JP7465295B2 - 収差補正装置および電子顕微鏡 - Google Patents
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Description
6極子場を発生させる第1多極子と、
前記第1多極子とは極性が逆の6極子場を発生させる第2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、8極子場を発生させる第3多極子と、
前記第1多極子と前記第3多極子の間に配置された第1転送レンズ系と、
前記第3多極子と前記第2多極子との間に配置された第2転送レンズ系と、
を含み、
前記第1転送レンズ系は、電磁場重畳4極子場と8極子場が重畳された場を発生させる複数の第4多極子を含み、
前記第2転送レンズ系は、電磁場重畳4極子場と8極子場が重畳された場を発生させる複数の第5多極子を含み、
前記複数の第4多極子の各々が発生させる4極子場および前記複数の第5多極子の各々が発生させる4極子場によって、スター収差を発生させ、
前記複数の第4多極子の各々が発生させる8極子場および前記複数の第5多極子の各々が発生させる8極子場によって、4回非点を発生させ、
スター収差と4回非点のコンビネーション収差として6回非点を発生させる。
本発明に係る収差補正装置の一態様は、
6極子場を発生させる第1多極子と、
前記第1多極子とは極性が逆の6極子場を発生させる第2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、8極子場を発生させる第3多極子と、
前記第1多極子と前記第3多極子の間に配置された第1転送レンズ系と、
前記第3多極子と前記第2多極子との間に配置された第2転送レンズ系と、
を含み、
前記第1転送レンズ系は、電磁場重畳4極子場と8極子場が重畳された場を発生させる複数の第4多極子を含み、
前記第2転送レンズ系は、電磁場重畳4極子場と8極子場が重畳された場を発生させる複数の第5多極子を含み、
前記複数の第4多極子の各々が発生させる4極子場および前記複数の第5多極子の各々が発生させる4極子場によって、スター収差を発生させ、
前記複数の第4多極子の各々が発生させる8極子場および前記複数の第5多極子の各々が発生させる8極子場によって、4回非点を発生させ、
スター収差と4回非点のコンビネーション収差として5次スター収差を発生させる。
本発明に係る収差補正装置の一態様は、
6極子場を発生させる第1多極子と、
前記第1多極子とは極性が逆の6極子場を発生させる第2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、8極子場を発生させる第3多極子と、
前記第1多極子と前記第3多極子の間に配置された第1転送レンズ系と、
前記第3多極子と前記第2多極子との間に配置された第2転送レンズ系と、
を含み、
前記第1転送レンズ系は、電磁場重畳4極子場と8極子場が重畳された場を発生させる複数の第4多極子を含み、
前記第2転送レンズ系は、電磁場重畳4極子場と8極子場が重畳された場を発生させる
複数の第5多極子を含み、
前記複数の第4多極子のうちの6回非点補正用第4多極子が発生させる4極子場、および前記複数の第5多極子のうちの6回非点補正用第5多極子が発生させる4極子場によって、6回非点補正用のスター収差を発生させ、
前記6回非点補正用第4多極子が発生させる8極子場および前記6回非点補正用第5多極子が発生させる8極子場によって、6回非点補正用の4回非点を発生させ、
前記6回非点補正用のスター収差と前記6回非点補正用の4回非点のコンビネーション収差として6回非点を発生させ、
前記複数の第4多極子のうちの5次スター収差補正用第4多極子が発生させる4極子場、および前記複数の第5多極子のうちの5次スター収差補正用第5多極子が発生させる4極子場によって、5次スター収差補正用のスター収差を発生させ、
前記5次スター収差補正用第4多極子が発生させる8極子場および前記5次スター収差補正用第5多極子が発生させる8極子場によって、5次スター収差補正用の4回非点を発生させ、
前記5次スター収差補正用のスター収差と前記5次スター収差補正用の4回非点のコンビネーション収差として5次スター収差を発生させる。
上記収差補正装置を含む。
1.1. 収差補正装置
まず、第1実施形態に係る収差補正装置について図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る収差補正装置100の構成を示す図である。図1では、収差補正装置100が電子顕微鏡の結像系に組み込まれている場合を図示している。なお、図1には、各多極子が発生させる場を示す記号を図示しており、「H」は6極子場を示し、「Q」は4極子場を示し、「QO」は4極子場と8極子場の重畳場を示している。
補正する。
面上に90°ごとに配置されている。磁極1412aには、巻き数Nの励磁コイル(図示せず)が装着され、この励磁コイルに電流Iが流れるようになっている。したがって、磁極1412aの起磁力はNIとなる。磁極1412b,1412c,1412dについても、磁極1412aと同様に励磁コイルが装着されている。
、光軸OAの周囲に配列された、四極の電極と、四極の磁極と、を有している。第2転送多極子142の四極の電極および四極の磁極の配置は、図2に示す第1転送多極子141と同じである。
転送多極子142が生じさせる凸レンズ作用、第3転送多極子143が生じさせる凹レンズ作用、第4転送多極子144が生じさせる凸レンズ作用を組み合わせることによって、負の色収差を発生させる。
次に、収差補正装置100の動作について説明する。
収差補正装置100では、電子線の進行方向に沿った厚み、すなわち、光軸OAに沿った厚みを持った6極子場が負の球面収差を発生させることを利用して、結像系(対物レンズ2)の球面収差を補正する。具体的には、収差補正装置100では、第1多極子110および第2多極子120によって2段の6極子場を発生させることによって負の球面収差を発生させ、結像系の正の球面収差を打ち消す。これにより、結像系の球面収差を補正できる。
第1多極子110が発生させる6極子場と第2多極子120が発生させる6極子場の極性は逆である。そのため、第1多極子110が発生させる6極子場によって生じる3回非点は、第2多極子120が発生させる6極子場によって打ち消される。したがって、収差補正装置100では、3回非点を補正できる。
収差補正装置100では、第1転送レンズ系140および第2転送レンズ系150においてコンビネーション収差により負の色収差を発生させる。収差補正装置100では、第1転送レンズ系140および第2転送レンズ系150で発生させた負の色収差で、結像系の正の色収差を打ち消す。これにより、結像系の色収差を補正できる。
収差補正装置100では、第1多極子110と第2多極子120との間に、第1転送レンズ系140と第2転送レンズ系150が配置されている。そのため、収差補正装置100では、第1多極子110と第2多極子120との間において、転送回数が2回となるため、1回対称の4次コマ収差および5回対称の5回非点を補正できる。
収差補正装置100では、上述したように、球面収差を補正するために第1多極子110および第2多極子120が6極子場を発生させる。収差補正装置100では、この第1多極子110および第2多極子120が発生させる6極子場に由来して6回非点が生じてしまう。
生させることができる。したがって、第2転送多極子142が発生させる4極子場、第3転送多極子143が発生させる4極子場、第6転送多極子152が発生させる4極子場、および第7転送多極子153が発生させる4極子場によって、スター収差を発生させることができる。
収差補正装置100では、第1多極子110が発生させる6極子場、および第2多極子120が発生させる6極子場によって、負の球面収差を発生させる。そのため、収差補正装置100では、第1多極子110および第2多極子120が発生させた負の球面収差で結像系の正の球面収差を打ち消すことができる。したがって、収差補正装置100では、球面収差を補正できる。
送レンズ系140と、第3多極子130と第2多極子120との間に配置された第2転送レンズ系150と、を含む。第1転送レンズ系140は、電磁場重畳4極子場と8極子場が重畳された場を発生させる複数の第4多極子(第2転送多極子142および第3転送多極子143)を含み、第2転送レンズ系150は、電磁場重畳4極子場と8極子場が重畳された場を発生させる複数の第5多極子(第6転送多極子152および第7転送多極子153)を含む。そのため、収差補正装置100では、上述したように、6回非点を補正できる。
2.1. 収差補正装置
次に、第2実施形態に係る収差補正装置について、図面を参照しながら説明する。図5は、第2実施形態に係る収差補正装置200の構成を示す図である。以下、第2実施形態に係る収差補正装置200において、第1実施形態に係る収差補正装置100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。
子場を発生させる。同様に、第5転送多極子151は、電磁場重畳4極子場に加えて8極子場を発生させる。同様に、第8転送多極子154は、電磁場重畳4極子場に加えて8極子場を発生させる。
収差補正装置200では、収差補正装置100と同様に、球面収差、色収差、3回非点、4次コマ収差、5回非点、6回非点、および4回非点を補正できる。さらに、収差補正装置200では、5次スター収差を補正できる。
できる。
収差補正装置200では、収差補正装置100と同様に、球面収差、色収差、3回非点、4次コマ収差、5回非点、6回非点、および4回非点を補正できる。さらに、収差補正装置200では、5次スター収差を補正できる。
次に、第3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6は、第3実施形態に係る電子顕微鏡500の構成を示す図である。
次に、第4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7は、第4実施形態に係る電子顕微鏡600の構成を示す図である。以下、第4実施形態に係る電子顕微鏡600において、第3実施形態に係る電子顕微鏡500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。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
電極、1410b…電極、1410c…電極、1410d…電極、1412a…磁極、1412b…磁極、1412c…磁極、1412d…磁極
Claims (7)
- 6極子場を発生させる第1多極子と、
前記第1多極子とは極性が逆の6極子場を発生させる第2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、8極子場を発生させる第3多極子と、
前記第1多極子と前記第3多極子の間に配置された第1転送レンズ系と、
前記第3多極子と前記第2多極子との間に配置された第2転送レンズ系と、
を含み、
前記第1転送レンズ系は、電磁場重畳4極子場と8極子場が重畳された場を発生させる複数の第4多極子を含み、
前記第2転送レンズ系は、電磁場重畳4極子場と8極子場が重畳された場を発生させる複数の第5多極子を含み、
前記複数の第4多極子の各々が発生させる4極子場および前記複数の第5多極子の各々が発生させる4極子場によって、スター収差を発生させ、
前記複数の第4多極子の各々が発生させる8極子場および前記複数の第5多極子の各々が発生させる8極子場によって、4回非点を発生させ、
スター収差と4回非点のコンビネーション収差として6回非点を発生させる、収差補正装置。 - 請求項1において、
前記第1転送レンズ系および前記第2転送レンズ系で6回非点を発生させることによって生じた4回非点を、前記第3多極子が発生させる8極子場で補正する、収差補正装置。 - 6極子場を発生させる第1多極子と、
前記第1多極子とは極性が逆の6極子場を発生させる第2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、8極子場を発生させる第3多極子と、
前記第1多極子と前記第3多極子の間に配置された第1転送レンズ系と、
前記第3多極子と前記第2多極子との間に配置された第2転送レンズ系と、
を含み、
前記第1転送レンズ系は、電磁場重畳4極子場と8極子場が重畳された場を発生させる複数の第4多極子を含み、
前記第2転送レンズ系は、電磁場重畳4極子場と8極子場が重畳された場を発生させる複数の第5多極子を含み、
前記複数の第4多極子の各々が発生させる4極子場および前記複数の第5多極子の各々が発生させる4極子場によって、スター収差を発生させ、
前記複数の第4多極子の各々が発生させる8極子場および前記複数の第5多極子の各々が発生させる8極子場によって、4回非点を発生させ、
スター収差と4回非点のコンビネーション収差として5次スター収差を発生させる、収差補正装置。 - 6極子場を発生させる第1多極子と、
前記第1多極子とは極性が逆の6極子場を発生させる第2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、8極子場を発生させる第3多極子と、
前記第1多極子と前記第3多極子の間に配置された第1転送レンズ系と、
前記第3多極子と前記第2多極子との間に配置された第2転送レンズ系と、
を含み、
前記第1転送レンズ系は、電磁場重畳4極子場と8極子場が重畳された場を発生させる複数の第4多極子を含み、
前記第2転送レンズ系は、電磁場重畳4極子場と8極子場が重畳された場を発生させる複数の第5多極子を含み、
前記複数の第4多極子のうちの6回非点補正用第4多極子が発生させる4極子場、および前記複数の第5多極子のうちの6回非点補正用第5多極子が発生させる4極子場によって、6回非点補正用のスター収差を発生させ、
前記6回非点補正用第4多極子が発生させる8極子場および前記6回非点補正用第5多極子が発生させる8極子場によって、6回非点補正用の4回非点を発生させ、
前記6回非点補正用のスター収差と前記6回非点補正用の4回非点のコンビネーション収差として6回非点を発生させ、
前記複数の第4多極子のうちの5次スター収差補正用第4多極子が発生させる4極子場、および前記複数の第5多極子のうちの5次スター収差補正用第5多極子が発生させる4極子場によって、5次スター収差補正用のスター収差を発生させ、
前記5次スター収差補正用第4多極子が発生させる8極子場および前記5次スター収差補正用第5多極子が発生させる8極子場によって、5次スター収差補正用の4回非点を発生させ、
前記5次スター収差補正用のスター収差と前記5次スター収差補正用の4回非点のコンビネーション収差として5次スター収差を発生させる、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多極子が発生させる6極子場および前記第2多極子が発生させる6極子場によって、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、
前記複数の第4多極子の各々が発生させる電磁場重畳4極子場、および前記複数の第5多極子の各々が発生させる電磁場重畳4極子場によって、負の色収差を発生させる、収差補正装置。 - 請求項1ないし6のいずれか1項に記載の収差補正装置を含む、電子顕微鏡。
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