CZ301532B6 - Systém s korpuskulárním zárením - Google Patents

Abstract

Systém s korpuskulárním zárením je proveden se zdrojem (1) cástic, se zrcadlovým korektorem a objektivem (16). Zrcadlový korektor obsahuje elektrostatické zrcadlo (9) a v dráze paprsku mezi zdrojem (1) cástic a elektrostatickým zrcadlem (9), jakož i mezi elektrostatickým zrcadlem (9) a objektivem (16), magnetický vychylovac (21, 22, 23, 24, 25) paprsku. Magnetický vychylovac (21, 22, 23, 24, 25) paprsku je pro vždy jednoduchý pruchod bezdisperzní. Magnetický vychylovac (21, 22, 23, 24, 25) paprsku obsahuje ctyrpóly a/nebo ctyrpólové komponenty, které jsou urceny tak, aby na celém prubehu dráhy mezi prvním výstupem z magnetického vychylovace (21, 22, 23, 24, 25) paprsku a objektivem (16) vznikly maximálne dve roviny (28, 30) konjugované vzhledem k difrakcní rovine (28) objektivu (16).

Description

Oblast techniky

Vynález se týká systému s korpuskulámím zářením, se zdrojem částic a se zrcadlovým korektorem a objektivem, přičemž zrcadlový korektor obsahuje elektrostatické zrcadlo a v dráze paprsku mezi zdrojem částic a elektrostatickým zrcadlem, jakož i mezi elektrostatickým zrcadlem a objektivem, magnetický vychylovač paprsku.

Dosavadní stav techniky

Takový systém je známý například ze spisu EP-B1 0 530 640. Zrcadlový korektor přitom slouží u tčchto systémů ke korekci geometrických a na energii závislých chyb zobrazení Čističových optických komponent obsažených v systému.

Zrcadlové korektory mají kromě elektrostatického zrcadla magnetický vychylovač paprsku. Jeden takový vychylovač paprsku přitom do jisté míiy slouží jako výhybka pro částicové paprs20 ky, aby jednak Částicový paprsek vystupující ze zdroje vychyloval k elektrostatickému zrcadlu a jednak aby částicový paprsek odražený elektrostatickým zrcadlem nasměroval do následující zobrazovací optiky.

Aby vychylovač paprsku jako rotačně nesymetrická součást sám nevytvářel chyby druhého řádu, je již ze spisu EP-B1 0 530 640 známé vytvořit tento vychylovač paprsku symetricky tak, aby měl dvě roviny symetrie, které jsou kolmé k rovině dráhy částicového paprsku, a které současně leží vosách úhlů vychýlení dosahovaných v jednotlivých oblastech vychylovače. Tímto symetrickým provedením vychylovače paprsku a současným zobrazením rovin symetrie za sebou se jedním zrcadlem nebo kombinací zrcadla a kolektivu uvnitř vychylovače paprsku dosáhne průbě30 hu základních drah Částicového paprsku symetrického vůči rovinám symetrie, čímž chyby druhého řádu uvnitř vychylovače paprsku zmizí. Aby byl zaručen tento symetrický průběh základních drah uvnitř vychylovače, je zapotřebí, aby elektrostatické zrcadlo bylo uspořádáno jednak konjugovaně s rovinami symetrie vychylovače a jednak aby současně zobrazovalo roviny symetrie za sebou v měřítku 1:1.

Zobrazí-Ii se u tohoto vychylovače z jen dvou kvadratických sektorových magnetů do rovin symetrie rovina meziobrazu, vznikne sice jednoduchá a krátká konstrukce, avšak v důsledku velké disperze v zrcadle vzniknou kombinační chyby, které mohou být korigovány jen s omezenou kvalitou. Zobrazí-li se naproti tomu do rovin symetrie vychylovače difrakční rovina čočky objektivu, tak v důsledku mizivé disperze v zrcadle takové kombinační chyby nevzniknout. Při tomto provozním režimu však nastává v obrazu disperze, která se může odstranit teprve až po dvojnásobném průchodu vychylovaČem. Velká ohnisková vzdálenost vychylovače však potom vyžaduje zmenšení průměru paprsku, které je realizovatelné pouze velmi velkými délkami nebo alespoň dvoustupňovými objektivovými systémy a rovněž alespoň dvoustupňovými zrcad45 lovými systémy.

Ve spise EP-B1 0 530 640 jsou dále již popsány vychylovače, které jsou pro jednoduchý průchod částicového paprsku bez disperze. Tyto vychylovače však mají buď tři různá magnetická pole s jedním přídavným superponovaným elektrostatickým polem, nebo magnetické sektory s částečně konkávními vnějšími plochami. Konkávní vnější plochy magnetických sektorů však vyžadují odpovídajícím způsobem konkávní vytvoření magnetických cívek, čímž však vzniknou výrobně technické problémy, zejména při sériové výrobě.

-1CZ 301532 B6

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je vytvořit systém s korpuskulámím zářením se zrcadlovým korektorem, u něhož bude umožněno dosažení celkově zjednodušené a kompaktní konstrukce.

Uvedený úkol splňuje systém s korpuskulámím zářením, se zdrojem částic, se zrcadlovým korektorem a objektivem, přičemž zrcadlový korektor obsahuje elektrostatické zrcadlo a v dráze paprsku mezi zdrojem Částic a elektrostatickým zrcadlem, jakož i mezi elektrostatickým zrcadlem a objektivem, magnetický vychylovaČ paprsku, podle vynálezu, jehož podstatou je, že magnetický vychylovač paprsku je pro každý jednoduchý průchod bezdisperzní, a přičemž magnetický vychylovaě paprsku obsahuje čtyřpóly a/nebo čtyřpólové komponenty, které jsou určeny tak, aby na celém průběhu dráhy mezi prvním výstupem z magnetického vychylovaěe paprsku a objektivem vznikly maximálně dvě roviny konjugované vzhledem k difrakční rovině objektivu.

Výhodná provedení vynálezu vyplývají ze znaků závislých nároků.

Stejně jako systém popsaný v úvodu v citovaném spise EP-B1 0 530 640 má i systém podle vynálezu vychylovač paprsku, který je pro každý jeden jednoduchý průchod bezdisperzní. Pod výrazem bez disperze je přitom nutno chápat skutečnost, že disperze vychylovaěe je tak malá, že při optimálním nastavení komponent vychylovaěe se může dosáhnout mizivé disperze.

Navíc k bezdisperznosti obsahuje vychylovač čtyřpóly nebo čtyřpólové komponenty, které jsou zvoleny tak, aby na celém průběhu dráhy mezi prvním výstupem z vychylovaěe a objektivem vznikly maximálně dvě roviny konjugované do difrakční roviny objektivu, a tudíž dvě roviny meziobrazu difrakční roviny objektivu.

Protože je vychylovaě dostatečně teleskopický, probíhají částicové paprsky, které vycházejí z průsečíku rovin symetrie s optickou osou, mimo vychylovač paralelně nebo jen mírně konver30 gentně.

Rovina konjugované do difrakční roviny objektivuje s výhodou shodná s rovinou elektrostatického zrcadla, tedy s rovinou, v níž, na základě opačného elektrostatického pole, leží úvratě pro všechny dráhy. Tento stav je možno nastavit přídavným kolektivem.

Stejně jako známé vychylovače paprsku má i vychylovaě paprsku podle vynálezu s výhodou v první oblasti první rovinu symetrie a v druhé oblasti druhou rovinu symetrie, takže vychýlení se vždy provádí symetricky k těmto rovinám symetrie.

V každé ze dvou symetrických oblastí má vychylovaě paprsku podle vynálezu vždy alespoň dva vnější magnetické sektory a alespoň jeden vnitřní magnetický sektor. Mezi vnějšími a vnitřními magnetickými sektory jsou dále upraveny svýhodou driftové dráhy v meziprostorech, v nichž není žádné magnetické pole.

Protože mezi magnetickými sektory jsou upraveny driftové dráhy, mohou mít vstupní a výstupní okraje magnetických sektorů vůči optické ose odlišný sklon, čímž nastane zaostřování paralelně se směrem magnetických polí. Toto zaostřování čtyrpólovými komponentami na vstupních a výstupních okrajích přitom souhlasí se zaostřováním kolmo ke směru magnetického pole, které nastává vychýlenými magnetickými poli, takže vychylovač vytváří celkově stigmatické zobrazení jako kruhová čočka. Alternativně nebo přídavně ke skloněným vstupním a výstupním okrajům však mohou být i čtyřpólové elementy uspořádány ve vychylovači nebo bezprostředně před a za vychylovaěem.

Úhly vychýlení v jednotlivých magnetických sektorech jsou zvoleny tak, aby vždy po jednodu55 chém průchodu vychylovaěem nastala mizivá celková disperze. Kombinační chyby, které vzni-2kají vzájemným působením disperze a chromatické aberace nebo sférické aberace elektrostatického zrcadla uspořádaného za vychylovačem, se tím odstraní. Kromě toho v meziobrazech nevznikne disperze, která by v druhém průchodu vychylovačem musela být kompenzována extrémně přesně. Takového pro jeden jednoduchý průchod bezdisperzního vychylovače paprskuje možno dosáhnout tehdy, když je magnetické pole ve středním magnetickém sektoru antiparalelní vůči směru magnetického pole Ye vnějších magnetických sektorech.

Podle dalšího výhodného příkladného provedení mají magnetická pole ve vnitřním magnetickém sektoru a v obou vnějších magnetických sektorech stejnou velikost. Proto je možno použít hlavní io cívky se stejným počtem vinutí pro vytvoření různých magnetických polí v sériovém zapojení, z čehož opět vyplývají malé požadavky na stabilitu proudových zdrojů.

Vychylovač paprsku je dále s výhodou čistě magnetický, to znamená, že elektrostatická pole nejsou upravena ani kvychylování částicového paprsku ani k zaostřování kolmo ke směru vychýlení. Sklon vstupních a výstupních okrajů vnějších magnetických sektorů vůči optické ose a vychýlení paprsku na základě magnetických polí v magnetických sektorech se s výhodou zvolí tak, aby částice vstupující paralelně s optickou osou byly zaostřovány v rovině symetrie vychylovače nebo v její bezprostřední blízkosti. Tím se dosáhne toho, že dráhy v magnetickém poli mimo vychylovač probíhají paralelně nebo téměř paralelně s optickou osou a v důsledku toho jsou průsečíky drah v magnetickém poli s optickou osou vzdáleny daleko od vstupních a výstupních okrajů vychylovače. Proto je pro zobrazení drah v magnetickém polí zapotřebí jen jediného přídavného kolektivu, přičemž však není zapotřebí žádného přídavného zobrazení axiálních drah, které by vyžadovalo další mezizobrazení.

Odpovídající kolektiv je s výhodou vytvořen jako elektrostatická imerzní čočka se střední elektrodou, takže celkově vznikne jedno zobrazení. Proto může být vychylovač paprsku provozován i při proměnném sloupovém potenciálu při pevném potenciálu. V úvahu však rovněž připadají i jiné formy magnetických a/nebo elektrostatických čoček.

Dále je výhodné, když je mezi vychylovačem paprsku a objektivem uspořádán jeden nebo dva osmipólové elementy nebo elementy vyššího řádu, zejména dvanáctipólové elementy, s alespoň čtyřpólovými, šestipólovými a osmipólovými vinutími. Přídavně může jeden nebo více dvanáctipólových elementů obsahovat ještě dipólová vinutí. Alternativně k těmto dipólovým vinutím jsou však možné i dva nebo tři separátní jednotlivé vychylovací systémy. Dvanáctipólový element nebo dvanáctipólové elementy mohou potom sloužit jako vylepšené stigmátoiy a mohou zajistit celkově stigmatické zobrazení. Dvanáctipólový element, popřípadě dvanáctipólové elementy, může být přitom vytvořen jako cívka bez jádra. Dále je myslitelné uspořádat oba dvanáctipólové elementy bez dalších vychylovačích systémů mezi vychylovačem a objektivem. V tomto případě by však mělo být všech dvanáct pólů obou dvanáctipólových elementů ovládáno vždy separátně a nezávisle na sobě, to znamená proudem do nich přiváděným. Alternativně k tomu je myslitelné uspořádat jak mezi vychylovačem paprsku a prvním dvanáctipólovým elementem zařazeným za prvním vychylovačem paprsku, tak i mezi oběma dvanáctipólovými elementy a, viděno ve směru paprsku, za druhým dvanáctipólovým elementem vždy jednotlivé vychylovací systémy. Tyto jednotlivé vychylovací systémy přitom slouží pro nastavení paprsku.

Dva elektrostatické jednotlivé vychylovače by měly být uspořádány mezi vychylovačem a elektrostatickým zrcadlem. Alternativně mohou být vícepólové elementy uspořádány v elektrickomagnetickém provedení i mezi vychylovačem a elektrostatickým zrcadlem, zejména tehdy, když konstrukční prostor mezi objektivem a vychylovačem paprsku je nedostatečný.

Dále je výhodné uspořádat mezi zdrojem částic a vychylovačem stigmátor, aby se změnami stigmátoru mohly zlepšit poměry zobrazení, zejména zbytkové zkreslení a zbytkový astígmatismus, ve vychylovací oblasti vychylovače mezi zdrojem částic a elektrostatickým zrcadlem.

-3CZ 301532 B6

Jako výhodné se dále ukázalo, když částice mají mezi vychylovačem paprsku a elektrostatickým zrcadlem minimální energii, která nesmí být podkročena. Proto je zejména i u případů s nízkou kinetickou energií částic výhodné jak mezi zdrojem částic a vychylovačem, tak i mezi vychylovačem a objektivem, uspořádat vždy jednu elektrostatickou imerzní čočku, kterou se kinetická energie částic před vstupem do vychylovače zvýší a po výstupu z vychylovače opět sníží. Proto může být vychylovač provozován při konstantní kinetické energii elektronů v oblasti vychylovače, a proto při konstantních magnetických vychylovacích polích.

Celková výchylka při jednoduchém průchodu vychylovačem činí s výhodou 90°, takže po dvojio násobném průchodu vychylovačem s mezilehlým odrazem částic probíhá vystupující optická osa koaxiálně se vstupující optickou osou.

Celý systém se zrcadlovým korektorem se s výhodou provozuje tak, že současně je korigována chromatická a sférická aberace celého zobrazovacího systému mezi zdrojem částic a objektivem, čímž se celkově může zvýšit rozlišení příslušného systému s korpuskulámím zářením.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladném provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje principielní skicu rastrového elektronového mikroskopu se zrcadlovým korektorem podle vynálezu, obr. 2 ve zvětšeném měřítku vychylovač paprsku z obr. 1 a obr. 3 diagram průběhů základních drah pro elektrony s energií 15 keV vychylovačem paprs25 ku na obr. 2.

Příklady provedení vynálezu

Rastrový elektronový mikroskop, znázorněný na obr. 1, má zdroj I částic s urychlovačem 2 paprsku, zařazeným za zdrojem 1 částic. Částice se po průchodu urychlovačem 2 paprsku urychlí na potenciál vodicí trubky 6 paprsku. V oblasti vodicí trubky 6 paprsku, která má například vůči zdroji I částic potenciál lOkV, je uspořádána magnetická čočka 3 kondenzoru a stigmátor 4 zařazený za čočkou 3 kondenzoru. Čočka 3 kondenzoru přitom slouží k rozšíření svazku v dále uspořádané trubce. Za stigmátorem 4 následuje první elektrostatická imerzní čočka 5, kterou jsou elektrony dále urychleny na vysokou kinetickou energii vnitřní vodicí trubky 7 paprsku. V oblasti vnitřní vodicí trubky 7 paprsku, přibližně uprostřed rastrového elektronového mikroskopu, je uspořádán vychylovač paprsku s magnetickými sektory 21, 22, 23, 24, 25. Vychylovač paprsku přitom působí jako částicový optický dělič paprsku, který elektronový paprsek vstupující podél první, vstupní optické osy OA1 odchyluje do směru optické osy QA2 vychýlené vůči vstupní optické ose OA1. Současně vychylovač paprsku vychýlí elektronový paprsek probíhající ve směru vychýlené optické osy OA2 do směru výstupní optické osy OA3. která je uspořádána koaxiálně se vstupní optickou osou OA1.

Vychýlení paprsku mezi vstupní optickou osou OA1 a vychýlenou optickou osou OA2 uvnitř vychylovače paprsku se přitom provádí symetricky k první rovině 26 symetrie a vychýlení paprsku mezi vychýlenou optickou osou OA2 a výstupní optickou osou OA3 se provádí symetricky k druhé rovině 27 symetrie. Tři magnetické sektory 21, 22, 23, kterými prochází paprsek pri vychylování od vstupní optické osy OA1 k vychýlené optické ose OA2, proto tvoří první vychy50 lovací oblast, která je symetrická k první rovině 26 symetrie, a tři magnetické sektory 23, 24, 25, osy OA3, tvoří druhou vychylovací oblast, která je uspořádána symetricky k druhé rovině 27 symetrie. Směiy magnetického pole ve třech vnějších magnetických sektorech 2Í, 23. 25 je přitom z důvodů symetrie identické a navzájem paralelní. V obou středních magnetických sektorech

-422, 24 je přitom naopak směr magnetického pole antiparalelní se směrem magnetického pole ve třech vnějších magnetických sektorech 21, 23, 25, takže vychýlení paprsku sestává z dílčích vychýlení ve střídavých směrech. Další podrobnosti v souvislosti s vychylovačem paprsku budou dále ještě popsány podle obr. 2.

V ramenu vychýleném vůči vstupní optické ose OA1 je za vychylovačem paprsku uspořádáno elektrostatické zrcadlo 9. Elektrony odražené elektrostatickým zrcadlem 9 vstupují opět do magnetického sektoru 23 a uvnitř něho se v důsledku opačného směru pohybu vychýlí vůči prvnímu průchodu magnetickým sektorem 23 do opačného směru. Odražené elektrony potom procházejí io oběma následujícími magnetickými sektory 24, 25, až konečně opět vystupují zvychylovače paprsku ve směru výstupní optické osy OA3, koaxiální se vstupní optickou osou OA1. Vychýlení paprsku, které přitom při jednoduchém průchodu vychylovačem paprsku vznikne, je přitom stanoveno na hodnotu 90°, takže vychylovač paprskuje celkově symetrický k vychýlené optické ose OA2. Protože magnetické sektory mají kromě svých vlastností způsobujících vychýlení paprsku i is zobrazovací vlastnosti, vzniknou obrazy zrcadlové roviny 29 v rovinách 30.31 nacházejících se u rovin 26, 27 symetrie vychylovače paprsku. Při ideálním nastavení leží obrazy zrcadlové roviny 29 přesně v rovinách 26, 27 symetrie vychylovače, přičemž však nepatrné odchylky od tohoto ideálního nastavení nepůsobí velmi nevýhodně.

2o Za vychylovačem paprsku následuje ve směru pohybu elektronů bezprostředně druhá elektrostatická imerzní Čočka 15, kterou se elektrony zbrzdí na energii vodicí trubky 17 paprsku objektivové čočky. Potom ve směru paprsku následuje systém ze dvou dvanáctipólových elementů U, 13 s jednoduchými vychylovacími systémy 10, 12, 14 uspořádanými před nimi, mezi nimi a za nimi.

Na základě krátké ohniskové vzdálenosti a z toho vyplývající prostorové blízkosti mezi hlavní rovinou a difrakční rovinou 28 objektivu 16 je relativně nekritické to, zda ta rovina, do níž je zobrazena zrcadlová rovina 29, se přesně shoduje s difrakční rovinou 28 objektivu 16. Celkově vznikají mezi zrcadlovou rovinou 29 a objektivem j6 jen dva meziobrazy difrakční roviny 28 objektivu 16, z nichž jeden leží v blízkosti meziobrazu 30 zrcadlové roviny 29 a druhý v blízkosti zrcadlové roviny 29.

V normálním případě odpovídá potenciál vodicí trubky Γ7 paprsku v objektivu 16 potenciálu vodicí trubky 6 paprsku v oblasti čočky 3 kondenzoru. Objektivem 16 se vstupující elektronový paprsek zaostřuje do ohniskové roviny j_8 objektivu Jó. Objektiv 16 přitom může být vytvořen buď jako čistě magnetická čočka, nebo jako kombinace magnetické Čočky a elektrostatické imerzní čočky. V posledním případě se elektrická imerzní čočka vytvoří tím, že vodicí trubka J7 paprsku končí uvnitř čočky objektivu 16 ve výšce mezery mezi pólovými nástavci Čočky objektivu J6 nebo za ní a elektrony se po výstupu z vodicí trubky 17 paprsku zbrzdí na potenciál sondy uspořádané v blízkosti ohniskové roviny J8 Čočky objektivu 16.

Zpětně rozptýlené elektrony nebo sekundární elektrony, vzniklé vzájemným působením se sondou uspořádanou v blízkosti ohniskové roviny 18 objektivu 16, se vyšším potenciálem vodicí trubky 17 paprsku znovu urychlí dovnitř vodicí trubky 17 paprsku a procházejí po dráze mezí čočkou objektivu 16 a vychylovačem paprsku v opačném směru. V důsledku nyní opět invertovaného směru pohybu se zpětně rozptýlené elektrony a sekundární elektrony při vstupu do vychylovače paprsku v magnetickém sektoru 25 vychýlí do opačného směru, takže se oddělí od vstupujícího elektronového paprsku. Detektorem 20 uspořádaným ve vychýleném bočním ramenu za vychylovačem paprsku mohou být detekovány jak sekundární elektrony, tak i zpětně roz50 ptýlené elektrony. Elektrostatickou čočkou 19, předřazenou před detektorem 20, se přikládáním různých potenciálů umožní energetické vzájemné oddělování zpětně rozptýlených elektronů a sekundárních elektronů metodou spolupracujícího pole.

Celý vychylovač paprsku sestává celkem z pěti magnetických sektorů 21, 22. 23, 24, 25. Všech pět magnetických sektorů 21,22,23,24, 25 má přitom čistě konvexní vnější plochy, takže cívky

-5CZ 301532 B6 potřebné pro vytvoření magnetického pole v těchto magnetických sektorech 21. 22. 23. 24. 25 jsou vyrobitelné relativně jednoduše. Oba vnitřní magnetické sektory 22,24 mají přitom identické provedení. Rovněž tři vnější magnetické sektory 21, 23, 25 mohou být provedeny identicky, přičemž však pro první magnetický sektor 21 rovněž postačí to, když tento první magnetický sektor 2} - jak je znázorněno na obr. 2 - bude mít provedení symetrické pouze s polovinou třetího magnetického sektoru 22. Pátý, poslední magnetický sektor 25 rovněž musí mít jen z poloviny symetrické provedení s polovinou třetího magnetického sektoru 23 a ve své druhé polovině může být optimalizován vůči dále případně uspořádanému detekčnímu systému. Jednotlivé magnetické sektory 2i, 22,23,24,25 jsou vytvořeny tak, aby vstupní okraj 21a prvního magnetického sektoio ru 21 byl kolmý ke vstupní optické ose OA1, aby vstupní, popřípadě výstupní, okraj 23c třetího magnetického sektoru 23 byl kolmý k vychýlené optické ose OA2, a aby vstupní, popřípadě výstupní, okraj 25b pátého magnetického sektoru 25 byl kolmý k výstupní optické ose OA3. Sklon vstupních, popřípadě výstupních, okrajů 23a, 25b přitom určuje účinek zaostřování při vstupu, popřípadě výstupu, do a z vychylovacích polí B paralelně nebo antiparalelně ke směru magnetického pole, a tudíž kolmo k rovině vyobrazení na obr. 2.

Vstupní a výstupní okraje 21b, 22a, 22b, 23a. 23b, 24a, 24b a 25a uvnitř vychylovače jsou naproti tomu vždy silně skloněny vůči vychýlené optické ose OA2. Tím se uvnitř vychylovače paprsku dosáhne zaostření paralelně, popřípadě antiparalelně, ke směru magnetického pole v magnetických sektorech 21, 22, 23, 24, 25, aby toto zaostření čtyřpólovými komponentami bylo přesně stejně velké jako zaostření, které se vytvoří magnetickými poli kolmo ke směru magnetického pole, takže vychylovač paprsku vytvoří pro jednoduchý průchod stigmatické zobrazení, které odpovídá zobrazení kruhové čočky.

Délky driftových drah mezi jednotlivými magnetickými sektory 21, 22, 23, 24, 25 a úhly vychýlení v jednotlivých magnetických sektorech 21, 22, 23, 24, 25, z nichž na základě podmínek symetrie je k dispozici beztak jen jedna hodnota jako volný parametr, vzniknou z toho, že pro vychylovač paprsku se požaduje bezdisperznost pro jednoduchý průchod a teleskopicky vstupující elektronový svazek má opouštět vychylovač jako co nejmíměji zaostřený.

Na obr. 3 jsou znázorněny základní dráhy pro jednoduchý průchod vychylovačem paprsku z obr. 2 pro elektron s kinetickou energií o hodnotě 15 keV. Jakje vidět, probíhají veškeré základní dráhy uvnitř vychylovače symetricky k rovinám 26, 27 symetrie. Dráhy χγ, yS v magnetickém poli probíhající téměř paralelně s optickou osou OA se stigmaticky zaostřují v rovině 26,27 symetrie. V rovině 26, 27 symetrie proto vznikne stígmatický ohybový obraz. Zaostření dráhy χγ se přitom provede dipólovými poli v magnetických sektorech, zatímco zaostření yó se provede Čtyřpólovými poli, která vzniknou sklonem vstupním a výstupních okrajů magnetických sektorů uvnitř vychylovače paprsku. Protože současně i aperturové dráhy xa, mají průběh symetrický k rovině 26, 27 symetrie, působí celý vychylovač paprsku pro jeden jednoduchý průchod jako magnetická kruhová čočka. Jak lze z průběhu disperzní dráhy xk seznat, zmizí ve vychylovači paprsku disperze již při jednoduchém průchodu, takže vychylovač paprsku je pro jednoduchý průchod bezdisperzní. Na obr. 3 je dále znázorněn průběh magnetické intenzity Ψ1 pole podél optické osy OA. Bezdisperznost vychylovačů pro jeden jediný průchod vyplývá z požadavku, aby dráhový integrál součinu z magnetické intenzity Ψ1 pole, jakož i z aperturové dráhy xa a z dráhy χγ v magnetickém polí mezi vstupem a výstupem z vychylovače zmizel, tedy má platit ίΨΙ xa dz - 0 a /ψ 1 χγ dz = 0.

U příkladného provedení znázorněného na obrázcích jsou upraveny pouze dva vnitřní magnetické sektory 22,24. Je však rovněž možné tyto vnitřní magnetické sektory 22,24 dále rozdělit na více magnetických sektorů, takže vznikne vychylovač se sedmi nebo i více magnetickými sektory a srovnatelnými možnostmi zobrazení. Potom částicový paprsek při každém jednoduchém průchodu vychylovačem prochází Čtyřmi nebo více magnetickými sektory.

Claims (14)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Systém s korpuskulámím zářením, se zdrojem (1) částic, se zrcadlovým korektorem a objektivem (16), přičemž zrcadlový korektor obsahuje elektrostatické zrcadlo (9) a v dráze paprsku mezi zdrojem (1) částic a elektrostatickým zrcadlem (9), jakož i mezi elektrostatickým zrcadlem (9) a objektivem (16), magnetický vychylovaČ paprsku, vyznačující se tím,že magne10 tický vychylovač paprsku je pro každý jednoduchý průchod bezdisperzní, a přičemž magnetický vychylovaČ paprsku obsahuje čtyřpóly a/nebo čtyřpólové komponenty, které jsou určeny tak, aby na celém průběhu dráhy mezi prvním výstupem z magnetického vychylovače paprsku a objektivem (16) vznikly maximálně dvě roviny (29, 30) konjugované vzhledem k difrakční rovině (28) objektivu (16).
2. 2, Systém s korpuskulámím zářením podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje kolektiv, kterým je difrakční rovina (28) objektivu (16) zobrazena do zrcadlové roviny (29) elektrostatického zrcadla (9).

   20
3. 3. Systém s korpuskulámím zářením podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že vychylovač paprsku obsahuje alespoň tři vnější magnetické sektoiy (21, 23, 25) a alespoň dva vnitřní magnetické sektory (22,24), přičemž mezi zdrojem (1) částic a zrcadlem (9) jsou uspořádány dva vnější magnetické sektoiy (21, 23) sjedním mezi nimi uspořádaným vnitřním magnetickým sektorem (22) a mezi zrcadlem (9) a objektivem (16) jsou uspořádány dva vnější magne25 tické sektory (23,25) sjedním mezi nimi uspořádaným vnitřním magnetickým sektorem (24).
4. 4. Systém s korpuskulámím zářením podle nároku 3, vyznačující se tím, že magnetické pole ve vnitřních magnetických sektorech (22, 24) je antiparalelní ke směru magnetického pole ve vnějších magnetických sektorech (21,23,25).
5. 5. Systém s korpuskulámím zářením podle jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že vychylovač paprskuje čistě magnetický.
6. 6. Systém s korpuskulámím zářením podle jednoho z nároků laž5, vyznačující se

   35 t í m, že vychylovač paprsku obsahuje první rovinu (26) symetrie a druhou rovinu (27) symetrie a způsobuje v první oblasti tvořené magnetickými sektoiy (21, 22, 23) vychýlení symetricky k první rovině (26) symetrie a v druhé oblasti tvořené magnetickými sektory (23, 24, 25) vychýlení symetricky k druhé rovině (27) symetrie.

   40
7. 7. Systém s korpuskulámím zářením podle jednoho z nároků lažó, vyznačující se tím, že vnitřní magnetické sektoiy (22,24) a vnější magnetické sektoiy (21,23,25) jsou uspořádány s odstupem od sebe, přičemž vychylovač má mezi vnějšími magnetickými sektory (21, 23, 25) a vnitrními magnetickými sektory (22, 24) volné driftové dráhy v prostoru prostém magnetického pole.
8. 8, Systém s korpuskulámím zářením podle jednoho z nároků laž7, vyznačující se tím, že vstupní a výstupní okraje (21b, 23a, 23b, 25a) vnějších magnetických sektorů (21, 23, 25), přivrácené k vnitřním magnetickým sektorům (22, 24), jsou skloněny k optické ose částicového paprsku.
9. 9. Systém s korpuskulámím zářením podle jednoho z nároků laž8, vyznačující se t í m, že magnetická pole všech magnetických sektorů mají stejnou velikost.

   -7CZ 301532 B6
10. 10. Systém s korpusku lamím zářením podle jednoho z nároků laž9, vyznačující se tím, že mezi vychylovačem paprsku a objektivem (16) je uspořádán jeden nebo dva magnetické nebo elektrostatické osmipóly nebo vícepólové elementy (
11. 11,13) vyššího řádu.

    5 11. Systém s korpuskulámím zářením podle jednoho z nároků lažlO, vyznačující se t í m, že mezi zdrojem (1) částic a vychylovačem je uspořádán stigmátor (4).
12. 12. Systém s korpuskulámím zářením podle jednoho z nároků lažll, vyznačující se tím, že mezi zdrojem (1) Částic a vychylovačem a/nebo mezi vychylovačem a objektivem (16) io je uspořádán kolektiv.
13. 13. Systém skorpuskulámím zářením podle nároku 12, vyznačující se tím, že kolektiv mezi zdrojem (1) Částic a vychylovačem je tvořen první imerzní Čočkou (5), kterým se zvýší kinetická energie částic před vstupem do vychylovače.
14. 14. Systém s korpuskulámím zářením podle jednoho z nároků 12 nebo 13, vyznačující se tím, že kolektivem mezi vychylovačem a objektivem (16) je druhá imerzní čočka (15), kterým se sníží kinetická energie částic po výstupu z vychylovače.

    20 15. Systém s korpuskulámím zářením podle jednoho z nároků lažl4, vyznačující se tím, že je upraven detektor (20) částic, který je uspořádán na strané magnetického sektoru (25), nejblíže sousedního k objektivu (16), odvrácené od objektivu (16) a na straně ležící vzhledem k výstupní optické ose (OA3) protilehle k elektrostatickému zrcadlu (9), přičemž magnetický sektor (25), nejblíže sousedící s objektivem (16), způsobuje oddělování částic shromážděných

    25 objektivem (16) a vystupuj ících ze sondy od primárních částic.

    30 3 výkresy