrähten erreicht werden, doch ist in diesem Fall eine hohe mechanische Positionsgenauigkeit für das Anordnen der Stromdrähte erforderlich.
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PTL 2 offenbart einen Deflektor mit einer Toroidspule, stellt aber keine Multipol-Linse zum Erzeugen eines Multipol-Feldes dar.
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Lösung des Problems
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Die Multipol-Linse der vorliegenden Erfindung ist in Patentanspruch 1 definiert. Weitere vorteilhafte Ausführungsmerkmal sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Eine derartige Multipol-Linse wird verwendet, um einen Aberrationsverbesserer und eine Vorrichtung für einen Strahl geladener Teilchenvorrichtung zu bilden.
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Vorteilhafte Wirkung
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In einem Aberrationsverbesserer vom Windungstyp, der ein Multipol-Feld erzeugt, kann die mechanische Positionsgenauigkeit, die erforderlich ist, um die Stromdrähte anzuordnen, abgeschwächt werden.
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Andere technische Probleme und neuartige Eigenschaften werden aus einer Beschreibung der Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen ersichtlich.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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- [1A] 1A ist eine Querschnittsansicht (schematische Darstellung) einer Multipol-Linse aus der Vogelperspektive.
- [1B] 1B ist eine Draufsicht (schematische Ansicht) der Multipol-Linse.
- [1C] 1C ist eine Ansicht (schematische Darstellung) von Mittenpositionen von in einem Magnetkern vorhandenen Rillen aus der Vogelperspektive.
- [2] 2 ist eine Ansicht (schematische Darstellung) von Stromdrähten aus der Vogelperspektive.
- [3] 3 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Position jedes Stromdrahtes (Hauptdrahtabschnitt) und einer Intensität eines erregten Hexapolfeldes zeigt.
- [4] 4 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Breite jeder Rille des Magnetkerns und der Intensität des erregten Hexapolfeldes zeigt.
- [5] 5 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Innendurchmesser des Magnetkerns und der Intensität des erregten Hexapolfeldes zeigt.
- [6] 6 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Anzahl der Windungen jedes Stromdrahtes und der Intensität des erregten Hexapolfeldes zeigt.
- [7] 7 ist ein Beispiel für eine Form jeder in dem Magnetkern vorhandenen Rille.
- [8] 8 zeigt Beispiele für die Form der in dem Magnetkern vorhandenen Rille.
- [9] 9 ist ein Diagramm, das die Intensität des durch die Stromdrähte (Verbindungsabschnitt) erregten Hexapolfeldes zeigt.
- [10] 10 ist ein Beispiel für eine Multipol-Linse, bei der ein nichtmagnetischer Abstandhalter auf dem Magnetkern vorhanden ist.
- [11A] 11A ist eine Querschnittsansicht eines Magnetkerns aus der Vogelperspektive.
- [11B] 11B ist eine Querschnittsansicht (Ebene A0) des Magnetkerns.
- [11C] 11C ist eine Querschnittsansicht (Ebene A1) des Magnetkerns.
- [11D] 11D ist eine Querschnittsansicht (Ebene B) des Magnetkerns.
- [12] 12 ist ein Diagramm, das den Effekt einer Multipol-Linse unter Verwendung des mit oberen und unteren Deckeln versehenen Magnetkerns veranschaulicht.
- [13A] 13A ist ein Diagramm, das einen mit Elektroden versehenen Magnetkern zeigt.
- [13B] 13B ist ein Diagramm, das den mit Elektroden versehenen Magnetkern zeigt.
- [14] 14 ist eine schematische Darstellung, die ein Konfigurationsbeispiel eines kompletten Rasterelektronenmikroskops mit integriertem Aberrationsverbesserer zeigt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Ein Aberrationsverbesserer enthält mehrstufige Multipol-Linsen. Jede Multipol-Linse der Ausführungsform besitzt eine Konfiguration, bei der Stromdrähte jeweils in Rillen, die in einer Innenwand eines Magnetkerns vorhanden sind, angeordnet sind. 1A ist eine Querschnittsansicht (schematische Ansicht) einer einstufigen Multipol-Linse in einem Windungsaberrationsverbesserer aus der Vogelperspektive, 1B ist eine Draufsicht (schematische Ansicht) der einstufigen Multipol-Linse des Windungsaberrationsverbesserers und 1C ist eine Draufsicht (schematische Ansicht) auf Mittenpositionen von Rillen, die in dem Magnetkern vorhanden sind, aus der Vogelperspektive. Ein Magnetkern 150 ist aus einem magnetischen Material wie beispielsweise reinem Eisen oder Permalloy gemacht, besitzt eine zylindrische Form und weist Rillen 151 bis 162, die sich in einer Z-Richtung an seiner Innenwand erstrecken, auf. Wie in 1C gezeigt, sind die Mittenpositionen 151a bis 162a der Rillen relativ zu einer Mittelachse 150a des Magnetkerns 150 achsensymmetrisch vorhanden. Das heißt, die Mittenposition 151a der Rille 151 und die Mittenposition 157a der Rille 157 sind in derselben Ebene relativ zur Mittelachse 150a achsensymmetrisch angeordnet. Die Mittenposition 152a der Rille und die Mittenposition 158a der Rille, die Mittenposition 153a der Rille und die Mittenposition 159a der Rille, die Mittenposition 154a der Rille und die Mittenposition 160a der Rille, die Mittenposition 155a der Rille und die Mittenposition 161a der Rille und die Mittenposition 156a der Rille und die Mittenposition 162a der Rille befinden sich ebenfalls auf eine ähnliche Weise. Obwohl in dem Beispiel zwölf Rillen vorhanden sind, ist die Anzahl von Rillen nicht begrenzt. Wenn die Anzahl von Rillen k ist, ist ein Winkel zwischen benachbarten Rillen ein Winkel (360°/k), den man durch Dividieren durch die Anzahl k von Rillen mit der Mittelachse 150a des Magnetkerns 150 als Drehachse erhält.
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Hauptdrahtabschnitte der Stromdrähte 101 bis 112 sind jeweils in den im Magnetkern 150 vorhandenen Rillen 151 bis 162 angeordnet. 2 ist eine Ansicht (schematische Darstellung) der Stromdrähte aus der Vogelperspektive, wobei nur die Stromdrähte 101 bis 112 herausgezogen sind. Die zwölf Stromdrähte mit den Stromdrähten 101 bis 112 sind um eine optische Achse 100 eines Strahls geladener Teilchen angeordnet. Die optische Achse 100 des Strahls geladener Teilchen fällt mit der Mittelachse 150a des Magnetkerns 150 zusammen.
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Eine Struktur jedes Stromdrahtes wird unter Verwendung des in 1A gezeigten Stromdrahtes 101 als Beispiel beschrieben. Der Stromdraht 101 besitzt eine rechteckige Schaltungsform, und ein Strom wird von einer Leistungsversorgung (nicht dargestellt) geliefert. Ein an dem Stromdraht angebrachter Pfeil stellt eine Richtung des fließenden Stroms dar. Im Folgenden wird der Stromdraht, wie in 1A gezeigt, in vier Abschnitte unterteilt, die den Seiten der rechteckigen Form entsprechen und die jeweils als Hauptdrahtabschnitt 121, Verbindungsabschnitt 122, Verbindungsabschnitt 123 und Rücklaufdrahtabschnitt 124 bezeichnet werden. Der Hauptdrahtabschnitt 121 bezieht sich auf einen Teil des Stromdrahts, der in der Rille des Magnetkerns angeordnet ist, und die Verbindungsabschnitte 122 und 123 beziehen sich auf Teile, durch die der Hauptdrahtabschnitt 121 von einer Außenseite des Magnetkerns in die Rille geführt wird, oder durch die der Hauptdrahtabschnitt 121 von der Rille zu der Außenseite des Magnetkerns geführt wird, und der Rücklaufdrahtabschnitt 124 bezieht sich auf einen Teil des Stromdrahts, der im äußeren Teil des Magnetkerns angeordnet ist.
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Ein Multipol-Feld wird durch ein Magnetfeld aus dem Hauptdrahtabschnitt gebildet. Obwohl die Leistungsversorgung in der in
2 gezeigten Windungslinse (Multipol-Linse) nicht gezeigt ist, ist es für die Erregung des Multipol-Feldes notwendig, einen Stromfluss mit einer bestimmten Verteilung zu bewirken. Zum Beispiel wird als Kombination zum Erregen eines 2N-poligen Feldes (N ist eine ganze Zahl von 1 oder mehr), wenn an die Stromdrähte 101 bis 112 angelegte Ströme auf I1 bis 112 eingestellt werden, eine Kombination der durch (Formel 1) erhaltenen Stromwerte in Bezug auf den Referenzstrom AN genommen.
[Formel 1]
(Formel 1) zeigt eine Stromverteilung, die ein einzelnes Multipol-Feld erregt. Andererseits können mehrere verschiedene Multipol-Felder überlagert werden und in diesem Fall sind die Stromdrähte 101 bis 112 an verschiedene Leistungsversorgungen angeschlossen.
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Da bei einer herkömmlichen Windungslinse, die keinen Magnetkern aufweist, die Stromrichtungen zwischen dem Hauptdrahtabschnitt und dem Rücklaufdrahtabschnitt umgekehrt sind, hat ein durch den Rücklaufdrahtabschnitt erzeugtes Multipol-Feld eine Wirkung, ein durch den Hauptdrahtabschnitt erzeugtes Multipol-Feld abzuschwächen. Andererseits ist bei der Windungslinse der vorliegenden Ausführungsform der Magnetkern 150 zwischen dem Hauptdrahtabschnitt 121 und dem Rücklaufdrahtabschnitt 124 angeordnet und dient dadurch als magnetische Abschirmung, und der Rücklaufdrahtabschnitt hat keinen Einfluss auf das durch den Hauptdrahtabschnitt erzeugte Multipolfeld. Weiterhin stellten die Erfinder fest, dass die Multipol-Linse der vorliegenden Ausführungsform hervorragende Eigenschaften zum Bilden eines Aberrationsverbesserers aufweist.
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3 erhält man durch Erregen eines Hexapolfeldes in der Multipol-Linse gemäß der Ausführungsform, während man allmählich eine Position jedes Stromdrahtes in einer radialen Richtung des Magnetkerns ändert und eine Beziehung zwischen der Position des Stromdrahtes und der Intensität des Hexapolfeldes (in einer normierten Weise dargestellt) untersucht. Eine andere Form des Magnetkerns als eine Anordnungsposition des Stromdrahtes ist die gleiche. Wie in der Figur dargestellt, weicht der Hauptdrahtabschnitt des Stromdrahts von einer Seite eines Innendurchmessers zu einer Seite eines Außendurchmesser des Magnetkerns hin umso mehr ab, je größer die Position des Stromdrahts (horizontale Achse) ist. Aus dem Ergebnis ist ersichtlich, dass es, wie in einem Fall, in dem die aktuelle Drahtposition 3 mm bis 3,1 mm beträgt, einen Bereich gibt, in dem die Intensität des erregten Hexapolfeldes im Wesentlichen unbeeinflusst ist, selbst wenn der Hauptdrahtabschnitt des Stromdrahtes in der radialen Richtung des Magnetkerns abweicht.
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4 erhält man durch Erregen eines Hexapolfeldes in der Multipol-Linse gemäß der Ausführungsform unter Verwendung des Magnetkerns, während man eine Breite W jeder Rille allmählich verändert und eine Beziehung zwischen der Breite W der Rille und der Intensität des Hexapolfeldes (in einer normierten Weise dargestellt) untersucht. Eine andere Form des Magnetkerns als die Breite der Rille ist die gleiche, einschließlich der Anordnungsposition des Stromdrahtes. Aus dem Ergebnis ist ersichtlich, dass es, wie in dem Fall, in dem die Rillenbreite 0,3 mm bis 0,5 mm beträgt, einen Bereich gibt, in dem die Intensität des erregten Hexapolfeldes im Wesentlichen unbeeinflusst ist, auch wenn sich die Breite der Rille ändert.
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Aus den Ergebnissen ist ersichtlich, dass die durch die Multipol-Linse gemäß der vorliegenden Ausführungsform erregte Magnetfeldintensität von der Positionsgenauigkeit des in der Rille des Magnetkerns angeordneten Hauptdrahtabschnitts des Stromdrahtes im Wesentlichen unbeeinflusst sein kann. Bei einem herkömmlichen Windungsaberrationsverbesserer ohne Verwenden eines Magnetkerns ist für die Anordnungsposition des Stromdrahtes eine hohe Genauigkeit erforderlich, um ein gewünschtes Magnetfeld zu erzeugen. Andererseits beeinflussen bei dem Windungsaberrationsverbesserer gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wenn die Mittenposition der Rille des Magnetkerns in einer Umfangsrichtung und der radialen Richtung hochgenau hergestellt wird, Abweichungen der Anordnungspositionen der Stromdrähte in den Rillen die durch die Multipol-Linse erzeugte Magnetfeldintensität kaum, was beim Herstellen der Multipol-Linse und der Bildung des Aberrationsverbesserers in der Tat sehr vorteilhaft ist.
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Andererseits kann eine durch die Multipol-Linse erzeugte Multipol-Feldintensität durch den Innendurchmesser des Magnetkerns und die Anzahl der Windungen des Stromdrahtes eingestellt werden. 5 erhält man durch Erregen eines Hexapolfeldes in der Multipol-Linse gemäß der Ausführungsform unter Verwendung des Magnetkerns, während man allmählich den Innendurchmesser und eine Beziehung zwischen einem Innendurchmesser und der Intensität des Hexapolfeldes (auf eine normierte Weise dargestellt) untersucht. Dementsprechend kann man sehen, dass die durch die Multipol-Linse erregte Magnetfeldintensität umso größer ist, je kleiner der Innendurchmesser ist. 6 erhält man durch Erregen eines Hexapolfeldes in der Multipol-Linse gemäß der Ausführungsform, während man die Anzahl der Windungen jedes Stromdrahtes verändert und eine Beziehung zwischen der Anzahl der Windungen und der Intensität des Hexapolfeldes (auf eine normierte Weise dargestellt) untersucht. Dementsprechend ist zu erkennen, dass die durch die Multipol-Linse erregte Magnetfeldintensität umso größer ist, je größer die Anzahl von Windungen ist, das heißt, je größer eine Multiplexzahl des in der Rille des Magnetkerns angeordneten Hauptdrahtabschnitts des Stromdrahtes ist.
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Dementsprechend ist die Multipol-Linse gemäß der vorliegenden Ausführungsform nur so erforderlich, dass der Innendurchmesser des Magnetkerns und die Mittenposition der Rille, in der der Stromdraht angeordnet ist, genau (z.B. innerhalb von 1 Grad in Bezug auf eine Positionsabweichung in der Umfangsrichtung) gefertigt werden und so, dass die Mittenpositionen der einander gegenüberliegenden Rillen relativ zu der Mittelachse des Magnetkerns achsensymmetrisch angeordnet sind und somit eine Form der Rille unter Berücksichtigung der Einfachheit des Wickelns bestimmt werden kann. 7 zeigt ein Beispiel für die Form der im Magnetkern vorhandenen Rille. Bei dem Beispiel ist die Rille 200 mit einem sich zu einer Innenwand hin erweiternden Verjüngungsabschnitt 201 und einer Innenkammer 202, in der der Stromdraht angeordnet wird, versehen.
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8 zeigt Modifikationen der in dem Magnetkern vorhandenen Rillen. In 8A bis 8E befinden sich Mittenpositionen 301a bis 301e von ersten Rillen, Mittenpositionen 302a bis 302e von zweiten Rillen und Mittenpositionen 303a bis 303e von dritten Rillen an den gleichen Positionen in einer Umfangsrichtung C bzw. einer radialen Richtung R mit Mittelachsen 300a bis 300e als Ursprungspunkte. Wenn, wie beispielhaft gezeigt, ein Ausweitungsausmaß des verjüngten Abschnitts in Abhängigkeit von einer Form der Rille geändert wird, besteht kein Problem, wenn, wie in 8E dargestellt, ein gebogener Abschnitt in dem verjüngten Abschnitt vorhanden ist.
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Auf einer Oberseite und einer Unterseite des Magnetkerns können Drahtführungen (Rillen) zum Positionieren der Anschlussteile jedes Stromdrahts vorhanden sein. Da die Verbindungsabschnitte des Stromdrahts, wie in 9 gezeigt, über den Magnetkern 150 einander gegenüber liegen, ist die durch die Verbindungsabschnitte des Stromdrahts erzeugte Magnetfeldintensität größer als in einem Fall ohne Magnetkern. Das heißt, in einem Fall einer Windungslinse, bei der der Magnetkern 150 nicht vorhanden ist, ist eine durch die Verbindungsabschnitte 401 und 402 erregte Hexapolfeldintensität eine Wellenform 410, während im Fall einer Windungslinse, bei der der Magnetkern 150 vorhanden ist, eine durch die Verbindungsabschnitte 401 und 402 erregte Hexapolfeldintensität eine Wellenform 420, die signifikant größer als die Wellenform 410 ist, ist. Daher ist auch eine hohe Genauigkeit der Position der Rille in der Z-Richtung erforderlich. Daher kann, wenn, wie in 10 gezeigt, ein nichtmagnetischer Abstandhalter in der Z-Richtung relativ zu dem Magnetkern 150 vorhanden ist und ein Verbindungsabschnitt des Stromdrahtes auf dem nichtmagnetischen Abstandhalter angeordnet ist, die durch den Verbindungsabschnitt erregte Hexapolfeldintensität reduziert und die für die Position der Rille in Z-Richtung erforderliche Genauigkeit gemindert werden. Obwohl der nichtmagnetische Abstandhalter in 10 auf der Oberseite des Magnetkerns 150 vorhanden ist, können nichtmagnetische Abstandhalter sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite vorgesehen sein.
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Bei dem obigen Beispiel ist die Innenwand des Magnetkerns mit Rillen versehen, die die obere und untere Oberfläche erreichen. Auf der anderen Seite können die Rillen des Magnetkerns schlitzförmig ausgebildet sein. Mit anderen Worten, der in 1A gezeigte Magnetkern 150 entspricht einer Form, bei der oberhalb und unterhalb des Magnetkerns 150 magnetische Deckel hinzugefügt sind. Die Form jedes in dem Magnetkern vorhandenen Schlitzes wird unter Bezugnahme auf 11A bis 11D beschrieben. 11A ist eine Querschnittsansicht des Magnetkerns aus der Vogelperspektive, 11B ist eine Querschnittsansicht des Magnetkerns in einer in 11A gezeigten Ebene A0, 11C ist eine Querschnittsansicht des Magnetkerns in einer in 11A gezeigten Ebene A1 und 11D ist eine Querschnittsansicht des Magnetkerns in einer in 11A gezeigten Ebene B. Hierbei ist die Ebene A0 eine XY-Ebene, die nahe der Mitte des Schlitzes 501 des Magnetkerns 550 verläuft, die Ebene A1 ist eine XY-Ebene, die durch einen Endabschnitt des Schlitzes 501 verläuft, und die Ebene B ist eine YZ-Ebene, die durch den Schlitz 501 verläuft. Durchgangslöcher 502 und 503 sind an beiden Endabschnitten des Schlitzes 501 vorhanden, und, wie in den 11C und 11D gezeigt, ist ein Stromdraht 511 in dem Schlitz 501 durch die Durchgangslöcher 502 und 503 angeordnet.
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Ein Effekt des Konfigurierens der Multipol-Linse unter Verwendung des Magnetkerns mit den in 11A bis 11D gezeigten oberen und unteren Deckeln wird unter Bezugnahme auf 12 beschrieben. In 12 zeigt eine horizontale Achse eine Position in der Z-Richtung an, wobei eine Mitte des Stromdrahtes als Ursprungspunkt festgelegt ist, und eine vertikale Achse zeigt die Intensität des durch die Multipol-Linse erregten Hexapolfeldes an. Eine Wellenform 603 stellt die Intensität des durch die Multipol-Linse unter Verwendung des Magnetkerns mit den oberen und unteren Deckeln erregten Hexapolfeldes dar. Andererseits werden als Vergleichsbeispiele die Intensität des nur durch den Hauptdrahtabschnitt des Stromdrahtes erregten Hexapolfeldes durch die Wellenform 601 dargestellt und die Intensität des durch den Hauptdrahtabschnitt und die Verbindungsabschnitte des Stromdrahtes erregten Hexapolfeldes durch die Wellenform 602 dargestellt. Die Wellenform 602 entspricht der Intensität des durch die Multipol-Linse unter Verwendung des in 1A gezeigten Magnetkerns erregten Hexapolfeldes. Bei der Wellenform 602 erscheint ein Einfluss eines Magnetfeldes, das den Verbindungsabschnitt des Stromdrahtes erregt, an beiden Endabschnitten und es wird eine Abweichung von der Wellenform 601 erzeugt. Andererseits ist bei der Wellenform 603 zu sehen, dass der Einfluss des Verbindungsabschnitts, der in der Wellenform 602 zu sehen ist, eliminiert wird und man erhält die Hexapolfeldintensität, die ungefähr dieselbe ist wie die der Wellenform 601. Dementsprechend kann die Multipol-Linse unter Verwendung des Magnetkerns mit dem oberen und unteren Deckel den Einfluss einer Positionsabweichung des Verbindungsabschnittes des Stromdrahtes eliminieren und durch die Windungslinse ein ideales Multipol-Feld erregen.
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Der Magnetkern mit den in den 11A bis 11D gezeigten oberen und unteren Deckeln kann mit einer Schlitzstruktur versehen sein, die sich in der Z-Richtung relativ zu dem Magnetkern erstreckt, ohne die obere und untere Fläche wie oben beschrieben zu erreichen, oder er kann ein Magnetkern mit den in den 11A bis 11D gezeigten oberen und unteren Deckeln sein, indem zylinderförmige magnetische Deckel oberhalb und unterhalb des Magnetkerns angeordnet werden. Die magnetischen Deckel besitzen denselben Innen- und Außendurchmesser in Bezug auf den in 1A gezeigten Magnetkern. In diesem Fall ist es notwendig, Durchgangslöcher vorzusehen, damit die Verbindungsabschnitte des Stromdrahtes durch Oberflächen, wo der Magnetkern und die Magnetdeckel in Kontakt stehen, hindurchgehen können. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird unabhängig davon, ob der Magnetkern mit den oberen und unteren Deckeln als ein Teil oder als eine Kombination verschiedener Teile ausgebildet ist, ein Teil, in dem der Hauptdrahtabschnitt des Stromdrahts angeordnet ist, als Magnetkern bezeichnet, und ein magnetischer Abschnitt oberhalb oder unterhalb des Magnetkerns wird als Deckel oder magnetischer Deckel bezeichnet.
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Die 13A und 13B zeigen Beispiele, bei denen Elektroden in Bezug auf den Magnetkern vorhanden sind. Die Elektroden werden zum Beispiel zum Erzeugen eines elektrischen Feldes zum Verbessern der chromatischen Aberration eines primären Elektronenstrahls verwendet, wenn ein Aberrationsverbesserer unter Verwendung einer Multipol-Linse entsprechend der vorliegenden Ausführungsform eingebaut wird, um ein Elektronenstrahlgerät zu bilden. Wie oben beschrieben, ist ein Magnetkern 750 mit einer Rille (oder einem Schlitz) 701 versehen, in der ein Stromdraht 711 angeordnet ist. Bei einem Beispiel von 13A ist eine Elektrode 731 in eine Rille 701 eingesetzt. Da der Magnetkern 750 und die Elektrode 731 zu dieser Zeit unterschiedliche elektrische Potentiale aufweisen, ist die Elektrode 731 über einen Isolator 721 in der Rille 701 angeordnet. Um eine Aufladung des Isolators 721 zu verhindern, ist es wünschenswert, dass der Isolator 721 möglichst nicht einer optischen Achse ausgesetzt wird. 13B ist ein Anordnungsbeispiel, bei dem der Isolator von der optischen Achse aus nicht sichtbar ist. Das heißt, ein Isolator 722 ist in der Rille 701 entlang einer Innenwand des Magnetkerns 750 vorhanden, und eine Elektrode 732 ist so angeordnet, dass sie den Isolator 722 bedeckt.
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Ein Konfigurationsbeispiel für eine Elektronenstrahlvorrichtung mit einem Aberrationsverbesserer, der die oben beschriebene Multipol-Linse vom Windungstyp verwendet, ist in 14 gezeigt. Bei der Vorrichtung wird ein primärer Elektronenstrahl von einer Elektronenkanone 801 emittiert, durch eine Kondensorlinse 802 in parallele Strahlen geformt und durchläuft eine Multipol-Linse 803. Die durch die Multipol-Linse 803 hindurchgelaufenen Primärelektronenstrahlen werden durch eine Kondensorlinse 804 und eine Kondensorlinse 805 an eine Multipol-Linse 806 weitergeleitet. Danach werden die primären Elektronenstrahlen durch eine Kondensorlinse 807 und eine Objektivlinse 808 gebündelt und auf eine Probe 809 gestrahlt. Ein Inneres eines Vakuumbehälters 800 wird evakuiert und die Elektronenstrahlen pflanzen sich fort, während der Vakuumzustand von der Elektronenkanone 801 bis zum Erreichen der Probe 809 beibehalten wird. Sowohl die Multipol-Linse 803 als auch die Multipol-Linse 806 ist mit einer entsprechend der vorliegenden Ausführung beschriebenen Multipol-Linse vom Windungstyp ausgebildet und ein Hexapolfeld wird erregt, um eine Verbesserung der sphärischen Aberration durchzuführen. Das optische System für die sphärische Aberration ist dasselbe optische System wie ein allgemeiner Aberrationsverbesserer, der bei dem RTEM oder dergleichen verwendet wird. Ein Unterschied besteht darin, dass die Multipol-Linsen 803 und 806 kein aus einem keilförmigen magnetischen Material gebildeter Multipol sind, sondern die oben beschriebene Windungs-Multipol-Linse verwenden. Die Multipol-Linse vom Windungstyp kann auch auf einen vierstufigen Aberrationsverbesserer angewendet werden, der zusätzlich zu dem Aberrationsverbesserer, der das Hexapolfeld verwendet, ein Quadrupolfeld und ein Oktupolfeld verwendet.
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Die Erfindung ist nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt und beinhaltet verschiedene Modifikationen. Zum Beispiel wurde die oben beschriebene Ausführungsform zum einfachen Verständnis der Erfindung beschrieben, und die Erfindung ist nicht notwendigerweise auf jene mit allen oben beschriebenen Konfigurationen beschränkt. Ein Teil einer Konfiguration einer Ausführungsform kann durch eine Konfiguration einer anderen Ausführungsform ersetzt werden, und eine Konfiguration einer anderen Ausführungsform kann zu einer Konfiguration einer Ausführungsform hinzugefügt werden. Ein Teil der Konfiguration jeder Ausführungsform kann zu einer anderen Konfiguration hinzugefügt, aus einer anderen Ausführungsform entfernt oder durch sie ersetzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- optische Achse
- 101 bis 112, 511, 711
- Stromdraht
- 121
- Hauptdrahtabschnitt
- 122, 123
- Verbindungsabschnitt
- 124
- Rücklaufdrahtabschnitt
- 150, 550, 750
- Magnetkern
- 151 bis 162, 701
- Rille
- 400
- nichtmagnetischer Abstandhalter
- 501
- Schlitz
- 502, 503
- Durchgangsloch
- 721, 722
- Isolator
- 731, 732
- Elektrode
- 800
- Vakuumbehälter
- 801
- Elektronenkanone
- 802, 804, 805, 807
- Kondensorlinse
- 803, 806
- Multipol-Linse
- 808
- Objektivlinse
- 809
- Probe
