SU1048533A1 - Apparatus for aberration correction - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ АБЕРРАЦИЙ, выполненное в виде, по крайней мере, двух изолированных цилиндрических электродов, обращен /. . П -. . ных друг к другу, кра  каждого из которых имеют равномерно чередующиес  выступы и вьфезы, причем выступы одного электрода размещены в вырезах другого, отличающеес   тем, что, с целью повышени  точности коррекции аберраций при уменьшении искажений, число выступов на каждом из электродов равно и + 1, где п2 , 3, ..., при этом отношение длины выступов и вырезов к диаметру электродов не менее 0,1, а отнсхиение углового размера вьфезов к угловому размеру выступов на каждом из электродов составл ет 1/8 - 8. (ЛDEVICE FOR CORRECTION OF ABERRATIONS, made in the form of at least two isolated cylindrical electrodes, facing /. . P -. . each other, the edges of each of which have evenly alternating protrusions and vices, the protrusions of one electrode are placed in the notches of the other, characterized in that, in order to improve the accuracy of correction of aberrations while reducing distortions, where n2, 3, ..., while the length of the protrusions and cuts to the diameter of the electrodes is at least 0.1, and the ratio of the angular size of the tips to the angular size of the protrusions on each of the electrodes is 1/8 - 8. (L

Description

Изобретение относитс  к электрон оптическим устройствам дл  коррекци аберраций при фокусировке и отклоне нии пучков зар женных частиц и може быть использовано в различных электронно-оптических приборах. Известно устройство дл  коррекци аберраций И-го пор дка, выполненное в виде плоского электрода с отверст ем, имеющим и+1 плоскостей симметри Корректором аберраций 2-го пор дка  вл етс  электрод с отверстием, имею щим три плоскости симметрии; 3-го пор дка - электрод с отверстием, им щим четыре плоскости симметрии, например крестообразной формы Cl. Однако при высокой эффективности коррекции недостатком устройства  вл етс  его невысока  светосила, св занна  с конструктивными особенност ми . Отношение минимального раз мера отверсти  в электроде к наружному размеру (например диаметру) не может быть больше (,5. .Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство, выполненное в виде астигматичной трубчатой линзы .из, по крайней мере, двух изолирован ных цилиндрических электродов, обращенных друг к другу, кра  которых имеют два выступа и два выреза каждый , причем выступы одного электрода вход т в вырезы другого. Астигматична  трубчата  линза светосильна, ее поле содержит квадрупольную, осесимметричную и октупольную составл ющие Октупольна  составл юща  пол  оказывает вли ние на сферическую аберрацию линзы, дела  ее отрицательной. Поэтому эта линза может  вл тьс  корректором аберраций 3-го пор дка, в частности, сферической аберрации 2., : Недостатками известного устройств  вл ютс  невозможность коррекции аберраций других пор дков, кроме . 3-го,а также низка  точность коррекции из-за нарушени  условий фокусировки пучка при коррекции аберраций 3-го пор дка в результате действи  осесимметричной и особенно квадрупольной составл ющей, наиболее сильной по своей природе. Цель изобретенил-повышение точнос ти коррекции аберраций при уменьшении искажений. Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  коррекции аберраций , выполненном, по крайней мере, в виде двух изолированных цилиндрических электродов, обращенных друг к другу, кра  каждого из которых имеют равномерно чередующиес  выступы и вырезы, причем выступы одного электрода вход т в вырезы другого, число выступов на каждом из упом нутых электродов равно П.+1, где , 3, 4 .. .,. при этом отношение длины выс-г тупов и вырезов к диаметру электродов не менее 0,1,а отношение углового размера вырезов к уг-ловому размеру Ьыступов на каждом из эл ктродов составл ет 1/8 - 8. На чертеже показана схема реализации предлагаемого технического решени . На общей оптической оси электронно-оптической системы 1, обладающей аберрацией,например 2-го и 3-го пор дков , последовательно расположены устройство 2 коррекции аберраций 2-го пор дка и устройство 3 коррекции аберраций 3-го пор дка, цилиндрические электроды которых повернуты вокруг оси так, о одна из плоскостей симметрии, проход ща  через вырез первых по ходу пучка цилиндрических электродов устройства 2, сорпадает с направлением коррекции аберрации , например, направлением X. Причем упом нутый вырез находитс  со стороны положительных значений X. Отношение длины выступов и вырезов к диаметру электродов в первом устройстве равно 0,35, во втором Oj9; при отнс аении угловых размеров выступов и вырезов, равным 1. Форма образукицих выступов и вырезов может быть различной. Устройство работает следующим образом . На пучок зар женных частиц, нарример электронов, воздействует электрическое или магнитное поле электронно-оптической систе1 « 1 1, внос щей аберрации 2-го и 3-го пор дков. Затем пучок электронов проходит электростатическое поле устройства 2. При этом силы электрического пол  в нем действуют на пучок электроновпропррционсшьно квадрату его рассто ни  от оси, а силы пол  устройства 3 - пропорционально третьей степени рассто ни .В результате такого взаи-модействи  пучкаэлектронов аберрации 2-го и 3-го пор дков свод тс  к нулю. Так, дл  коррекции аберраций 2-го пор дка число выступов, а соответственно и вырезов в электродах, равно 3. В этом случае поле устройства содержит осесимметричную и секступольную компоненты. Секступольна  составл юща  корректирует аберрации 2-го пор дка. Дл  коррекции аберраций 3го пор дка число выступов в электродах равно 4. В этом случае поле устройства содержит осесимметричную и октупольную составл ющие, последн   из которых и корректирует аберрации ретьего пор дка. При необходимости одновременной коррекции аберраций азличных пор дков используют неободимое число пар, цилиндрических электродов с соответствующим числом ыступов и вырезов на них. В каждом лучае величину корректируемой абер31048533 .«The invention relates to electron optical devices for correcting aberrations during focusing and deflection of charged particle beams, and can be used in various electron-optical devices. A device for correcting i-th order aberrations, made in the form of a flat electrode with an aperture having and + 1 symmetry planes, is known. The corrector of the 2nd order aberrations is an electrode with an aperture having three symmetry planes; The 3rd order is an electrode with a hole having four planes of symmetry, for example, a cross-shaped Cl. However, with a high correction efficiency, the disadvantage of the device is its low aperture ratio associated with design features. The ratio of the minimum size of the hole in the electrode to the outer size (for example, diameter) cannot be larger (, 5. The closest to the proposed one is a device made in the form of an astigmatic tubular lens. Of at least two insulated cylindrical electrodes, facing each other, the edges of which have two protrusions and two notches each, with the protrusions of one electrode being included in the notches of the other. Astigmatic tubular lens is high-aperture, its field contains a quadrupole, axisymmetric and octupole composition The Octopole component field affects the spherical aberration of the lens, making it negative. Therefore, this lens can be a corrector of 3rd order aberrations, in particular, spherical aberration 2.,: The disadvantages of the known devices are the impossibility of correcting aberrations of other times except for the 3rd, as well as low correction accuracy due to the violation of the beam focusing conditions for the correction of 3rd order aberrations due to the axisymmetric and especially quadrupole component, which is the strongest th nature. The goal of the invention was to improve the accuracy of correction of aberrations while reducing distortion. This goal is achieved by the fact that in a device for correcting aberrations, performed at least in the form of two isolated cylindrical electrodes facing each other, the edges of each of which have uniformly alternating protrusions and notches, the protrusions of one electrode entering the notches of the other. , the number of protrusions on each of the mentioned electrodes is equal to P. + 1, where, 3, 4 ...,. however, the ratio of the length of the height of the blunt and the notches to the diameter of the electrodes is not less than 0.1, and the ratio of the angular size of the notches to the angular size of the spikes on each of the electrodes is 1/8 - 8. The drawing shows the implementation scheme of the proposed technical solutions. On the common optical axis of the electron-optical system 1, which has aberration, for example, the 2nd and 3rd orders, the 2nd order aberration correction device 2 and the 3rd order aberration correction device 3, the cylindrical electrodes of which are rotated, are successively located. about one axis of symmetry, passing through the notch of the first along the beam of the cylindrical electrodes of the device 2, sopropaet with the direction of correction of the aberration, for example, the X direction. Moreover, the notch is from the positive The values X. The length of the projections and recesses to the diameter of the electrodes in the first device is 0.35, the second Oj9; if the angular dimensions of the protrusions and notches are equal to 1. The shape of the projections and notches may be different. The device works as follows. A beam of charged particles, a narrimer of electrons, is affected by the electric or magnetic field of the electron-optical system1 1 1, introducing the 2nd and 3rd order aberrations. Then the electron beam passes the electrostatic field of device 2. In this case, the electric field forces in it act on the electron beam propagating the square of its distance from the axis, and the field forces of device 3 are proportional to the third degree of distance. As a result of the second aberration electron beam and 3rd order reduced to zero. So, to correct for 2nd-order aberrations, the number of protrusions and, accordingly, cut-outs in the electrodes is 3. In this case, the device field contains axisymmetric and sextupole components. The sextupolar component corrects 2nd order aberrations. To correct aberrations of the 3rd order, the number of protrusions in the electrodes is 4. In this case, the field of the device contains axisymmetric and octupole components, the last of which corrects the reverb aberrations. If necessary, the simultaneous correction of aberrations of different orders uses an indispensable number of pairs, cylindrical electrodes with a corresponding number of projections and cuts on them. In each ray, the magnitude of the corrected aber31048533. "

рации регулируют, измен   разностьуказанных отношений угловых размеровwalkie-talkies regulate, change the difference of the indicated ratios of angular dimensions

потенциалов между упом нутыми элек-,от значений меньше 1 до значенийpotentials between the aforementioned electrons, from values less than 1 to values

тродами, а изменением пол рности больше 1 приводит к повороту мультиисточника питани  мен ют направлениепольной составл ющей и к соответст- .For example, a change in polarity greater than 1 causes the rotation of the multi-source power supply to change the direction of the field component and correspondingly.

коррекции аберрации.. вующему изменению направлени  коррекПри отношении длины выступов и Предлагаемое устройство нар ду сcorrection of the aberration ... the change in the direction of the correction in terms of the length of the projections and the proposed device, along with

вырезов к диаметру электродов мень--конструктивной простотой обладаетcuts to the diameter of the electrodes less - constructive simplicity has

ше, чем 0,1, и при отношении угловогвысокой светосилой и позвол ет поmore than 0.1, and with respect to the angle of high angular aperture and allows for

го размера вырезов к угловому размерусравнению о известными устройствамиthe size of the cut-outs to the angular dimension of the known devices

выступов на каждом из электродов Юкорректировать аберрации h -го по болыые 8 или меньше 1/8 .существеннор дка, практически не наруша  услоослабл етс  мультипольна  составл ю-вий фокусировки. protrusions on each of the electrodes. Correcting aberrations of the h-th by the large 8 or less than 1/8. essential, with almost no violation of the condition of the multi-field composition of the focus.

ща  (секступольна , октупольна  и Устройство может быть реализованоschA (sextupole, octupole and device can be implemented

.) и начинает превалировать, осе-как в виде металлических конструксимметрична  составл юща , оказываю - 15ций, так и в виде провод щего покща  фокусирующее действие на пучокрыти  на обращенной к пучку зар женэлектронов , что приводит к наруше-ных частиц поверхности вакуумной обонию условий фокусировок. Применениелочки..) and begins to prevail, both in the form of metal constructions and asymmetric, having 15 cents, and in the form of a conductive wrapping focusing effect on the beam on the charge facing the electrons, which leads to disturbed focusing conditions on the vacuum particles. . Application of little glasses.

,5ции аберрации. . ., 5th aberration. . .

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ АБЕРРАЦИЙ, выполненное в виде, по крайней мере, двух изолированных цилиндрических электродов, обращен ных друг к другу, края каждого из которых имеют равномерно чередующиеся выступы и вырезы, причем выступы одного электрода размещены в вырезах другого, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности коррекции аберраций при уменьшении искажений, число выступов на каждом из электродов равно и+ 1, где η * 2, 3, ..., при этом отношение длины выступов и вырезов к диаметру элект-. родов не менее 0,1, а отношение угло*· вого размера вырезов к угловому размеру выступов на каждом из электродов составляет 1/8 - 8.DEVICE FOR ABERRACTION CORRECTION, made in the form of at least two isolated cylindrical electrodes facing each other, the edges of each of which have uniformly alternating protrusions and cuts, the protrusions of one electrode being placed in the cutouts of the other, characterized in that, in order to increase the accuracy of correction of aberrations while reducing distortion, the number of protrusions on each of the electrodes is equal to + 1, where η * 2, 3, ..., while the ratio of the length of the protrusions and cuts to the diameter of the elec. no less than 0.1 genera, and the ratio of the angular * · size of the cuts to the angular size of the protrusions on each of the electrodes is 1/8 - 8. >> XX