JP4271037B2 - 粒子光学補正器 - Google Patents
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Description
軸収差:この軸収差は軸上の点の結像で生じ、拡散角によるものである。それは物体面上の軸上の点から発生して、XとYとの横断面上にある軸の基本通路(Xα),(Yβ)の形状で決まる。
軸外収差:この軸外収差は、軸外映像点が示されるときに発生し、光軸までの距離(及び通常拡散角)によるものである。これらの軸外収差は物体面上の軸方向の離れた点から発生して、X断面とY断面中にある。
色収差:この色収差は速度が異なる粒子について生ずるもので、さらに軸色収差と軸外色収差とに区分され、それぞれ拡散角度および/または光軸からの距離によるものである。
少なくとも12個の四重極素子(Q1−Q3"’)と10個の八重極素子(O1−O3)とを設けたことと、
各々の場合に、3個の四重極素子(Q1,Q2,Q3)と2個の八重極素子(O1,O2)とを1つのグループ(G1−G4)にするように集めることと、グループ(G1−G4)を光軸(4)に沿って相前後に配置することと、
各後続グループ(例えば、G2)の各多重極素子(例えばQ3’,Q2’,Q1’)は、相応する各先行グループ(例えば、G1)の互いに対となる各多重極素子(例えばQ3,Q2,Q1)とは同じ構成の素子(例えば、Q1とQ1’)であるが、光軸(4)に沿って逆方向の順序で配置されることと、
それぞれの相互に対応する多重極素子(Q1,Q1’等、O1,O1’等)の構成を各々の場合において、グループの間のそれぞれの中心面(1,2,3)に対して鏡面対称(1,2,3)になるように構成することと、
第1のグループと第2のグループとの間の中心面を第1対称面(1)とすることと、
第2のグループと第3のグループとの間の中心面を第2対称面(2)とすることと、
第3のグループと第4のグループとの間の中心面を第3対称面(3)とすることと、
少なくとも2つの四重極素子(Q1,Q2など)が電気および磁気四重極フィールドを発生するものとすることと、
これらの四重極素子を好ましくは第2対称面(2)またはすべての対称面(1,2,3)に対して鏡面対称に配置することと、
各々の場合において、別個の八重極素子(O3,O3’)を第1対称面(1)と第3対称面(3)とに設けてある。
− 第1グループは入口側に、電気的および磁気的四重極フィールドを発生する四重極素 子(電気・磁気四重極)を、そしてそれに隣接して、八重極素子を備えている。
− これに続いて、電気的および磁気的四重極フィールドを生ずる第二の四重極素子が設 けてあって、これに隣接して、八重極素子が設けてある。
− 次で、単に磁気四重極フィールドを生ずる四重極素子(磁気四重極)が外側に配して ある。
− 第1の基本通路(Xα)を第1対称面に対称(非対称)に走る点とすること、
− 第2の基本通路(Yβ)を第1対称面に鏡面対称に走らせる、
− 第1の軸外基本通路(Xγ)を第1対称面に鏡面対称に走らせる、
− 第2の軸外基本通路(Xδ)を第1対称面に点対称に走らせる、
ように調節することができる。
− 補正器と粒子光学レンズの第3次幾何学収差を相互に補正するようにし、
− 補正器と粒子光学レンズの第5次拡散収差を相互に補正するようにし、
− 補正器粒子光学レンズを具備する全体のシステムの第3次拡散収差および/または第 5次拡散収差を明確な値にするように設定してある。
2 第2対称面
3 第3対称面
4 光軸
11 焦点面
12 共役焦点面
Claims (15)
- 電気および/または磁気四重極素子と八重極素子との形式の多重極素子を具備する複数の粒子光学レンズの色収差と球面収差とを除去する真直ぐな光軸(4)を備える補正器において、
少なくとも12個の四重極素子(Q1−Q3"’)と10個の八重極素子(O1−O3)とを設けたことと、
各々の場合に、3個の四重極素子(Q1,Q2,Q3)と2個の八重極素子(O1,O2)とを1つのグループ(G1−G4)にするように集めることと、グループ(G1−G4)を光軸(4)に沿って相前後に配置することと、
各後続グループ(例えば、G2)の各多重極素子(例えばQ3’,Q2’,Q1’)は、相応する各先行グループ(例えば、G1)の互いに対となる各多重極素子(例えばQ3,Q2,Q1)とは同じ構成の素子(例えば、Q1とQ1’)であるが、光軸(4)に沿って逆方向の順序で配置されることと、
それぞれの相互に対応する多重極素子(Q1,Q1’等、O1,O1’等)の構成を各々の場合において、グループの間のそれぞれの中心面(1,2,3)に対して鏡面対称(1,2,3)になるように構成することと、
第1のグループと第2のグループとの間の中心面を第1対称面(1)とすることと、
第2のグループと第3のグループとの間の中心面を第2対称面(2)とすることと、
第3のグループと第4のグループとの間の中心面を第3対称面(3)とすることと、
少なくとも2つの四重極素子(Q1,Q2など)が電気および磁気四重極フィールドを発生するものとすることと、
これらの四重極素子を好ましくは第2対称面(2)またはすべての対称面(1,2,3)に対して鏡面対称に配置することと、
各々の場合において、別個の八重極素子(O3,O3’)を第1対称面(1)と第3対称面(3)とに設けたこととを特徴とする粒子光学補正器。 - 前記各グループ(G1,G2,G3,G4)の各四重極素子のフィールドの強さは次のように選定される、
前記各四重極フィールドによる屈折力は、前記第1対称面(1)に対し対称であり、かつ、前記第3対称面(3)に対し対称であり、そして、
第1グループ(G1)および第2グループ(G2)の四重極フィールドによる屈折力と、第3グループ(G3)および第4グループ(G4)の四重極フィールドによる屈折力とは、前記第2対称面(2)に対し反対称である、
請求項1記載の粒子光学補正器。 - 前記各グループ(G1,G2,G3,G4)の各四重極素子のフィールドの強さは次のように選定される、
前記各四重極フィールドによる屈折力は、前記第1対称面(1)に対し対称であり、かつ、前記第3対称面(3)に対し対称であり、そして、
第1グループ(G1)および第2グループ(G2)の四重極フィールドによる屈折力と、第3グループ(G3)および第4グループ(G4)の四重極フィールドによる屈折力とは、前記第2対称面(2)に対し対称である、
請求項1記載の粒子光学補正器。 - 第1グループ(G1)および第3グループ(G3)は、
その入口側に、電気および/または磁気四重極フィールドとそれに重畳する八重極フィールドを生じる多重極素子(Q1、O1)と、
それに続いて、電気および/または磁気四重極フィールドとそれに重畳する八重極フィールドを生じる第2の多重極素子(Q2,O2)と、
その出力側に、電気および/または磁気の四重極フィールドのみを生じる四重極素子(Q3)と、を備え、
第2グループ(G2)および第4グループ(G4)は、前記第1および第3グループの各極子と同じ構成の各極素子を備えるが、その並び順序が光軸に添って前記第1および第3グループの各極素子とは反対に配置されている、
請求項1乃至3いずれか1項に記載の粒子光学補正器。 - 電気および磁気四重極フィールドを前記補正器と前記粒子光学レンズの軸収差および/または軸外色収差を各々の場合において相互に補償するように調節するようにしたことを特徴とする請求項1乃至4いずれか1項に記載の粒子光学補正器。
- 各グループ(G1−G4)において、各々の場合において別個の八重極素子(O5,O5’等)を第2と第3の四重極素子(Q2とQ3およびQ2’とQ3’など)の間に配置することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の粒子光学補正器。
- 前記八重極素子の強度を前記補正器および前記粒子光学レンズの軸および軸外第3次幾何学的収差を、各々の場合において、相互に補償するように調節することを特徴とする請求項1乃至6いずれか1項に記載の粒子光学補正器。
- 前記第2対称面(2)に、別個の八重極素子(O4)を設け、前記八重極素子(O1,O2等)の強度と前記別個の八重極素子(O4)の強度とを前記補正器と前記粒子光学レンズと第5次球面収差とを相互に補償するように調節するようにしたことを特徴とする請求項1乃至7いずれか1項に記載の粒子光学補正器。
- 前記八重極素子の強度を、いずれも設定可能値とする前記補正器と粒子光学レンズとから成る全体のシステムの第3次球面収差および/または第5次球面収差とを調節するようにしたことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の粒子光学補正器。
- 対物レンズの収差補正のための拡大光学装置として使用される、請求項1乃至9いずれか1項記載の粒子光学補正器。
- 対物レンズの収差補正ための縮小光学装置として使用される、請求項1乃至9いずれか1項記載の粒子光学補正器。
- さらに別個の磁気または電気と磁気とを組み合わせた四重極素子を、各々の場合において、第1のグループ(G1)と第2のグループ(G2)との間、および第3のグループ(G3)と第4のグループ(G4)との間に存在するようにしたことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の粒子光学補正器。
- 請求項10項に記載の粒子光学補正器を備えた透過電子顕微鏡(TEM)。
- 請求項10項に記載の粒子光学補正器を備えた「イン シトウ」電子顕微鏡。
- 請求項11項に記載の粒子光学補正器を備えた電子投影リソグラフィー装置。
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