荷電ビーム用レンズ
【構成】第１、第２、第３、第４の四極子レンズ11,12,13,14 と前記第１四極子レンズの前に配置された第１開口電極21、第１と第２四極子レンズ間に配置された第２開口電極22、第２と第３四極子レンズ間に配置された第３開口電極23、第３と第４四極子レンズ間に配置された第４開口電極24、第４四極子レンズの後に配置された第５開口電極25とからなり、荷電ビームを第３開口電極23付近で線状に集束させるように四極子レンズを励起する手段と第１〜第５開口電極21〜25の励起によって誘起される八極子レンズ作用で開口収差を補正制御するための電圧を印加する手段を具備した荷電ビーム用レンズ。
【効果】比較的弱いレンズ励起強度によって開口収差を規制する４つの収差係数を任意に制御でき、特に倍率１で、作動距離の長いプローブ形成用レンズにおいて開口収差０のレンズ系が実現することができる。
【効果】比較的弱いレンズ励起強度によって開口収差を規制する４つの収差係数を任意に制御でき、特に倍率１で、作動距離の長いプローブ形成用レンズにおいて開口収差０のレンズ系が実現することができる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、開口（球面）収差の制御が可能な荷電ビーム用のレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、電子ビームやイオンビーム装置で使用されている荷電ビーム用のレンズの多くは、荷電ビームの飛翔方向を光軸（Ｚ軸）とすると、光軸に対して回転（軸）対称な形状を有する磁界レンズや電界レンズであり、これら軸対称レンズでは開口収差（球面収差）を補正できない。
【０００３】一方、光軸に平行に４つの電極や磁極を配置した四極子レンズは電界或は磁界の主成分が荷電ビームと直交して作用するため、強いレンズ作用が得られる反面、１段の四極子レンズではＸ−Ｚ面で発散（凹）レンズ作用、Ｙ−Ｚ面で集束（凸）レンズ作用を有するというように、極端な軸非対称レンズである。
【０００４】このため、イオンマイクロアナライザ、イオンビームリソグラフィ装置、オージェ電子分光装置やＸ線マイクロアナライザ等のビーム集束に四極子レンズを利用する場合、２段乃至３段以上の四極子レンズを組み合わせて使用する必要がある。
【０００５】上記のような荷電ビーム装置では微小ビーム径にビームを集束した時のビーム電流値が大きいほど、装置の特性やスループットを向上させることができ、またビーム電流を増大させるためには荷電ビーム源等に問題がなければビームの有効開き角を大きくすれば良い。
【０００６】しかし、これを規制しているのはレンズの開口（球面）収差である。一般に、ビーム光軸に対して回転対称形の磁界レンズ、円筒レンズ、三枚電極レンズ等による結像位置における開口収差によるボケΔｒは、ビームの開き角をβとすると次式で表わされる。
【０００７】
Δｒ＝Ｃs β3 （１）
ここで、Ｃs は開口収差係数である。
【０００８】これに対して、球面レンズ作用をもたない四極子レンズでは、開口収差は更に複雑となり、Ｘ−Ｚ面とＹ−Ｚ面における開口収差によるボケΔＸ、ΔＹは各々の面でのビームの開き角α，βに依存する開口収差係数をＣA30 ，ＣA12 ，ＣA21 ，ＣA03 とすると、次式で表わすことができる。
【０００９】
ΔＸ＝（ＣA30・α2 ＋ＣA12・β2 ）α （２）
【００１０】
ΔＹ＝（ＣA21・α2 ＋ＣA03・β2 ）β （３）
【００１１】四極子レンズを３段以上組み合わせてレンズ系を構成し回転対称レンズと同様な使い方して、Ｘ−Ｚ面のレンズ倍率とＹ−Ｚ面のレンズ倍率が|MX|=|MY|=1 と等しい場合、α＝βの関係が成り立ち、ＣA21 ＝ＣA12 となる。
【００１２】このようなステイグマティックな条件のもとでは３項［（２）式、（３）式では４項のうち２項は等しい）ある開口収差係数がどの程度の値であるかを知ればよいことになる。
【００１３】上記のような四極子レンズ系では、八極子レンズ作用と組み合わせることによって、開口収差の補正が可能であり、また四極子レンズ系は八極子レンズと組み合わせなくとも、四極子レンズ系と光軸を同じくする開口電極と組み合わせることにより八極子レンズ作用を励起させて開口収差の補正が可能である（特公昭53-30628号公報、特公昭55-28179号公報）。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、３段四極子レンズ系において、四極子レンズの励起条件が第２四極子レンズに対して左右対称でない場合は、ＣA12 ≠ＣA21 となり、４つの開口収差係数を完全に同じように制御することは非常に難しい。
【００１５】即ち、ＣA30 の補正によってＣA12 、ＣA21 が増大し、ＣA12 、ＣA21 の補正ではＣA30 やＣA03 が増大するというように非常に大きな係数が相互に打ち消し合わなければならないため、八極子レンズの励起作用も強くなり、僅かなミスアライメントから残留する収差が大きいことやミスアライメントに起因する機械的な収差によって補正特性が著しく損なわれるため現実的には補正が困難となる。
【００１６】例えば、図２に示すような３段の四極子レンズと開口電極を組み合わせた補正系（特許第1458265 号) において、１、２、３は四極子レンズ、４、５は開口電極、ＸはＸ−Ｚ面のビーム軌道、ＹはＹ−Ｚ面のビーム軌道であるが、この補正系においては四極子レンズ系が３段であり、ＣA12 ≠ＣA21 となる励起条件下で収差補正を行なうところから、上記の開口収差係数を自由に補正制御する完全補正系を実現することができないという課題を残している。
【００１７】上記補正系では加速電圧に対する印加電圧の比で表わした励起強度（図２で四極子レンズ系や開口電極上に示した数値）で明らかなように、第２四極子の入射端面付近で線状集束させるために、強い四極子励起強度を必要とし、このためＸ−Ｚ面（発散−集束−発散）面のビームの離軸距離も大きくなるなどの難点がある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するために、この発明では四極子レンズとこれと光軸を同じくする軸上に開口を有する開口電極を組み合わせることによって開口収差を制御する荷電ビーム用レンズにおいて、第１、第２、第３、第４の四極子レンズと前記第１四極子レンズの前に配置された第１開口電極、第１四極子レンズと第２四極子レンズ間に配置された第２開口電極、第２四極子レンズと第３四極子レンズ間に配置された第３開口電極、第３四極子レンズと第４四極子レンズ間に配置された第４開口電極及び第４四極子レンズの後に配置された第５開口電極からなり、更に荷電ビームを第２開口電極付近で線状に集束させるように前記四極子レンズを励起する手段と第１〜第５開口電極の励起によって誘起される八極子レンズ作用で開口収差を補正制御するための電圧を印加する手段を具備せしめた荷電ビーム用レンズを提供するものである。
【００１９】ここで、四極子レンズは電界型或は磁界型の四極子レンズ何れをも使用することができる。
【００２０】
【作用】この発明に係るレンズ系は４つの四極子レンズと５つの開口電極とからなり、構成要素は多いが、制御は下記のように極めて簡単に行なわれる。
【００２１】即ち、この発明による荷電ビーム用レンズの特徴とレンズ作用を次に示すと、（１）第１、第４四極子レンズと第２、第３四極子レンズの励起強度を各々等しくし、第３開口電極付近で線状に集束する励起条件を使用することにより、Ｘ−Ｚ（発散−集束−集束−発散レンズ作用）面の倍率は１、Ｙ−Ｚ（集束−発散−発散−集束レンズ作用）面の倍率は−１となる。（２）第３開口電極の励起によって、Ｙ−Ｚ面のビーム軌道が光軸と交差する位置で、Ｘ−Ｚ面の開口収差係数ＣA30 を補正することにより他の収差係数の増大を抑えることができる。（３）励起条件が第３開口電極を中心に対称であるため、収差係数はＣA12 ＝ＣA21 となる。（４）このため、第１、第５開口電極と第２、第４開口電極の励起を等しく、この２つの励起の調整によって、ＣA03 とＣA12 を補正することができる。
【００２２】
【実施例】図１はこの発明の一実施例を示すもので、11,12,13,14 はそれぞれ電界型の第１、第２、第３、第４の四極子レンズ、21,22,23,24,25はそれぞれ第１、第２、第３、第４、第５開口電極、Ｘ´はＸ−Ｚ面、Ｙ´はＹ−Ｚ面のビーム軌道、αはＸ−Ｚ面、βはＹ−Ｚ面のビームの開き角である。
【００２３】なお、各四極子レンズ11〜14及び第１〜第５開口電極21〜25への電圧を印加する手段は省略してある。
【００２４】このレンズ系では、第１四極子レンズ11と第４四極子レンズ14、第２四極子レンズ12と第３四極子レンズ13の励起強度を各々等しくし、第３開口電極23付近で荷電ビームが線状に集束されるようにする。
【００２５】更に第３開口電極23の励起によってＸ−Ｚ面の開口収差係数ＣA30 を補正し、また第１開口電極21、第５開口電極25と第２開口電極22、第３開口電極23の励起が各々等しくなるように調整して開口収差係数ＣA03 とＣA12 並びにＣA21 を調整する。
【００２６】即ち、この実施例によれば第１四極子レンズ11と第４四極子レンズ14、第２四極子レンズ12と第３四極子レンズ13の励起強度を各々等しくし、第３開口電極23付近で荷電ビームが線状に集束する励起条件を使用することにより、レンズ系におけるＸ−Ｚ面の倍率は１、Ｙ−Ｚ面での倍率は−１となる。
【００２７】このため、第３開口電極33の励起により、ビーム軌道Ｙ´がビーム光軸28と交差する位置で開口収差係数ＣA30 を補正でき、しかも他の収差係数の増大を抑えることができる。
【００２８】また励起条件が第３開口電極23を中心に対称であるため、開口収差係数ＣA12＝ＣA21 となり、更に第１、第５開口電極21、25 と第２、第３開口電極22、23 を等しく励起させることにより、開口収差係数ＣA03 とＣA12 を補正することができる。
【００２９】下記の表１は４つの四極子レンズと５つの開口電極から構成される本発明のレンズ系において、励起強度によって開口収差係数がどのように変化するかを計算から求めた開口収差制御特性の例であり、表中開口電極励起前とは４段四極子レンズ系の特性である。
【００３０】また、電界型四極子レンズの電極長を14mm、四極子レンズ及び開口電極の開口径を約7mm 、開口電極の厚さを2mm 、ビーム源から第１四極子レンズ11中心までの距離Ｚ1 と第４四極子14中心から集束点までの距離Ｚ0 はＺ1 ＝Ｚ0 ＝57mmの一定条件で計算した。
【００３１】
【表１】
【００３２】表１中において、励起強度は加速電圧に対する印加電圧の比で表わし、例えばＶQ1／Ｖa ＝0.038699は加速電圧がＶa ＝20kVであれば、第１四極子レンズ11と第４四極子レンズ14に印加する電圧は773.98V となる。
【００３３】したがって、開口電極の励起前と励起時の四極子レンズ励起強度がＶQ1、ＶQ2で0.19% 、0.12% 程度異なるのは開口電極の励起によって誘起される電界レンズ作用による焦点特性のズレを四極子レンズの励起で補償したことを示している。
【００３４】また、図１の31( 実線) は四極子レンズフィールドを表わす電位分布、32( 一点鎖線）は八極子レンズフィールドを表わす電位分布、33（破線）は電界レンズフィールドを表わす電位分布である。
【００３５】これらの電位分布は四極子レンズと開口電極による補正レンズの特徴で、開口電極励起による軸対称な電界レンズ作用が非常に弱く、レンズの焦点特性はほぼ四極子レンズの励起で決まり、開口電極励起によって開口収差を制御できることを示している。
【００３６】表１に示した開口収差の補正例では、四極子レンズ及び開口電極には加速電圧の3.9%以下の印加電圧で、四極子電極及び開口電極の励起強度が比較的弱く、励起制御も簡単な条件で、全ての開口収差係数を０にすることができることを示している。
【００３７】また、この発明によれば従来不可能であった開口収差を自由に制御できるので、軸対称な磁界レンズや電界レンズの前或は後にこの発明によるレンズを配置することにより、軸対称レンズの開口収差係数ＣS を打ち消すことができる。
【００３８】即ち、四極子レンズ及び開口電極の励起条件を制御することにより、ＣA30 ＝ＣA12 ＝ＣA21 ＝ＣA03 ＝−ＣS となるような収差補正レンズシステムを実現できる。
【００３９】
【発明の効果】以上要するに、この発明によれば比較的弱いレンズ励起強度によって開口収差を規制する４つの収差係数を任意に制御できることになる。特に倍率１のレンズにおいて開口収差０のレンズ系を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による荷電ビーム用レンズの構成とビーム軌道を示す図
【図２】従来の３段の四極子レンズと開口電極とから構成される荷電ビーム用レンズにおけるビーム軌道と励起強度及びその特性を示す図
【符号の説明】
11,12,13,14 は第１、第２、第３、第４四極子レンズ
21,22,23,24,25は第１、第２、第３、第４、第５開口電極
31,32,33は四極子レンズ、八極子レンズ、電界レンズの電位分布
Ｘ´はＸ−Ｚ面のビーム軌道
Ｙ´はＹ−Ｚ面のビーム軌道
αはＸ−Ｚ面のビームの開き角
βはＹ−Ｚ面のビームの開き角
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、開口（球面）収差の制御が可能な荷電ビーム用のレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、電子ビームやイオンビーム装置で使用されている荷電ビーム用のレンズの多くは、荷電ビームの飛翔方向を光軸（Ｚ軸）とすると、光軸に対して回転（軸）対称な形状を有する磁界レンズや電界レンズであり、これら軸対称レンズでは開口収差（球面収差）を補正できない。
【０００３】一方、光軸に平行に４つの電極や磁極を配置した四極子レンズは電界或は磁界の主成分が荷電ビームと直交して作用するため、強いレンズ作用が得られる反面、１段の四極子レンズではＸ−Ｚ面で発散（凹）レンズ作用、Ｙ−Ｚ面で集束（凸）レンズ作用を有するというように、極端な軸非対称レンズである。
【０００４】このため、イオンマイクロアナライザ、イオンビームリソグラフィ装置、オージェ電子分光装置やＸ線マイクロアナライザ等のビーム集束に四極子レンズを利用する場合、２段乃至３段以上の四極子レンズを組み合わせて使用する必要がある。
【０００５】上記のような荷電ビーム装置では微小ビーム径にビームを集束した時のビーム電流値が大きいほど、装置の特性やスループットを向上させることができ、またビーム電流を増大させるためには荷電ビーム源等に問題がなければビームの有効開き角を大きくすれば良い。
【０００６】しかし、これを規制しているのはレンズの開口（球面）収差である。一般に、ビーム光軸に対して回転対称形の磁界レンズ、円筒レンズ、三枚電極レンズ等による結像位置における開口収差によるボケΔｒは、ビームの開き角をβとすると次式で表わされる。
【０００７】
Δｒ＝Ｃs β3 （１）
ここで、Ｃs は開口収差係数である。
【０００８】これに対して、球面レンズ作用をもたない四極子レンズでは、開口収差は更に複雑となり、Ｘ−Ｚ面とＹ−Ｚ面における開口収差によるボケΔＸ、ΔＹは各々の面でのビームの開き角α，βに依存する開口収差係数をＣA30 ，ＣA12 ，ＣA21 ，ＣA03 とすると、次式で表わすことができる。
【０００９】
ΔＸ＝（ＣA30・α2 ＋ＣA12・β2 ）α （２）
【００１０】
ΔＹ＝（ＣA21・α2 ＋ＣA03・β2 ）β （３）
【００１１】四極子レンズを３段以上組み合わせてレンズ系を構成し回転対称レンズと同様な使い方して、Ｘ−Ｚ面のレンズ倍率とＹ−Ｚ面のレンズ倍率が|MX|=|MY|=1 と等しい場合、α＝βの関係が成り立ち、ＣA21 ＝ＣA12 となる。
【００１２】このようなステイグマティックな条件のもとでは３項［（２）式、（３）式では４項のうち２項は等しい）ある開口収差係数がどの程度の値であるかを知ればよいことになる。
【００１３】上記のような四極子レンズ系では、八極子レンズ作用と組み合わせることによって、開口収差の補正が可能であり、また四極子レンズ系は八極子レンズと組み合わせなくとも、四極子レンズ系と光軸を同じくする開口電極と組み合わせることにより八極子レンズ作用を励起させて開口収差の補正が可能である（特公昭53-30628号公報、特公昭55-28179号公報）。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、３段四極子レンズ系において、四極子レンズの励起条件が第２四極子レンズに対して左右対称でない場合は、ＣA12 ≠ＣA21 となり、４つの開口収差係数を完全に同じように制御することは非常に難しい。
【００１５】即ち、ＣA30 の補正によってＣA12 、ＣA21 が増大し、ＣA12 、ＣA21 の補正ではＣA30 やＣA03 が増大するというように非常に大きな係数が相互に打ち消し合わなければならないため、八極子レンズの励起作用も強くなり、僅かなミスアライメントから残留する収差が大きいことやミスアライメントに起因する機械的な収差によって補正特性が著しく損なわれるため現実的には補正が困難となる。
【００１６】例えば、図２に示すような３段の四極子レンズと開口電極を組み合わせた補正系（特許第1458265 号) において、１、２、３は四極子レンズ、４、５は開口電極、ＸはＸ−Ｚ面のビーム軌道、ＹはＹ−Ｚ面のビーム軌道であるが、この補正系においては四極子レンズ系が３段であり、ＣA12 ≠ＣA21 となる励起条件下で収差補正を行なうところから、上記の開口収差係数を自由に補正制御する完全補正系を実現することができないという課題を残している。
【００１７】上記補正系では加速電圧に対する印加電圧の比で表わした励起強度（図２で四極子レンズ系や開口電極上に示した数値）で明らかなように、第２四極子の入射端面付近で線状集束させるために、強い四極子励起強度を必要とし、このためＸ−Ｚ面（発散−集束−発散）面のビームの離軸距離も大きくなるなどの難点がある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するために、この発明では四極子レンズとこれと光軸を同じくする軸上に開口を有する開口電極を組み合わせることによって開口収差を制御する荷電ビーム用レンズにおいて、第１、第２、第３、第４の四極子レンズと前記第１四極子レンズの前に配置された第１開口電極、第１四極子レンズと第２四極子レンズ間に配置された第２開口電極、第２四極子レンズと第３四極子レンズ間に配置された第３開口電極、第３四極子レンズと第４四極子レンズ間に配置された第４開口電極及び第４四極子レンズの後に配置された第５開口電極からなり、更に荷電ビームを第２開口電極付近で線状に集束させるように前記四極子レンズを励起する手段と第１〜第５開口電極の励起によって誘起される八極子レンズ作用で開口収差を補正制御するための電圧を印加する手段を具備せしめた荷電ビーム用レンズを提供するものである。
【００１９】ここで、四極子レンズは電界型或は磁界型の四極子レンズ何れをも使用することができる。
【００２０】
【作用】この発明に係るレンズ系は４つの四極子レンズと５つの開口電極とからなり、構成要素は多いが、制御は下記のように極めて簡単に行なわれる。
【００２１】即ち、この発明による荷電ビーム用レンズの特徴とレンズ作用を次に示すと、（１）第１、第４四極子レンズと第２、第３四極子レンズの励起強度を各々等しくし、第３開口電極付近で線状に集束する励起条件を使用することにより、Ｘ−Ｚ（発散−集束−集束−発散レンズ作用）面の倍率は１、Ｙ−Ｚ（集束−発散−発散−集束レンズ作用）面の倍率は−１となる。（２）第３開口電極の励起によって、Ｙ−Ｚ面のビーム軌道が光軸と交差する位置で、Ｘ−Ｚ面の開口収差係数ＣA30 を補正することにより他の収差係数の増大を抑えることができる。（３）励起条件が第３開口電極を中心に対称であるため、収差係数はＣA12 ＝ＣA21 となる。（４）このため、第１、第５開口電極と第２、第４開口電極の励起を等しく、この２つの励起の調整によって、ＣA03 とＣA12 を補正することができる。
【００２２】
【実施例】図１はこの発明の一実施例を示すもので、11,12,13,14 はそれぞれ電界型の第１、第２、第３、第４の四極子レンズ、21,22,23,24,25はそれぞれ第１、第２、第３、第４、第５開口電極、Ｘ´はＸ−Ｚ面、Ｙ´はＹ−Ｚ面のビーム軌道、αはＸ−Ｚ面、βはＹ−Ｚ面のビームの開き角である。
【００２３】なお、各四極子レンズ11〜14及び第１〜第５開口電極21〜25への電圧を印加する手段は省略してある。
【００２４】このレンズ系では、第１四極子レンズ11と第４四極子レンズ14、第２四極子レンズ12と第３四極子レンズ13の励起強度を各々等しくし、第３開口電極23付近で荷電ビームが線状に集束されるようにする。
【００２５】更に第３開口電極23の励起によってＸ−Ｚ面の開口収差係数ＣA30 を補正し、また第１開口電極21、第５開口電極25と第２開口電極22、第３開口電極23の励起が各々等しくなるように調整して開口収差係数ＣA03 とＣA12 並びにＣA21 を調整する。
【００２６】即ち、この実施例によれば第１四極子レンズ11と第４四極子レンズ14、第２四極子レンズ12と第３四極子レンズ13の励起強度を各々等しくし、第３開口電極23付近で荷電ビームが線状に集束する励起条件を使用することにより、レンズ系におけるＸ−Ｚ面の倍率は１、Ｙ−Ｚ面での倍率は−１となる。
【００２７】このため、第３開口電極33の励起により、ビーム軌道Ｙ´がビーム光軸28と交差する位置で開口収差係数ＣA30 を補正でき、しかも他の収差係数の増大を抑えることができる。
【００２８】また励起条件が第３開口電極23を中心に対称であるため、開口収差係数ＣA12＝ＣA21 となり、更に第１、第５開口電極21、25 と第２、第３開口電極22、23 を等しく励起させることにより、開口収差係数ＣA03 とＣA12 を補正することができる。
【００２９】下記の表１は４つの四極子レンズと５つの開口電極から構成される本発明のレンズ系において、励起強度によって開口収差係数がどのように変化するかを計算から求めた開口収差制御特性の例であり、表中開口電極励起前とは４段四極子レンズ系の特性である。
【００３０】また、電界型四極子レンズの電極長を14mm、四極子レンズ及び開口電極の開口径を約7mm 、開口電極の厚さを2mm 、ビーム源から第１四極子レンズ11中心までの距離Ｚ1 と第４四極子14中心から集束点までの距離Ｚ0 はＺ1 ＝Ｚ0 ＝57mmの一定条件で計算した。
【００３１】
【表１】
【００３２】表１中において、励起強度は加速電圧に対する印加電圧の比で表わし、例えばＶQ1／Ｖa ＝0.038699は加速電圧がＶa ＝20kVであれば、第１四極子レンズ11と第４四極子レンズ14に印加する電圧は773.98V となる。
【００３３】したがって、開口電極の励起前と励起時の四極子レンズ励起強度がＶQ1、ＶQ2で0.19% 、0.12% 程度異なるのは開口電極の励起によって誘起される電界レンズ作用による焦点特性のズレを四極子レンズの励起で補償したことを示している。
【００３４】また、図１の31( 実線) は四極子レンズフィールドを表わす電位分布、32( 一点鎖線）は八極子レンズフィールドを表わす電位分布、33（破線）は電界レンズフィールドを表わす電位分布である。
【００３５】これらの電位分布は四極子レンズと開口電極による補正レンズの特徴で、開口電極励起による軸対称な電界レンズ作用が非常に弱く、レンズの焦点特性はほぼ四極子レンズの励起で決まり、開口電極励起によって開口収差を制御できることを示している。
【００３６】表１に示した開口収差の補正例では、四極子レンズ及び開口電極には加速電圧の3.9%以下の印加電圧で、四極子電極及び開口電極の励起強度が比較的弱く、励起制御も簡単な条件で、全ての開口収差係数を０にすることができることを示している。
【００３７】また、この発明によれば従来不可能であった開口収差を自由に制御できるので、軸対称な磁界レンズや電界レンズの前或は後にこの発明によるレンズを配置することにより、軸対称レンズの開口収差係数ＣS を打ち消すことができる。
【００３８】即ち、四極子レンズ及び開口電極の励起条件を制御することにより、ＣA30 ＝ＣA12 ＝ＣA21 ＝ＣA03 ＝−ＣS となるような収差補正レンズシステムを実現できる。
【００３９】
【発明の効果】以上要するに、この発明によれば比較的弱いレンズ励起強度によって開口収差を規制する４つの収差係数を任意に制御できることになる。特に倍率１のレンズにおいて開口収差０のレンズ系を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による荷電ビーム用レンズの構成とビーム軌道を示す図
【図２】従来の３段の四極子レンズと開口電極とから構成される荷電ビーム用レンズにおけるビーム軌道と励起強度及びその特性を示す図
【符号の説明】
11,12,13,14 は第１、第２、第３、第４四極子レンズ
21,22,23,24,25は第１、第２、第３、第４、第５開口電極
31,32,33は四極子レンズ、八極子レンズ、電界レンズの電位分布
Ｘ´はＸ−Ｚ面のビーム軌道
Ｙ´はＹ−Ｚ面のビーム軌道
αはＸ−Ｚ面のビームの開き角
βはＹ−Ｚ面のビームの開き角
【特許請求の範囲】
【請求項１】 四極子レンズとこれと光軸を同じくする軸上に開口を有する開口電極を組み合わせることによって開口収差を制御する荷電ビーム用レンズにおいて、第１、第２、第３、第４の四極子レンズと前記第１四極子レンズの前に配置された第１開口電極、第１四極子レンズと第２四極子レンズ間に配置された第２開口電極、第２四極子レンズと第３四極子レンズ間に配置された第３開口電極、第３四極子レンズと第４四極子レンズ間に配置された第４開口電極及び第４四極子レンズの後に配置された第５開口電極からなり、更に荷電ビームを第２開口電極付近で線状に集束させるように前記四極子レンズを励起する手段と第１〜第５開口電極の励起によって誘起される八極子レンズ作用で開口収差を補正制御するための電圧を印加する手段を具備せしめたことを特徴とする荷電ビーム用レンズ。
【請求項１】 四極子レンズとこれと光軸を同じくする軸上に開口を有する開口電極を組み合わせることによって開口収差を制御する荷電ビーム用レンズにおいて、第１、第２、第３、第４の四極子レンズと前記第１四極子レンズの前に配置された第１開口電極、第１四極子レンズと第２四極子レンズ間に配置された第２開口電極、第２四極子レンズと第３四極子レンズ間に配置された第３開口電極、第３四極子レンズと第４四極子レンズ間に配置された第４開口電極及び第４四極子レンズの後に配置された第５開口電極からなり、更に荷電ビームを第２開口電極付近で線状に集束させるように前記四極子レンズを励起する手段と第１〜第５開口電極の励起によって誘起される八極子レンズ作用で開口収差を補正制御するための電圧を印加する手段を具備せしめたことを特徴とする荷電ビーム用レンズ。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開平５−２３４５５０
【公開日】平成５年（１９９３）９月１０日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平４−６９２３１
【出願日】平成４年（１９９２）２月１８日
【出願人】（０００００１１４４）工業技術院長 (75)
【指定代理人】
【氏名又は名称】工業技術院電子技術総合研究所長
【公開日】平成５年（１９９３）９月１０日
【国際特許分類】
【出願日】平成４年（１９９２）２月１８日
【出願人】（０００００１１４４）工業技術院長 (75)
【指定代理人】
【氏名又は名称】工業技術院電子技術総合研究所長
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