JP5294811B2 - 軸上及び軸外ビーム経路のための補正器 - Google Patents
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Description
同一の参照番号は、常に、同一の部分、フィールド依存関係等を示している。従って、11と19との間の総ての参照番号は第1の補正部10に関連しており、21と28との間の総ての参照番号は第2の補正部20に関連している。補正部10は多極子要素11,12,13,14を有しており、補正部20は多極子要素21,22,23,24を有している。図2に従う本発明の基本的機能に関して、最後の数字が同一の多極子要素は、同一構成を有し、同様のフィールドを発生させる。図1に示されている参照番号の逆の順序、即ち、補正部10の第1の多極子要素11,第2の多極子要素12,第3の多極子要素13及び第4の多極子要素14と補正部20の第1の多極子要素24,第2の多極子要素23,第3の多極子要素22,第4の多極子要素21とは、第1の補正部10に対する第2の補正部20の多極子要素24,23,22,21の逆の順序によって、中央平面5に関する対称性を表している。上記多極子要素11,12,13,14;24,23,22,21によって発生させられるフィールドは、このシステムに対応しており、それぞれを発生する多極子要素と同一の、但しダッシュが付された番号を有している。それにより、一つのダッシュは4極子フィールド11′,12′,13′,14′;24′,23′,22′,21′を、二つのダッシュは電気4極子フィールド12″,13″;23″,22″を、三つのダッシュは8極子フィールド12″′,13″′;23″′,22″′を、図2に従う基本的機能として示している。さらなる実施の形態におけるフィールド表示は、この図式とは異なることがある。
2 ビーム経路
3 光軸
4 中央多極子要素
4′ 中央多極子要素の8極子フィールド
4″ 中央多極子要素の12極子フィールド
5 中央平面
6 対物レンズ
7,8 伝送レンズ
7′,8′ 伝送レンズの位置
10 第1の補正部
11,12,13,14 第1の補正部の第1,第2,第3及び第4の多極子要素
11′,14′ 第1及び第4の多極子要素の4極子フィールド
12′,13′ 第2及び第3の多極子要素の磁気4極子フィールド
12″,13″ 第2及び第3の多極子要素の電気4極子フィールド
12″′,13″′ 第2及び第3の多極子要素の8極子フィールド
15 第2の多極子要素における軸上ビーム経路の非点収差中間像
16 第3の多極子要素における軸上ビーム経路の非点収差中間像
17 第1の補正部の対称平面
18,18′,18″,18″′ 8極子フィールド12″′,13″′に対して22.5°回転させられた8極子フィールド
19 第2の多極子要素の12極子フィールド
19′ 第3の多極子要素の12極子フィールド
20 第2の補正部
24,23,22,21 第2の補正部の第1,第2,第3及び第4の多極子要素
24′,21′ 第1及び第4の多極子要素の4極子フィールド
23′,22′ 第2及び第3の多極子要素の磁気4極子フィールド
23″,22″ 第2及び第3の多極子要素の電気4極子フィールド
23″′,22″′ 第2及び第3の多極子要素の8極子フィールド
25 第3の多極子要素における軸上ビーム経路の非点収差中間像
26 第2の多極子要素における軸上ビーム経路の非点収差中間像
27 第2の補正部の対称平面
28,28′,28″,28″′ 8極子フィールド23″′,22″′に対して22.5°回転させられた8極子フィールド
30 電子顕微鏡(概略図)
31 ビーム源
32 コンデンサ(集光レンズ)
33 対象物
35 投影レンズ
36 モニタ
37 電磁石及び/又は電極としての極子(S極又は正の荷電電極)
37′ 電磁石及び/又は電極としての極子(N極又は負の荷電電極)
xα,yβ 軸上ビーム経路の基準経路
xγ,yδ 軸外ビーム経路の基準経路
Claims (11)
- 粒子−光学式システムの軸上及び軸外ビーム経路のための補正器(1)であって、
前記補正器は、光軸(3)上のビーム経路(2)に、一方が他方の後方に配置された第1の補正部(10)及び第2の補正部(20)を備え、
前記各補正部(10,20)は、中央平面(5)に関して対称に且つ以下のフィールドを伴って配置された四つの連続する多極子要素(11,12,13,14;24,23,22,21)をそれぞれ備え、
前記四つの連続する多極子要素(11,12,13,14;24,23,22,21)のうち、第1の多極子要素(11;24)及び第4の多極子要素(14;21)は、4極子フィールド(11′,14′;24′,21′)を発生させるために用いられ、第2の多極子要素(12;23)及び第3の多極子要素(13;22)は、8極子フィールド(12″′,13″′;23″′,22″′)及び4極子フィールド(12′,13′;23′,22′)を発生させるために用いられ、後者は重畳された磁気フィールド(12′,13′;23′,22′)及び電気フィールド(12″,13″;23″,22″)であり、全四つの多極子要素(11,12,13,14;24,23,22,21)の前記4極子フィールド(11′,12′,13′,14′;24′,23′,22′,21′)は互いに90°回転させられ、それにより、前記磁気フィールド(12′,13′;23′,22′)と前記電気フィールド(12″,13″;23″,22″)との間の相互作用を通じた前記第2及び第3の多極子要素(12,13;23;22)における非点収差中間像(15,16;26,25)を用いた色収差補正と、前記4極子フィールド(12′,13′;23′,22′)と前記8極子フィールド(12″′,13″′;23″′,22″′)とを用いた開口収差補正とを可能とし、
前記軸上ビーム経路(xα,yβ)は前記中央平面(5)に関して対称に延在し、前記軸外ビーム経路(xγ,yδ)は前記中央平面(5)に関して反対称に延在し、
軸上基準経路である前記軸上ビーム経路(xα,yβ)は前記中央平面(5)に面して配置された前記第4の多極子要素(14)によって形成される前記4極子フィールド(14′)によって円形ビームに再結合され、
前記中央平面(5)に配置された中央多極子要素(4)が、3次の非点収差を除去するための8極子フィールド(4′)を発生させる、
ことを特徴とする補正器。 - 前記第1の補正部(10)の前記第2及び第3の多極子要素(12,13)、並びに、前記中央多極子要素(4)を用いて、12極子フィールド(19,19′,4″)が、5次の収差の補正のために発生させられることを特徴とする請求項1に記載の補正器。
- 5次の星形収差、5次のロゼット収差及び5次の非点収差が、それぞれ、前記12極子フィールド(19,19′,4″)のうちの一つによって補正されることを特徴とする請求項2に記載の補正器。
- さらなる8極子フィールド(18,18′,18″,18″′;28,28′,28″,28″′)が、前記4極子フィールド(11′,12′,13′,14′;24′,23′,22′,21′)を発生させる前記多極子要素(11,12,13,14;24,23,22,21)を用いて、対物レンズ(6)の異方性コマ収差を補正するために発生させられ、前記さらなる8極子フィールドは、開口収差を補正するための前記8極子フィールド(12″′,13″′;23″′,22″′)に対して22.5°回転させられており、前記8極子フィールドの強度は、前記補正部(10,20)の対称平面(17;27)に関して及び前記中央平面(5)に関して反対称であることを特徴とする請求項1,2又は3に記載の補正器。
- 少なくとも前記第1及び第2の補正部(10,20)の前記第2及び第3の多極子要素(12,13;23;22)並びに前記中央多極子要素(4)は、コントローラによって、相応の電流及び/又は電圧負荷を通じた異なるフィールドの重畳を含む12極子フィールドまでの異なるフィールドを発生し得る12極子要素であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の補正器。
- 円形レンズとして設計された二つの伝送レンズ(7,8)が、対物側において前記補正器(1)と関連付けられ、その伝送レンズのフィールド設定は、5次の開口収差及び/又は3次の放射状コマ収差を除去し、又は、それらを許容可能な程度まで低減することができることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の補正器。
- 前記第1及び第2の補正部(10,20)の前記第2及び第3の多極子要素(12,13;23;22)の前記4極子フィールド(12′,13′,12″,13″;23′,22′,23″,22″)及び前記8極子フィールド(12″′,13″′;23″′,22″′)並びに前記中央多極子要素(4)の前記8極子フィールド(4′)は、前記伝送レンズ(7,8)の前記設定が新たに発生した1次の色収差及び3次の開口収差を除去するように、再調整が可能であることを特徴とする請求項6に記載の補正器。
- 前記第1の補正部(10)の前記第2の多極子要素(12)及び前記第3の多極子要素(13)並びに前記中央多極子要素(4)を用いて、5次の収差の補正のために発生させられる12極子フィールド(19,19′,4″)は、前記伝送レンズ(7,8)及び前記再調整によって発生させられるさらに高次の収差を除去するために、再調整が可能であることを特徴とする請求項7に記載の補正器。
- 収差補正によって発生させられる1次の色収差、3次の開口収差及びさらに高次の収差は、前記伝送レンズ(7,8)、前記第1及び第2の補正部(10,20)の前記4極子フィールド(12′,13′,12″,13″;23′,22′,23″,22″)、並びに、前記第1及び第2の補正部(10,20)及び前記中央多極子要素(4)の前記8極子フィールド(12″′,13″′;23″′,22″′;4′)の再調整と、前記第1の補正部(10)の前記第2の多極子要素(12)及び前記第3の多極子要素(13)並びに前記中央多極子要素(4)を用いて、5次の収差の補正のために発生させられる12極子フィールド(19,19′,4″)の後続の再調整と、前記4極子フィールド(11′,12′,13′,14′;24′,23′,22′,21′)を発生させる総ての前記多極子要素(11,12,13,14;24,23,22,21)を用いて、対物レンズ(6)の異方性コマ収差を補正するために発生させられるさらなる8極子フィールド(18,18′,18″,18″′;28,28′,28″,28″′)であって、開口収差を補正するための前記8極子フィールド(12″′,13″′;23″′,22″′)に対して22.5°回転させられている前記さらなる8極子フィールド(18,18′,18″,18″′;28,28′,28″,28″′)のさらに後続の再調整とに加えて、それぞれの先行する再調整によって発生させられる収差を、それらの収差が所望の結像のために許容可能な量に低減されるまで、低減するための上記各過程における反復設定を通じて除去され得ることを特徴とする請求項6,7及び8のいずれか一項に記載の補正器。
- 結像直径に沿って10000結像点までの結像分解能が、5次の開口収差を許容することにより達成され得ることを特徴とする請求項9に記載の補正器。
- 請求項1乃至10のいずれか一項に記載の補正器(1)を用いた電子ビームの補正によって特徴付けられる透過型電子顕微鏡。
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