JP6843794B2 - 収差補正装置および荷電粒子線装置 - Google Patents
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Description
光軸に沿って配置された、第1多極子、第2多極子、第3多極子、および第4多極子と、
前記第1多極子と前記第2多極子との間に配置された第1転送レンズ系と、
前記第2多極子と前記第3多極子との間に配置された第2転送レンズ系と、
前記第3多極子と前記第4多極子との間に配置された第3転送レンズ系と、
を含み、
前記第1多極子、前記第2多極子、前記第3多極子、および前記第4多極子は、それぞれ三回対称場を発生させ、
前記第1多極子および前記第2多極子で発生した六次スリーローブ収差と、前記第3多極子および前記第4多極子で発生した六次スリーローブ収差と、が打ち消し合う。
前記収差補正装置の一態様を含む。
まず、第1実施形態に係る電子顕微鏡について図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る電子顕微鏡1の構成を示す図である。
4多極子140は、それぞれ三回対称場を発生させる。第2多極子120、第3多極子130、および第4多極子140は、それぞれ光軸Aに沿った厚みを有する。
、第3多極子130が発生させる三回対称場によって作られる三回非点収差B3の向きと同じである。すなわち、第2多極子120が発生させる三回対称場の向きは、第3多極子130が発生させる三回対称場の向きと同じである。また、第2多極子120が発生させる三回対称場によって作られる三回非点収差B2の強度は、第3多極子130が発生させる三回対称場によって作られる三回非点収差B3の強度よりも小さい。例えば、第2多極子120が発生させる三回対称場によって作られる三回非点収差B2の強度と、第3多極子130が発生させる三回対称場によって作られる三回非点収差B3の強度との比B2:B3は、例えば、B2:B3=1:x、ただしxは0.4<x<0.8である。比B2:B3は、対物レンズ30の焦点距離、対物レンズ30の球面収差係数、転送倍率、転送レンズの焦点距離、転送レンズの球面収差係数、多極子の厚さ等に応じて設定される。
第1多極子110および第2多極子120では、それぞれ三回非点収差が発生する。第1多極子110で発生した三回非点収差と、第2多極子120で発生した三回非点収差とは打ち消しあう。
第1多極子110は、負の球面収差を発生させる。同様に、第2多極子120、第3多極子130、および第4多極子140は、それぞれ負の球面収差を発生させる。これら4段の多極子で発生させた負の球面収差で、結像系の正の球面収差を補正することができる。
第1多極子110が発生させる三回対称場により六回非点が発生する。同様に、第2多極子120が発生させる三回対称場により六回非点が発生する。同様に、第3多極子130が発生させる三回対称場により六回非点が発生する。同様に、第4多極子140が発生させる三回対称場により六回非点が発生する。また、第1多極子110、第2多極子120、第3多極子130、および第4多極子140が発生させる三回対称場同士のコンビネーション収差としても六回非点が発生する。
収差と、転送レンズ系150,160,170に生じる球面収差と多極子が発生させる三回対称場より生じる収差とのコンビネーション収差により発生する六回非点収差と、のバランスをとることによって収差補正装置100全体として六回非点収差を補正する。これにより、例えば、収差補正装置100全体として、六回非点収差を零にすることができる。
収差補正装置100では、第1多極子110および第2多極子120で発生した六次スリーローブ収差と、第3多極子130および第4多極子140で発生した六次スリーローブ収差とが、打ち消しあう。これにより、収差補正装置100では、六次スリーローブ収差を補正することができ、例えば、収差補正装置100全体として、六次スリーローブ収差を零にすることができる。
収差と、第4多極子140で発生した三回非点収差と、が打ち消し合う。そのため、収差補正装置100では、三回非点収差を補正することができる。
次に、第2実施形態に係る電子顕微鏡について図面を参照しながら説明する。図5は、第2実施形態に係る電子顕微鏡2の構成を示す図である。以下、第2実施形態に係る電子顕微鏡2において、第1実施形態に係る電子顕微鏡1の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
第1多極子110および第2多極子120では、それぞれ三回非点収差が発生する。第1多極子110で発生した三回非点収差と、第2多極子120で発生した三回非点収差とは打ち消しあう。
第1多極子110は、負の球面収差を発生させる。同様に、第2多極子120、第3多極子130、および第4多極子140は、それぞれ負の球面収差を発生させる。これら4段の多極子で発生させた負の球面収差で、照射系の正の球面収差を補正することができる。
収差補正装置200では、収差補正装置100と同様に、第1多極子110、第2多極子120、第3多極子130、および第4多極子140の各々が発生させる三回対称場により発生する六回非点収差と、転送レンズ系に生じる球面収差と多極子が発生させる三回対称場より生じる収差とのコンビネーション収差により発生する六回非点収差と、のバランスをとることによって収差補正装置200全体として六回非点収差を補正する。これにより、例えば、収差補正装置200全体として、六回非点収差を零にすることができる。
収差補正装置200では、第1多極子110および第2多極子120で発生した六次スリーローブ収差と、第3多極子130および第4多極子140で発生した六次スリーローブ収差とが、打ち消しあう。これにより、収差補正装置200では、六次スリーローブ収差を補正することができ、例えば、収差補正装置200全体として、六次スリーローブ収差を零にすることができる。
Claims (12)
- 光軸に沿って配置された、第1多極子、第2多極子、第3多極子、および第4多極子と、
前記第1多極子と前記第2多極子との間に配置された第1転送レンズ系と、
前記第2多極子と前記第3多極子との間に配置された第2転送レンズ系と、
前記第3多極子と前記第4多極子との間に配置された第3転送レンズ系と、
を含み、
前記第1多極子、前記第2多極子、前記第3多極子、および前記第4多極子は、それぞれ三回対称場を発生させ、
前記第1多極子および前記第2多極子で発生した六次スリーローブ収差と、前記第3多極子および前記第4多極子で発生した六次スリーローブ収差と、が打ち消し合う、収差補正装置。 - 請求項1において、
前記第1多極子、前記第2多極子、前記第3多極子、および前記第4多極子は、前記第1多極子、前記第2多極子、前記第3多極子、前記第4多極子の順で配置され、
前記第1多極子が発生させる三回対称場によって作られる三回非点収差の強度と、前記第2多極子が発生させる三回対称場によって作られる三回非点収差の強度は等しく、
前記第2多極子が発生させる三回対称場の向きは、前記第1多極子が発生させる三回対称場を60°回転させた向きであり、
前記第3多極子が発生させる三回対称場によって作られる三回非点収差の強度と、前記第4多極子が発生させる三回対称場によって作られる三回非点収差の強度は等しく、
前記第4多極子が発生させる三回対称場の向きは、前記第3多極子が発生させる三回対称場を60°回転させた向きである、収差補正装置。 - 請求項1または2において、
前記第2多極子が発生させる三回対称場の向きと前記第3多極子が発生させる三回対称場の向きとは同じである、収差補正装置。 - 請求項1ないし3のいずれか1項において、
前記第2多極子が発生させる三回対称場によって作られる三回非点収差の強度は、前記第3多極子が発生させる三回対称場によって作られる三回非点収差の強度よりも小さい、収差補正装置。 - 請求項1ないし4のいずれか1項において、
前記第1多極子、前記第2多極子、前記第3多極子、および前記第4多極子は、負の球面収差を発生させる、収差補正装置。 - 請求項1ないし5のいずれか1項において、
前記第1多極子で発生した三回非点収差と、前記第2多極子で発生した三回非点収差と、が打ち消し合い、
前記第3多極子で発生した三回非点収差と、前記第4多極子で発生した三回非点収差と、が打ち消し合う、収差補正装置。 - 請求項1ないし6のいずれか1項において、
前記第1多極子、前記第2多極子、前記第3多極子、および前記第4多極子の各々が発生させる三回対称場により発生する六回非点収差と、
前記第1転送レンズ系、前記第2転送レンズ系、および前記第3転送レンズ系の各々に生じる球面収差と、前記第1多極子、前記第2多極子、前記第3多極子、および前記第4多極子の各々が発生させる三回対称場より生じる収差とのコンビネーション収差により発生する六回非点収差と、
によって六回非点収差を補正する、収差補正装置。 - 請求項1ないし7のいずれか1項において、
前記第1多極子、前記第2多極子、前記第3多極子、および前記第4多極子は、対物レンズ側から、前記第1多極子、前記第2多極子、前記第3多極子、前記第4多極子の順で配置されている、収差補正装置。 - 請求項1ないし8のいずれか1項において、
前記第1多極子、前記第2多極子、前記第3多極子、および前記第4多極子の各々が発生させる三回対称場は、三回対称性を持つ磁場、三回対称性を持つ電場、または、三回対称性を持つ、磁場と電場の重畳場である、収差補正装置。 - 請求項1ないし9のいずれか1項において、
前記第1多極子、前記第2多極子、前記第3多極子、および前記第4多極子は、6極子、または12極子である、収差補正装置。 - 請求項1ないし10のいずれか1項において、
前記第1多極子、前記第2多極子、前記第3多極子、および前記第4多極子は、それぞれ光軸に沿った厚みを有する、収差補正装置。 - 請求項1ないし11のいずれか1項に記載の収差補正装置を含む、荷電粒子線装置。
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