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荷電粒子ビーム用電磁レンズの球面収差補正装置 コモンズ

国内特許コード P180014971
整理番号 (NU-598)
掲載日 2018年5月23日
出願番号 特願2017-515399
出願日 平成28年2月8日(2016.2.8)
国際出願番号 JP2016053691
国際公開番号 WO2016174891
国際出願日 平成28年2月8日(2016.2.8)
国際公開日 平成28年11月3日(2016.11.3)
優先権データ
  • 特願2015-090241 (2015.4.27) JP
発明者
  • 川▲崎▼ 忠寛
  • 丹司 敬義
  • 生田 孝
出願人
  • 国立大学法人名古屋大学
発明の名称 荷電粒子ビーム用電磁レンズの球面収差補正装置 コモンズ
発明の概要 【課題】荷電粒子ビーム用の電磁レンズは正の球面収差をもたらす。その球面収差を補正するには複雑な電磁レンズの組み合わせが必要であった。
【解決手段】荷電粒子ビームの入射側に配置する入射プレートに円形開孔または円環開孔の一方を形成し、射出側に配置するプレートに円形開孔または円環開孔の他方を形成し、入射プレートと射出プレートの間に電圧を加える。すると円環開孔に形成される電場が、正の球面収差を解消する発散をもたらす。極めて単純であって容易に実施できる構造によって球面収差を補正することができる。
従来技術、競合技術の概要


例えば、走査電子顕微鏡では、電子ビームを対物レンズによって集束し、集束した電子ビームを試料に照射する。透過電子顕微鏡では、試料を透過した電子ビームを対物レンズによって結像させて試料を観察する。イオン等の荷電粒子のビームを試料に照射する装置でも、荷電粒子ビームを電磁レンズによって集束し、収束した荷電粒子ビームを試料に照射する。
荷電粒子ビームを集束するレンズは正の球面収差をもたらす。分解能を向上させるためには、球面収差を補正する必要がある。



本明細書でいう球面収差は、荷電粒子ビームを集束する電磁レンズによってもたらされるものをいう。荷電粒子ビームを集束する電磁レンズには、対物レンズ、コンデンサレンズ、投影レンズ、ならびに前記レンズの組み合わせが例示される。本明細書に記載の補正装置は、例えば、対物レンズの球面収差が問題となる場合には対物レンズの球面収差を補正するのに用いることができ、コンデンサレンズと対物レンズの組み合わせによる球面収差が問題となる場合にはその組み合わせによって生じる球面収差を補正するのに用いることができ、対物レンズと投影レンズの組み合わせによる球面収差が問題となる場合にはその組み合わせによって生じる球面収差を補正するのに用いることができる。本明細書で開示する補正装置と組み合わせて用いる電磁レンズは特に制約されるものでなく、荷電粒子ビームを集束する際に球面収差をもたらす電磁レンズまたは電磁レンズの組み合わせをいう。
特許文献1~4と非特許文献1に、上記の球面収差補正装置が開示されている。

産業上の利用分野


本明細書では、荷電粒子ビームを電磁レンズで収束した場合に生じる球面収差の補正装置を開示する。

特許請求の範囲 【請求項1】
荷電粒子ビーム用の電磁レンズと組み合わせて使用し、前記電磁レンズによる球面収差を補正する装置であり、
前記荷電粒子ビームの入射側に配置する入射プレートと、
前記荷電粒子ビームの射出側に配置する射出プレートを備えており、
前記入射プレートに円形開孔と円環開孔の一方が形成されており、
前記射出プレートに前記円形開孔と前記円環開孔の他方が形成されており、
(1)前記円形開孔と前記円環開孔の中心が前記荷電粒子ビームの中心線上にあり、
(2)前記入射プレートと前記射出プレートが前記中心線に直交しており、
(3)前記円形開孔の径をφ3とし、前記円環開孔の外径をφ2とし、前記円環開孔の内径をφ1としたときにφ3≧φ2>φ1であり、
(4)前記荷電粒子が負電荷である場合は「円環開孔が形成されているプレートの電位>円形開孔が形成されているプレートの電位」の関係であり、前記荷電粒子が正電荷である場合は「円環開孔が形成されているプレートの電位<円形開孔が形成されているプレートの電位」の関係であり、
円環開孔の内側部材と外側部材が導通している補正装置。

【請求項2】
試料側のプレートが接地されていることを特徴とする請求項1の補正装置。

【請求項3】
試料側のプレートに前記円環開孔が形成されていることを特徴とする請求項1または2の補正装置。

【請求項4】
絶縁シートの一方の面に前記入射プレートが密着し、前記絶縁シートの他方の面に前記射出プレートが密着しており、前記絶縁シートに前記円形開孔を包含する開孔が形成されていることを特徴とする請求項1~3のいずれかの1項に記載の補正装置。

【請求項5】
前記入射プレートと前記絶縁シートと前記射出プレートが、絶縁性の筒内に収容されていることを特徴とする請求項4に記載の補正装置。

【請求項6】
前記円環開孔が形成されているプレートに前記円環開孔の外側と内側を接続するブリッジが形成されており、前記外側と前記ブリッジと前記内側が一体物となっていることを特徴とする請求項1~5のいずれかの1項に記載の補正装置。

【請求項7】
前記ブリッジの入射側端面が、前記外側と前記内側を形成する前記プレートの入射側端面より、射出側にシフトしていることを特徴とする請求項6に記載の補正装置。

【請求項8】
円環開孔の内側円板の中心に貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項1~7のいずれかの1項に記載の補正装置。

【請求項9】
請求項1~8のいずれかの1項に記載の補正装置が、前記荷電粒子ビームが通過する鏡筒に形成されている貫通孔に対して脱着される部材に固定されていることを特徴とする補正装置。

【請求項10】
前記貫通孔に対して脱着可能な前記部材が、複数位置で前記鏡筒に固定可能であり、
前記複数位置に対応して、請求項1~8のいずれかの1項に記載の補正装置の複数個が前記部材に固定されていることを特徴とする請求項9に記載の補正装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2017515399thum.jpg
出願権利状態 公開
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