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SPHERICAL ABERRATION CORRECTION MODERATING TYPE LENS, SPHERICAL ABERRATION CORRECTION LENS SYSTEM, ELECTRON SPECTROSCOPY DEVICE, AND OPTICAL ELECTRON MICROSCOPE

Foreign code F080001979
File No. F080001979
Posted date Nov 27, 2008
Country WIPO
International application number 2007JP064679
International publication number WO 2008/013232
Date of international filing Jul 26, 2007
Date of international publication Jan 31, 2008
Priority data
  • P2006-203318 (Jul 26, 2006) JP
Title SPHERICAL ABERRATION CORRECTION MODERATING TYPE LENS, SPHERICAL ABERRATION CORRECTION LENS SYSTEM, ELECTRON SPECTROSCOPY DEVICE, AND OPTICAL ELECTRON MICROSCOPE
Abstract Provided is a spherical aberration correction moderating type lens corrects the spherical aberration, which occurs in an electron or ion beam (as will be called the beam) emitted at a constant divergence angle from a predetermined object plane position. The lens has a rotor plane centered on an optical axis, and is equipped with at least two electrodes, to which an arbitrary voltage is to be applied from an external power source. At least one of the electrodes is a mesh (M) having such a concave shape with respect to an object plane (P0) as is shaped into a mesh (M) made of a rotor plane centered on the optical axis. The individual electrodes are caused, by the voltages applied thereto, to moderate the beam and to generate a moderating type convergent electric field for correcting the spherical aberration to occur in that beam. As a result, the spherical aberration correction moderating type lens converges such a beam on an image plane as is emitted from a specimen and as has a high energy and a large divergence angle.
Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】所定物面位置から一定の開き角をもって出射された電子またはイオンビーム(以下、ビーム)に生じる球面収差を補正する球面収差補正レンズにおいて、光軸を中心軸とする回転体面からなり、外部電源から任意の電圧が印加される少なくとも2つの電極を備え、前記電極の少なくとも1つは、物面に対して凹面形状を有し、該凹面形状が光軸を中心軸とする回転体面からなるメッシュであり、前記各電極は、該各電極に印加された電圧により、前記ビームを減速させるとともに、該ビームに生じる球面収差を補正するための減速型集束電場を形成することを特徴とする球面収差補正減速型レンズ。

【請求項2】前記ビームに生じる球面収差は、前記メッシュの長軸短軸比、前記各電極の長さ、所定物面位置から該メッシュまでの距離、および該各電極に印加される電圧の少なくとも1つを調節することによって補正されることを特徴とする請求項1に記載の球面収差補正減速型レンズ。

【請求項3】前記メッシュの長軸短軸比、前記各電極の長さ、所定物面位置から該メッシュまでの距離および該各電極に印加される電圧は、前記ビームの取り込み角が±0度~±60度の範囲内となるように設定されていることを特徴とする請求項1に記載の球面収差補正減速型レンズ。

【請求項4】前記メッシュは、前記光軸を中心軸とする回転楕円面からなり、該回転楕円面の長軸aおよび短軸bの長軸短軸比γ=a/bが約1.3~約1.7の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の球面収差補正減速型レンズ。

【請求項5】下記(i)、(ii)、および(iii)の条件が満たされているとき、(i)前記メッシュを含む電極が4つ(ii)前記ビームの取り込み角が±50度(iii)物面から像面までの距離が500mm前記メッシュの長軸aおよび短軸bの長軸短軸比γ=a/bは約1.4~約1.6の範囲内にあることを特徴とする請求項2に記載の球面収差補正減速型レンズ。

【請求項6】下記(i)、(ii)、および(iii)の条件が満たされているとき、(i)前記メッシュを含む電極が4つ(ii)前記ビームの取り込み角が±50度(iii)物面から像面までの距離が500mm前記各電極の長さは、前記メッシュの像面側に隣接した第1電極の長さが約1mm~約10mmの範囲内であって、該第1電極の像面側に隣接した第2電極の長さが約5mm~約25mmの範囲内であることを特徴とする請求項2に記載の球面収差補正減速型レンズ。

【請求項7】下記(i)、(ii)、および(iii)の条件が満たされているとき、(i)前記メッシュを含む電極が4つ(ii)前記ビームの取り込み角が±50度(iii)物面から像面までの距離が500mm物面から前記メッシュの回転楕円面の原点までの距離が約10mm~約25mmの範囲内にあることを特徴とする請求項2に記載の球面収差補正減速型レンズ。

【請求項8】前記ビームのエネルギーが1keVであるとき、前記メッシュに印加される電圧が0V、前記第1電極に印加される電圧が0V、前記第2電極に印加される電圧が約-100V~約-550Vの範囲内であり、該第2電極の像面側に隣接する第3電極に印加される電圧が約-550V~約-950Vの範囲内であることを特徴とする請求項6に記載の球面収差補正減速型レンズ。

【請求項9】前記メッシュは、前記光軸を中心軸とする、半径の異なる少なくとも2つの回転体面からなり、前記各メッシュの半径の比、前記ビームの入射時と出射時とのエネルギーの比、および物面から前記各メッシュのうち物面に面した内球メッシュの中心までの距離と該内球メッシュの半径との比が、ビームの取り込み角が±0度~±50度の範囲内となるように設定されていることを特徴とする請求項1に記載の球面収差補正減速型レンズ。

【請求項10】前記各メッシュは、前記光軸を中心軸とする球面であることを特徴とする請求項9に記載の球面収差補正減速型レンズ。

【請求項11】前記各電極に印加される電圧に、所定物面位置に配置された試料に印加される電圧と同一の電圧をそれぞれ加算することを特徴とする請求項1に記載の球面収差補正減速型レンズ。

【請求項12】所定物面位置に配置された試料には、前記メッシュに印加される電圧よりも低い電圧が印加されることを特徴とする請求項1に記載の球面収差補正減速型レンズ。

【請求項13】所定物面位置から一定の開き角をもって出射された電子またはイオンビーム(以下、ビーム)に対して、正または負の球面収差を有する実像を形成する第1レンズと、前記第1レンズの後段に、該第1レンズの光軸と同軸に配置され、該第1レンズが生じた正または負の球面収差を打ち消す第2レンズとを備え、前記第1レンズまたは前記第2レンズは、物面に対して凹面形状を有し、該凹面形状が光軸を中心軸とする回転体面からなるメッシュが設けられており、前記ビームの取り込み角が±0度~±60度の範囲内となるように設定されていることを特徴とする球面収差補正レンズシステム。

【請求項14】前記第1レンズまたは前記第2レンズのうち、前記メッシュが設けられたレンズは、請求項1に記載の球面収差補正減速型レンズであることを特徴とする請求項13に記載の球面収差補正レンズシステム。

【請求項15】請求項1に記載の球面収差補正減速型レンズまたは請求項13に記載の球面収差補正レンズシステムを備えることを特徴とする電子分光装置。

【請求項16】請求項1に記載の球面収差補正減速型レンズまたは請求項13に記載の球面収差補正レンズシステムを備えることを特徴とする光電子顕微鏡。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • National University Corporation Nara Institute Of Science And Technology
  • Inventor
  • Matsuda, Hiroyuki
  • Daimon, Hiroshi
IPC(International Patent Classification)
Specified countries AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BE BF BG BH BJ BR BW BY BZ CA CF CG CH CI CM CN CO CR CU CY CZ DE DK DM DO DZ EC EE EG ES FI FR GA GB GD GE GH GM GN GQ GR GT GW HN HR HU ID IE IL IN IS IT JP KE KG KM KN KP KR KZ LA LC LK LR LS LT LU LV LY MA MC MD ME MG MK ML MN MR MT MW MX MY MZ NA NE NG NI NL NO NZ OM PG PH PL PT RO RS RU SC SD SE SG SI SK SL SM SN SV SY SZ TD TG TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN ZA ZM ZW
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