DE102014010685A1 - Vorrichtung zur korrektur sphärischer aberration, verfahren zur korrektur sphärischer aberration und ladungsteilchenstrahl-instrument - Google Patents

Vorrichtung zur korrektur sphärischer aberration, verfahren zur korrektur sphärischer aberration und ladungsteilchenstrahl-instrument Download PDF

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Abstract

Eine Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration wird vorgeschlagen, welche das unabhängige Ausführen einer Korrektur einer Unrundheit eines Bilds und/oder eines Beugungsmusters und einer Korrektur von Aberrationen auf der Achse gestattet. Die Vorrichtung (100) zur Korrektur sphärischer Aberration ist mit einem Ladungsteilchenstrahl-Instrument (1) zum Gewinnen des Bilds und des Beugungsmusters zu verwenden und enthält einen Hexapolfeld-Erzeugungsteil (110) zum Erzeugen mehrerer Stufen von Hexapolfeldern, einen Oktopolfeld-Überlagerungsteil (120) zum Überlagern eines Oktopols über mindestens eine der mehreren Stufen von Hexapolfeldern, um eine Unrundheit des Bilds und/oder des Beugungsmusters zu korrigieren, und einen Ablenkteil (130) zum Ablenken eines Ladungsteilchenstrahls.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration, ein Verfahren zur Korrektur sphärischer Aberration und ein Ladungsteilchenstrahl-Instrument.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • Vorrichtungen zur Korrektur sphärischer Aberration vom zweistufigen Dreifachfeld-Typ, d. h. welche dicke Felder von dreifacher Symmetrie verwenden (das heißt, welche Felder von dreifacher Symmetrie mit einer Dicke entlang der optischen Achse verwenden), werden als Vorrichtungen zur Korrektur sphärischer Aberration in Elektronenmikroskopen wie Transmissionselektronenmikroskopen (TEM) und Rastertransmissionselektronenmikroskopen (RTEM) verwendet.
  • Es ist bekannt, dass, wenn Zweifach-Astigmatismus an einer optisch verschiedenen Ebene hervorgerufen wird, eine Unrundheit eines Bilds (Abweichung im Seitenverhältnis) oder eine Unrundheit eines Beugungsmusters auftritt (siehe zum Beispiel Nicht-Patentdokument 1).
  • Die Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration vom zweistufigen Dreifachfeld-Typ verwendet eine Optik, welche mit einem dicken Feld von dreifacher Symmetrie arbeitet, und deshalb wird, wenn ein axialer Versatz innerhalb eines Multipolfelds auftritt, infolge eines axialen Versatzes eines Dreifach-Astigmatismus ein Feld von zweifacher Symmetrie in einer von einem Reziprokraum verschiedenen Ebene, welche die Mitte des Multipolfelds bildet, erzeugt. Dies kann eine Unrundheit des Bilds oder Beugungsmusters verursachen.
  • Eine Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration vom zweistufigen Dreifachfeld-Typ ist gewöhnlich mit einem Ablenksystem zum Ablenken des Elektronenstrahls in zwei Dimensionen zur Ausrichtung ausgestattet. Es ist möglich, die Unrundheit des Bilds oder Beugungsmuster mittels des Ablenksystems zu korrigieren.
  • Andererseits muss eine Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration Aberrationen auf der Achse, welche Zweifach-Astigmatismus, komatische Aberration auf der Achse, Sternaberration und Vierfach-Astigmatismus einschließen, korrigieren.
  • Zum Beispiel offenbart Patentdokument 1 eine Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration mit zwei mehrpoligen Spulen zum Erzeugen eines Hexapolfelds und zwei zwischen den Spulen liegenden axialsymmetrischen Linsen (Übertragungslinsen). Diese bekannte Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration korrigiert sphärische Aberration Cs in einer Objektivlinse, aber es wird festgestellt, dass infolge von Lageabweichungen Multipol-Linsen bildender Polelemente und Schwankungen der magnetischen Eigenschaften des Werkstoffs der Polelemente störende Aberrationen (wie Astigmatismus erster Ordnung von zweifacher Symmetrie, komatische Aberration zweiter Ordnung von einfacher Symmetrie, Astigmatismus zweiter Ordnung von dreifacher Symmetrie, Sternaberration dritter Ordnung von zweifacher Symmetrie und Astigmatismus dritter Ordnung von vierfacher Symmetrie) erzeugt werden.
  • In der Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration werden Aberrationen auf der Achse gewöhnlich durch das oben beschriebene Ablenksystem korrigiert.
  • Druckschriftenverzeichnis
  • Patentdokumente
    • Patentdokument 1: JP-A-2013-30278
  • Nicht-Patentdokumente
    • Nicht-Patentdokument 1: O. Scherzer, Optik 2 (1947), 114
  • Auf diese Weise kann die Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration eine Korrektur einer Unrundheit eines Bilds oder Beugungsmusters und eine Korrektur von Aberrationen auf der Achse mittels des oben beschriebenen Ablenksystems ausführen. In der Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration müssen jedoch eine Korrektur einer Unrundheit eines Bilds oder Beugungsmusters und eine Korrektur von Aberrationen auf der Achse mittels desselben Ablenksystems erfolgen.
  • Demgemäß muss das Ablenksystem so eingestellt werden, dass sowohl eine Unrundheit eines Bilds oder Beugungsmusters als auch Aberrationen auf der Achse korrigiert werden. Dies kann die Einstellung erschweren. Ferner ist eine solche Einstellung zum Korrigieren sowohl der Unrundheit als auch der Aberrationen auf der Achse möglicherweise nicht erreichbar. Folglich werden die Wirkungen einer Unrundheit eines Bilds oder Beugungsmusters und die Wirkungen von Aberrationen auf der Achse möglicherweise nicht verringert.
  • Deshalb besteht ein Bedarf an einer Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration, welche das unabhängige Ausführen einer Korrektur einer Unrundheit eines Bilds oder Beugungsmusters und einer Korrektur von Aberrationen auf der Achse gestattet.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Eine mit einigen Aspekten der vorliegenden Erfindung verknüpfte Aufgabe ist, eine Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration und ein Verfahren zur Korrektur sphärischer Aberration bereitzustellen, welche das unabhängige Ausführen einer Korrektur einer Unrundheit eines Bilds und/oder eines Beugungsmusters und einer Korrektur von Aberrationen auf der Achse gestatten.
  • Eine weitere mit einigen Aspekten der vorliegenden Erfindung verknüpfte Aufgabe ist, ein die im unmittelbar vorangehenden Absatz beschriebene Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration enthaltendes Ladungsteilchenstrahl-Instrument bereitzustellen.
    • (1) Eine zur vorliegenden Erfindung gehörende Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration ist mit oder in einem Ladungsteilchenstrahl-Instrument zum Gewinnen eines Bilds und eines Beugungsmusters zu verwenden. Die Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration enthält: einen Hexapolfeld-Erzeugungsteil zum Erzeugen mehrerer Stufen von Hexapolfeldern; einen Oktopolfeld-Überlagerungsteil zum Überlagern eines Oktopolfelds über mindestens eine der mehreren Stufen von Hexapolfeldern, um eine Unrundheit des Bilds und/oder des Beugungsmusters zu korrigieren; und einen Ablenkteil zum Ablenken eines Ladungsteilchenstrahls.
  • Diese Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration gestattet das unabhängige Ausführen einer Korrektur von Aberrationen auf der Achse und einer Korrektur einer Unrundheit des Bilds und/oder des Beugungsmusters.
    • (2) Bei einem Merkmal dieser Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration kann der Ablenkteil die Neigung des Ladungsteilchenstrahls innerhalb des Hexapolfelds so einstellen, dass ein durch das Oktopolfeld hervorgerufener Vierfach-Astigmatismus korrigiert wird.
  • In dieser Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration wird der durch das durch den Oktopolfeld-Überlagerungsteil erzeugte Oktopolfeld hervorgerufene Vierfach-Astigmatismus durch Neigen des Ladungsteilchenstrahls mittels des Ablenkteils korrigiert. Infolgedessen kann eine Unrundheit des Bilds und/oder des Beugungsmusters korrigiert werden. Daher können eine Korrektur von Aberrationen auf der Achse und eine Korrektur einer Unrundheit des Bilds und/oder des Beugungsmusters unabhängig ausgeführt werden.
    • (3) Eine weitere zur vorliegenden Erfindung gehörende Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration ist mit oder in einem Ladungsteilchenstrahl-Instrument zum Gewinnen eines Bilds und eines Beugungsmusters zu verwenden. Die Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration enthält: einen Hexapolfeld-Erzeugungsteil zum Erzeugen mehrerer Stufen von Hexapolfeldern; einen Quadrupolfeld-Überlagerungsteil zum Überlagern eines Quadrupolfelds über mindestens eine der mehreren Stufen von Hexapolfeldern, um eine Unrundheit des Bilds und/oder des Beugungsmusters zu korrigieren; und einen Ablenkteil zum Ablenken eines Ladungsteilchenstrahls.
  • Diese Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration gestattet das unabhängige Ausführen einer Korrektur von Aberrationen auf der Achse und einer Korrektur einer Unrundheit des Bilds und/oder des Beugungsmusters.
    • (4) Bei einem Merkmal dieser Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration kann der Ablenkteil die Neigung des Ladungsteilchenstrahls innerhalb des Hexapolfelds so einstellen, dass eine durch das Quadrupolfeld hervorgerufene Sternaberration korrigiert wird.
  • In dieser Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration wird eine durch das durch den Quadrupolfeld-Überlagerungsteil erzeugte Quadrupolfeld hervorgerufene Sternaberration durch Neigen des Ladungsteilchenstrahls mittels des Ablenkteils korrigiert. Infolgedessen kann eine Unrundheit des Bilds und/oder des Beugungsmusters korrigiert werden. Daher können eine Korrektur von Aberrationen auf der Achse und eine Korrektur einer Unrundheit des Bilds und/oder des Beugungsmusters unabhängig ausgeführt werden.
    • (5) Eine weitere zur vorliegenden Erfindung gehörende Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration ist mit oder in einem Ladungsteilchenstrahl-Instrument zum Gewinnen eines Bilds und eines Beugungsmusters zu verwenden. Die Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration enthält: einen Hexapolfeld-Erzeugungsteil zum Erzeugen mehrerer Stufen von Hexapolfeldern; einen Ablenkfeld-Überlagerungsteil zum Überlagern eines Ablenkfelds über mindestens eine der mehreren Stufen von Hexapolfeldern, um eine Unrundheit des Bilds und/oder des Beugungsmusters zu korrigieren; und einen Ablenkteil zum Ablenken eines Ladungsteilchenstrahls.
  • Diese Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration gestattet das unabhängige Ausführen einer Korrektur von Aberrationen auf der Achse und einer Korrektur einer Unrundheit des Bilds und/oder des Beugungsmusters.
    • (6) Bei einem Merkmal dieser Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration kann der Ablenkteil die Neigung des Ladungsteilchenstrahls innerhalb des Hexapolfelds so einstellen, dass eine durch das Ablenkfeld hervorgerufene Sternaberration korrigiert wird.
  • In dieser Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration wird eine durch das durch den Ablenkfeld-Überlagerungsteil erzeugte Ablenkfeld hervorgerufene Sternaberration durch Neigen des Ladungsteilchenstrahls mittels des Ablenkteils korrigiert. Infolgedessen kann eine Unrundheit des Bilds und/oder des Beugungsmusters korrigiert werden. Daher können eine Korrektur von Aberrationen auf der Achse und eine Korrektur einer Unrundheit des Bilds und/oder des Beugungsmusters unabhängig ausgeführt werden.
    • (7) Bei einem Merkmal einer beliebigen dieser Vorrichtungen zur Korrektur sphärischer Aberration kann der Hexapolfeld-Erzeugungsteil zwei Stufen von Multipol-Elementen enthalten.
    • (8) Bei einem Merkmal dieser Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration können außerdem zwischen den zwei Stufen von Multipol-Elementen angeordnete Übertragungslinsen vorgesehen sein.
    • (9) Ein zur vorliegenden Erfindung gehörendes Verfahren zur Korrektur sphärischer Aberration ist durch ein Ladungsteilchenstrahl-Instrument zum Gewinnen eines Bilds und eines Beugungsmusters realisiert. Das Verfahren beginnt mit dem Erzeugen mehrerer Stufen von Hexapolfeldern. Ein Oktopolfeld wird mindestens einem der Hexapolfelder überlagert, um eine Unrundheit des Bilds und/oder des Beugungsmusters zu korrigieren. Ein Ladungsteilchenstrahl wird abgelenkt, um die Neigung des Strahls innerhalb des Hexapolfelds so einzustellen, dass ein durch das Oktopolfeld hervorgerufener Vierfach-Astigmatismus korrigiert wird.
  • In diesem Verfahren zur Korrektur sphärischer Aberration wird ein durch das überlagerte Oktopolfeld hervorgerufener Vierfach-Astigmatismus durch Neigen des Ladungsteilchenstrahls korrigiert. Infolgedessen kann eine Unrundheit des Bilds und/oder des Beugungsmusters korrigiert werden. Daher können eine Korrektur von Aberrationen auf der Achse und eine Korrektur einer Unrundheit des Bilds und/oder des Beugungsmusters unabhängig ausgeführt werden.
    • (10) Ein weiteres zur vorliegenden Erfindung gehörendes Verfahren zur Korrektur sphärischer Aberration ist durch ein Ladungsteilchenstrahl-Instrument zum Gewinnen eines Bilds und eines Beugungsmusters realisiert. Das Verfahren beginnt mit dem Erzeugen mehrerer Stufen von Hexapolfeldern. Ein Quadrupolfeld wird mindestens einem der Hexapolfelder überlagert, um eine Unrundheit des Bilds und/oder des Beugungsmusters zu korrigieren. Ein Ladungsteilchenstrahl wird abgelenkt, um die Neigung des Strahls innerhalb des Hexapolfelds so einzustellen, dass eine durch das Quadrupolfeld hervorgerufene Sternaberration korrigiert wird.
  • In diesem Verfahren zur Korrektur sphärischer Aberration wird eine durch das überlagerte Quadrupolfeld hervorgerufene Sternaberration durch Neigen des Ladungsteilchenstrahls korrigiert. Infolgedessen kann eine Unrundheit des Bilds und/oder des Beugungsmusters korrigiert werden. Daher können eine Korrektur von Aberrationen auf der Achse und eine Korrektur einer Unrundheit des Bilds und/oder des Beugungsmusters unabhängig ausgeführt werden.
    • (11) Ein weiteres zur vorliegenden Erfindung gehörendes Verfahren zur Korrektur sphärischer Aberration ist durch ein Ladungsteilchenstrahl-Instrument zum Gewinnen eines Bilds und eines Beugungsmusters realisiert. Das Verfahren beginnt mit dem Erzeugen mehrerer Stufen von Hexapolfeldern. Ein Ablenkfeld wird mindestens einem der Hexapolfelder überlagert, um eine Unrundheit des Bilds und/oder des Beugungsmusters zu korrigieren. Ein Ladungsteilchenstrahl wird abgelenkt, um die Neigung des Strahls innerhalb des Hexapolfelds so einzustellen, dass eine durch das Ablenkfeld hervorgerufene Sternaberration korrigiert wird.
  • In diesem Verfahren zur Korrektur sphärischer Aberration wird eine durch das überlagerte Ablenkfeld hervorgerufene Sternaberration durch Neigen des Ladungsteilchenstrahls korrigiert. Infolgedessen kann eine Unrundheit des Bilds und/oder des Beugungsmusters korrigiert werden. Daher können eine Korrektur von Aberrationen auf der Achse und eine Korrektur einer Unrundheit des Bilds und/oder des Beugungsmusters unabhängig ausgeführt werden.
    • (12) Bei einem Merkmal dieses Verfahrens zur Korrektur sphärischer Aberration können die mehreren Stufen von Hexapolfeldern zwei Stufen von Hexapolfeldern sein.
    • (13) Ein zur vorliegenden Erfindung gehörendes Ladungsteilchenstrahl-Instrument enthält eine zur vorliegenden Erfindung gehörende Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration.
  • Dieses Ladungsteilchenstrahl-Instrument enthält die zur vorliegenden Erfindung gehörende Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration, und deshalb ist es möglich, ein gutes Bild und ein gutes Beugungsmuster zu erhalten, welche von den Wirkungen sphärischer Aberration, von Aberrationen auf der Achse und einer Unrundheit des Bilds und/oder des Beugungsmusters weniger betroffen sind.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Blockschaubild eines Ladungsteilchenstrahl-Instruments, welches eine zu einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gehörende Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration enthält.
  • 2 ist eine schematische Zeichnung einer Optik zur Verwendung in der in 1 gezeigten Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration.
  • 3 zeigt ein Beispiel einer Anordnung von Magnetpolen in einem ersten Multipol-Element zum Erzeugen eines Hexapolfelds.
  • 4 zeigt ein Beispiel einer Anordnung von Magnetpolen in einem zweiten Multipol-Element zum Erzeugen eines zweiten Hexapolfelds.
  • 5 zeigt ein Beispiel einer Anordnung von Magnetpolen in einem zweiten Multipol-Element zum Erzeugen eines Oktopolfelds.
  • 6 ist eine schematische Darstellung eines Multipol-Elements, welche die Art und Weise, auf welche ein durch das Multipol-Element erzeugtes Hexapolfeld an einem axialen Versatz krankt, veranschaulicht.
  • 7A ist eine schematische Darstellung des Zustands eines Elektronenstrahls an der Oberseite eines Multipol-Elements.
  • 7B ist eine schematische Darstellung des Zustands eines Elektronenstrahls in der Mittelebene des Multipol-Elements.
  • 7C ist eine schematische Darstellung des Zustands eines Elektronenstrahls an der Unterseite des Multipol-Elements.
  • 8 ist ein Ablaufplan zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Korrektur sphärischer Aberration, welches in einer zur ersten Ausführungsform gehörenden Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration realisiert ist.
  • 9 ist ein mit polykristallinem Gold erhaltenes Beugungsmuster, in welchem eine Unrundheit des Beugungsmusters noch nicht korrigiert ist.
  • 10 ist ein Beugungsmuster ähnlich 9, in welchem aber die Unrundheit des Beugungsmusters korrigiert ist.
  • 11 ist eine schematische Zeichnung einer Optik zur Verwendung in einer zu einer Abwandlung der ersten Ausführungsform gehörenden Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration.
  • 12 ist eine schematische Zeichnung einer Optik zur Verwendung in einer zu einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gehörenden Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration.
  • 13 zeigt ein Beispiel einer Anordnung von Magnetpolen in einem zweiten Multipol-Element zum Erzeugen eines Quadrupolfelds.
  • 14 ist ein Ablaufplan zur Veranschaulichung eines Beispiels des Verfahrens zur Korrektur sphärischer Aberration, welches in der in 12 gezeigten Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration realisiert ist.
  • 15 ist eine schematische Zeichnung einer Optik zur Verwendung in einer zu einer Abwandlung der zweiten Ausführungsform gehörenden Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration.
  • 16 ist eine schematische Zeichnung einer Optik zur Verwendung in einer zu einer dritten Ausführungsform der Erfindung gehörenden Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration.
  • 17 zeigt ein Beispiel einer Anordnung von Magnetpolen eines zweiten Multipol-Elements zum Erzeugen eines Ablenkfelds.
  • 18 ist eine schematische Darstellung des Zustands des in 17 gezeigten zweiten Multipol-Elements, in welchem das Ablenkfeld einem Hexapolfeld überlagert ist.
  • 19A ist eine schematische Darstellung des Zustands eines Elektronenstrahls an der Oberseite des in 17 gezeigten zweiten Multipol-Elements.
  • 19B ist eine schematische Darstellung ähnlich 19A, welche aber den Zustand des Elektronenstrahls an der Unterseite des zweiten Multipol-Elements zeigt.
  • 20 ist ein Ablaufplan zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Korrektur sphärischer Aberration, welches durch eine zu einer dritten Ausführungsform der Erfindung gehörende Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration realisiert ist.
  • 21 ist eine schematische Zeichnung einer Optik zur Verwendung in einer zu einer Abwandlung der dritten Ausführungsform gehörenden Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration.
  • 22 ist ein Blockschaubild eines zu einer vierten Ausführungsform der Erfindung gehörenden Ladungsteilchenstrahl-Instruments.
  • 23 ist eine schematische Zeichnung eines Beispiels einer Optik zur Verwendung in einer Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration, welches mit dem in 22 gezeigten Ladungsteilchenstrahl-Instrument verwendet wird.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es versteht sich von selbst, dass die unten bereitgestellten Ausführungsformen den durch die beigefügten Ansprüche dargestellten Umfang und Inhalt der vorliegenden Erfindung nicht unangemessen beschränken und dass nicht alle unten beschriebenen Konfigurationen wesentliche Bestandteile der Erfindung sind.
  • 1. Erste Ausführungsform
  • 1.1. Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration
  • Zuerst wird anhand von 1, welche die Konfiguration eines die Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration enthaltenden Ladungsteilchenstrahl-Instruments 1 zeigt, eine zu einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gehörende Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration beschrieben.
  • Die Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration ist mit einem Ladungsteilchenstrahl-Instrument zu verwenden, welches ein Mikroskop zum Gewinnen vergrößerter Bilder und Beugungsmuster durch Richten von Ladungsteilchen wie Elektronen oder Ionen auf ein zu beobachtendes Objekt ist. Zum Beispiel ist das Ladungsteilchenstrahl-Instrument ein Transmissionselektronenmikroskop (TEM), ein Rastertransmissionselektronenmikroskop (RTEM), ein Rasterelektronenmikroskop (REM) oder dergleichen. In diesem Beispiel ist das Ladungsteilchenstrahl-Instrument 1 ein Transmissionselektronenmikroskop (TEM).
  • Wie in 1 gezeigt, enthält das Ladungsteilchenstrahl-Instrument 1 die Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration, welche als eine Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration für das Abbildungssystem des Ladungsteilchenstrahl-Instruments 1 im Beispiel in 1 fungiert. Ferner gestattet die Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration das Ausführen einer Korrektur von Aberrationen auf der Achse (Zweifach-Astigmatismus, komatische Aberration auf der Achse, Sternaberration und Vierfach-Astigmatismus) und/oder einer Korrektur einer Unrundheit eines Bilds und/oder eines Beugungsmusters. Im folgenden Beispiel führt die Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration sowohl eine Korrektur von Aberrationen auf der Achse als auch eine Korrektur einer Unrundheit eines Beugungsmusters durch.
  • Ferner enthält das Ladungsteilchenstrahl-Instrument 1 eine Elektronenkanone 2, Kondensorlinsen 3, eine Objektivlinse 4, einen Probentisch 5, eine Zwischen-/Projektionslinse 6 und eine Beobachtungskammer 7.
  • Die Elektronenkanone 2 erzeugt und emittiert einen Elektronenstrahl durch Beschleunigen von aus einer Kathode freigesetzten Elektronen mittels einer Anode. Eine Hochspannungs-Stromversorgung wird der Elektronenkanone 2 von einem Hochspannungs-Steuerteil 2a bereitgestellt. Eine thermionische Elektronenkanone, eine Elektronenkanone mit thermischer Feldemission, eine Kanone mit kalter Feldemission oder dergleichen kann als die Elektronenkanone 2 verwendet werden.
  • Die Kondensorlinsen 3 sind hinter der Elektronenkanone 2 (auf der stromabwärts liegenden Seite entlang des Elektronenstrahls) angeordnet. Die Kondensorlinsen 3 fokussieren den durch die Elektronenkanone 2 erzeugten Elektronenstrahl. Die Kondensorlinsen 3 bilden ein Beleuchtungslinsensystem zum Richten des Elektronenstrahls auf eine Probe auf dem Probentisch 5. Der durch die Kondensorlinsen 3 fokussierte Elektronenstrahl erreicht die Objektivlinse 4 und den Probentisch 5.
  • Die Objektivlinse 4 ist hinter den Kondensorlinsen 3 angeordnet. Die Objektivlinse 4 ist eine Anfangs-Linsenstufe zum Fokussieren des durch die Probe durchgelassenen Elektronenstrahls. Objektiv-Minilinsen 4a und 4b (siehe 2) können zwischen der Objektivlinse 4 und der Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration angeordnet sein.
  • Der Probentisch 5 kann die darauf befindliche Probe halten. Der durch die Probe durchgelassene Elektronenstrahl trifft über die Objektivlinse 4 auf die Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration auf.
  • Die Zwischen-/Projektionslinse 6 ist hinter der Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration angeordnet. Die Zwischen-/Projektionslinse 6 arbeitet mit der Objektivlinse 4 zusammen, um ein Abbildungslinsensystem zum Abbilden des durch die Probe durchgelassenen Elektronenstrahls zu bilden. Die Zwischen-/Projektionslinse 6 fokussiert ein Bild oder ein Beugungsmuster auf eine in der Beobachtungskammer 7 angebrachte Kamera (nicht gezeigt).
  • Das Ladungsteilchenstrahl-Instrument 1 kann so konfiguriert sein, dass es eine hinter der Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration angeordnete Nach-Sammellinse 8 (siehe 2) enthält. Die Nach-Sammellinse 8 dient dazu, ein Bild der Probe auf eine Selektorblenden-Ebene SA zu fokussieren (siehe 2).
  • Die Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration ist zwischen der Objektivlinse 4 und der Zwischen-/Projektionslinse 6 angeordnet. Die Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration kann sphärische Aberration im Abbildungssystem (d. h., in der Objektivlinse 4) korrigieren. Ferner kann die Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration Aberrationen auf der Achse und eine Unrundheit des Beugungsmusters, welche mit der Korrektur sphärischer Aberration einhergehend erzeugt werden, korrigieren.
  • Eine hierin erwähnte Unrundheit ist eine Abweichung von einem echten Kreis, wenn ein als ein echter Kreis (perfekter Kreis) zu beobachtendes Objekt nicht als ein echter Kreis beobachtet wird. Bei Vorliegen einer Unrundheit eines Beugungsmusters wird zum Beispiel ein als ein echter Kreis zu beobachtender Debye-Ring als ein verzerrter Kreis beobachtet.
  • 2 ist eine Zeichnung, welche ein Beispiel der Optik der Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration zeigt. 2 zeigt den Teil der Optik, welcher sich zwischen der Probenebene S des Ladungsteilchenstrahl-Instruments 1, an welcher die Probe angeordnet ist, und der Zwischen-/Projektionslinse 6 befindet.
  • Wie in 2 gezeigt, ist die Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration so konfiguriert, dass sie einen Hexapolfeld-Erzeugungsteil 110, einen Oktopolfeld-Überlagerungsteil 120, einen Ablenkteil 130 und Übertragungslinsen 140, 142 enthält.
  • Der Hexapolfeld-Erzeugungsteil 110 erzeugt mehrere Stufen von Hexapolfeldern (d. h., ein Feld von dreifacher Symmetrie). Im veranschaulichten Beispiel erzeugt der Hexapolfeld-Erzeugungsteil 110 zwei Stufen von Hexapolfeldern. Der Hexapolfeld-Erzeugungsteil 110 kann drei oder mehr Stufen von Hexapolfeldern erzeugen.
  • Der Hexapolfeld-Erzeugungsteil 110 ist so konfiguriert, dass er in mehreren Stufen angeordnete Multipol-Elemente enthält. Im veranschaulichten Beispiel ist der Hexapolfeld-Erzeugungsteil 110 so konfiguriert, dass er zwei Stufen von Multipol-Elementen, d. h. ein erstes Multipol-Element 112 und ein zweites Multipol-Element 114, enthält. Im Hexapolfeld-Erzeugungsteil 110 werden mittels des ersten Multipol-Elements 112 und des zweiten Multipol-Elements 114 zwei Stufen von Hexapolfeldern erzeugt.
  • Jedes des ersten Multipol-Elements 112 und des zweiten Multipol-Elements 114 ist zum Beispiel ein Dodekapol-(12-Pol-)Element. Die Polzahl jedes des ersten Multipol-Elements 112 und des zweiten Multipol-Elements 114 unterliegt keiner Beschränkung. Ein durch jedes des ersten Multipol-Elements 112 und des zweiten Multipol-Elements 114 erzeugtes Multipolfeld ist entweder ein statisches Magnetfeld oder ein statisches elektrisches Feld oder ein durch Überlagern statischer magnetischer und elektrischer Felder erzeugtes Feld. In der folgenden Beschreibung ist ein durch jedes des ersten Multipol-Elements 112 und des zweiten Multipol-Elements 114 erzeugtes Multipolfeld ein statisches Magnetfeld.
  • 3 ist eine Zeichnung, welche ein Beispiel einer Anordnung von Magnetpolen des ersten Multipol-Elements 112 zum Erzeugen eines Hexapolfelds zeigt. 4 ist eine Zeichnung, welche ein Beispiel einer Anordnung von Magnetpolen des zweiten Multipol-Elements 114 zum Erzeugen eines Hexapolfelds zeigt.
  • Wie in 3 gezeigt, hat das erste Multipol-Element 112 zwölf radial um eine optische Achse A angeordnete Magnetpole 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g, 12h, 12i, 12j, 12k und 12l (siehe 2). Das heißt, die Pole 12a bis 12l sind in Winkelabständen von 30 Grad um die optische Achse A angeordnet.
  • Wie in 4 gezeigt, hat das zweite Multipol-Element 114 zwölf radial um die optische Achse A angeordnete Magnetpole 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h, 14i, 14j, 14k und 14l (siehe 2). Das heißt, die Magnetpole 14a bis 14l sind in Winkelabständen von 30 Grad um die optische Achse A angeordnet.
  • Der Hexapolfeld-Erzeugungsteil 110 erzeugt ein Hexapolfeld, indem er an den Magnetpolen 12a bis 12l des ersten Multipol-Elements 112 angebrachten Erregerspulen (nicht gezeigt) gegebene Erregerströme zuführt. Entsprechend erzeugt der Hexapolfeld-Erzeugungsteil 110 ein zweites Hexapolfeld, indem er an den Magnetpolen 14a bis 14l des zweiten Multipol-Elements 114 angebrachten Erregerspulen (nicht gezeigt) gegebene Erregerströme zuführt.
  • Jedes des ersten Multipol-Elements 112 und des zweiten Multipol-Elements 114 erzeugt ein Hexapolfeld, indem es sechs bezüglich der optischen Achse A symmetrisch angeordnete Magnetpole wie in den 3 und 4 gezeigt erzeugt. Das erste Multipol-Element 112 und das zweite Multipol-Element 114 haben entgegengesetzte Polaritäten. Anders ausgedrückt, das zweite Multipol-Element 114 erzeugt ein bezüglich des durch das erste Multipol-Element 112 erzeugten Hexapolfelds um 60 Grad um die optische Achse A verschobenes Hexapolfeld.
  • Jedes des ersten Multipol-Elements 112 und des zweiten Multipol-Elements 114 hat eine Dicke entlang der optischen Achse A. Deshalb weisen durch das erste Multipol-Element 112 und das zweite Multipol-Element 114 erzeugte Multipolfelder Dicken entlang der optischen Achse A auf. Ein Multipol-Element mit einer Dicke entlang der optischen Achse A erzeugt ein Feld mittels anderer Terme höherer Ordnung als des primären Terms des erzeugten Multipolfelds. Die Dicke des ersten Multipol-Elements 112 entlang der optischen Achse A und die Dicke des zweiten Multipol-Elements 114 entlang der optischen Achse A können gleich oder verschieden sein.
  • Der Oktopolfeld-Überlagerungsteil 120 überlagert dem durch den Hexapolfeld-Erzeugungsteil 110 erzeugten Hexapolfeld ein Oktopolfeld (d. h. ein Feld von vierfacher Symmetrie), um eine Unrundheit des Beugungsmusters zu korrigieren. Im Beispiel in 2 überlagert der Oktopolfeld-Überlagerungsteil 120 dem durch das zweite Multipol-Element 114 erzeugten Hexapolfeld ein Oktopolfeld. Der Oktopolfeld-Überlagerungsteil 120 erzeugt das Oktopolfeld gemäß der Größe der Abweichung des Beugungsmusters. Vierfach-Astigmatismus wird infolge der Erzeugung des Oktopolfelds durch den Oktopolfeld-Überlagerungsteil 120 hervorgerufen.
  • Im veranschaulichten Beispiel ist der Oktopolfeld-Überlagerungsteil 120 so konfiguriert, dass er das zweite Multipol-Element 114 enthält. Der Oktopolfeld-Überlagerungsteil 120 erzeugt mittels des zweiten Multipol-Elements 114 ein Oktopolfeld.
  • 5 zeigt ein Beispiel einer Anordnung der Magnetpole des zweiten Multipol-Elements 114 zum Erzeugen eines Oktopolfelds.
  • Wie in 5 gezeigt, erzeugt der Oktopolfeld-Überlagerungsteil 120 ein Oktopolfeld, indem er an den Magnetpolen 14a bis 14l des zweiten Multipol-Elements 114 angebrachten Erregerspulen (nicht gezeigt) gegebene Erregerströme zuführt. Das zweite Multipol-Element 114 erzeugt ein Oktopolfeld (ein Feld von vierfacher Symmetrie), indem es acht bezüglich der optischen Achse A symmetrisch angeordnete Magnetpole wie in 5 gezeigt erzeugt.
  • Das zweite Multipol-Element 114 erzeugt Hexapol- und Oktopolfelder wie vorher beschrieben. Zu diesem Zweck sind jeweils Erregerspulen zum Erzeugen des Hexapolfelds und Erregerspulen zum Erzeugen des Oktopolfelds an den Magnetpolen 14a bis 14l des zweiten Multipol-Elements 114 angebracht. Indem es den Erregerspulen jeweilige gegebene Erregerströme zuführt, erzeugt das zweite Multipol-Element 114 die Hexapol- und Oktopolfelder. So können überlagerte Hexapol- und Oktopolfelder erzeugt werden. Da das zweite Multipol-Element 114 ein Dodekapol-Element ist, kann dieses einzelne Multipol-Element allein das Hexapolfeld (Feld von dreifacher Symmetrie) und das Oktopolfeld (Feld von vierfacher Symmetrie) erzeugen.
  • Der Ablenkteil 130 lenkt den Elektronenstrahl ab. Insbesondere kann der Ablenkteil 130 den Elektronenstrahl innerhalb der durch die Multipol-Elemente 112 und 114 erzeugten Hexapolfelder durch Ablenken des Strahls bezüglich der optischen Achse A neigen. Folglich können zum Beispiel Aberrationen auf der Achse korrigiert werden. Ferner können aus dem später beschriebenen Grund die Rundheiten von Bildern und Beugungsmustern durch Verändern der Größe der Neigung des Elektronenstrahls bezüglich der optischen Achse A innerhalb der durch die Multipol-Elemente 112 und 114 erzeugten Multipolfelder verändert werden.
  • Wie in 2 gezeigt, ist der Ablenkteil 130 so konfiguriert, dass er einen zwischen der Objektivlinse 4 und dem ersten Multipol-Element 112 angeordneten Satz von Ablenkspulen 131, 132, einen zwischen dem ersten Multipol-Element 112 und dem zweiten Multipol-Element 114 angeordneten Satz von Ablenkspulen 133, 134 und einen zwischen dem zweiten Multipol-Element 114 und der Zwischen-/Projektionslinse 6 angeordneten Satz von Ablenkspulen 135, 136 enthält.
  • Der auf das durch das erste Multipol-Element 112 erzeugte Multipolfeld (d. h. Hexapolfeld) auftreffende Elektronenstrahl wird durch die Ablenkspulen 131 und 132 in zwei Dimensionen abgelenkt. Der Elektronenstrahl kann innerhalb des durch das erste Multipol-Element 112 erzeugten Multipolfelds mittels der Ablenkspulen 131 und 132 bezüglich der optischen Achse A geneigt werden.
  • Der auf das durch das zweite Multipol-Element 114 erzeugte Multipolfeld (d. h., überlagerte Hexapol- und Oktopolfelder) auftreffende Elektronenstrahl wird durch die Ablenkspulen 133 und 134 in zwei Dimensionen abgelenkt. Der Elektronenstrahl kann innerhalb des durch das zweite Multipol-Element 114 erzeugten Multipolfelds mittels der Ablenkspulen 133 und 134 bezüglich der optischen Achse A geneigt werden.
  • Der aus dem zweiten Multipol-Element 114 austretende Elektronenstrahl wird durch die Ablenkspulen 135 und 136 in zwei Dimensionen abgelenkt. Der aus dem zweiten Multipol-Element 114 austretende Strahl kann durch die Ablenkspulen 135 und 136 auf die optische Achse A ausgerichtet werden.
  • Die Übertragungslinsen 140 und 142 sind zwischen dem ersten Multipol-Element 112 und dem zweiten Multipol-Element 114 angeordnet. Jede der Übertragungslinsen 140 und 142 ist eine Linse mit einer Übertragungsvergrößerung von zum Beispiel 1:1. Ein durch das erste Multipol-Element 112 gebildetes reziprokes Raumbild wird durch die Übertragungslinsen 140 und 142 zum zweiten Multipol-Element 114 übertragen.
  • Nun wird die Funktionsweise der Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration beschrieben.
  • Die Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration korrigiert sphärische Aberration mittels der durch den Hexapolfeld-Erzeugungsteil 110 erzeugten zwei Stufen von Hexapolfeldern.
  • Insbesondere erzeugt der Hexapolfeld-Erzeugungsteil 110 die zwei Stufen von Hexapolfeldern mittels des ersten Multipol-Elements 112 und des zweiten Multipol-Elements 114. Das erste Multipol-Element 112 erzeugt die erste Hexapolfeld-Stufe, wodurch es negative sphärische Aberration und Dreifach-Astigmatismus hervorruft. Das zweite Multipol-Element 114 erzeugt die zweite Hexapolfeld-Stufe, um den durch das erste Multipol-Element 112 hervorgerufenen Dreifach-Astigmatismus auszulöschen. Folglich kann die negative sphärische Aberration extrahiert werden. Sphärische Aberration im Abbildungssystem (d. h. in der Objektivlinse 4) kann durch Auslöschen der positiven sphärischen Aberration im Abbildungssystem (in der Objektivlinse 4) durch die negative sphärische Aberration korrigiert werden.
  • Obwohl sphärische Aberration durch die zwei Stufen von Hexapolfeldern auf diese Weise korrigiert wird, können infolge von Lageabweichungen der das erste Multipol-Element 112 bildenden Magnetpole 12a bis 12l, Lageabweichungen der das zweite Multipol-Element 114 bildenden Magnetpole 14a bis 14l und Schwankungen der magnetischen Eigenschaften des Werkstoffs der Magnetpole Aberrationen auf der Achse (wie Zweifach-Astigmatismus, komatische Aberration auf der Achse, Sternaberration und Vierfach-Astigmatismus) erzeugt werden.
  • Jedes zum Korrigieren sphärischer Aberration verwendete Hexapolfeld hat eine Dicke entlang der optischen Achse A. Deshalb verändern sich die Rundheiten von Bild und Beugungsmuster, wenn der Elektronenstrahl bezüglich der optischen Achse A versetzt ist, d. h. wenn ein axialer Versatz auftritt. Dies verursacht Unrundheiten von Bild und Beugungsmuster. Der Grund, aus welchem die Rundheiten von Bild und Beugungsmuster sich verändern, wird unten anhand eines aus einem Multipol-Element M bestehenden Modells, welches die gleiche Konfiguration wie die Multipol-Elemente 112 und 114 besitzt, beschrieben.
  • 6 zeigt schematisch die Art und Weise, auf welche ein axialer Versatz in einem durch das Multipol-Element M erzeugten Hexapolfeld vorliegt. 7A ist eine schematische Darstellung des Zustands eines Elektronenstrahls EB an der Oberseite Ma des Multipol-Elements M. 7B ist eine schematische Darstellung des Zustands des Elektronenstrahls EB in der Mittelebene Mb (Beugungsebene, dem Reziprokraum entsprechend) des Multipol-Elements M. 7C ist eine schematische Darstellung des Zustands des Elektronenstrahls EB an der Unterseite Mc des Multipol-Elements M.
  • Wie in 6 gezeigt, werden, wenn der Elektronenstrahl EB innerhalb eines durch das Multipol-Element M erzeugten Hexapolfelds F (siehe 7A bis 7C) bezüglich der optischen Achse A geneigt ist und ein axialer Versatz auftritt, verschieden große Quadrupolfelder (Felder von zweifacher Symmetrie) an Ebenen Ma beziehungsweise Mc, welche von der Mittelebene Mb des Multipol-Elements M verschieden sind, erzeugt. Infolgedessen werden an der Oberseite Ma beziehungsweise der Unterseite Mc verschiedene Zweifach-Astigmatismen hervorgerufen, wie in den 7A bis 7C gezeigt. Dies verändert die Rundheiten des Bilds und des Beugungsmusters aus dem folgenden Grund. Das Multipol-Element M hat eine optisch ausreichende Dicke, und daher unterscheidet sich eine Beobachtung der Mittelebene Mb des Multipol-Elements M optisch von einer Beobachtung der Enden (Oberseite Ma und Unterseite Mc) des Multipol-Elements M. Auf diese Weise verändert sich die Rundheit des Bilds und des Beugungsmusters, wenn an den zwei von der Mittelebene des Multipol-Elements verschiedenen Ebenen verschiedene Zweifach-Astigmatismen hervorgerufen werden.
  • In 6 ist der Elektronenstrahl EB im durch das Multipol-Element M erzeugten Hexapolfeld in einem Winkel α zur optischen Achse A geneigt. Die Rundheiten des Bilds und des Beugungsmusters ändern sich gemäß der Größe des Neigungswinkels α.
  • Auf diese Weise treten Aberrationen auf der Achse und Unrundheiten von Bildern und Beugungsmustern auf diese Weise auf, wenn sphärische Aberration unter Verwendung von zwei Stufen von Hexapolfeldern korrigiert wird. Die Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration führt mittels des Oktopolfeld-Überlagerungsteils 120 und des Ablenkteils 130 eine Korrektur von Aberrationen auf der Achse und eine Korrektur von Unrundheiten von Beugungsmustern aus.
  • Insbesondere überlagert der Oktopolfeld-Überlagerungsteil 120 dem durch das zweite Multipol-Element 114 erzeugten Hexapolfeld ein Oktopolfeld (Feld von vierfacher Symmetrie), um eine Unrundheit des Beugungsmusters zu korrigieren. Folglich wird Vierfach-Astigmatismus hervorgerufen.
  • Der Ablenkteil 130 lenkt den Elektronenstrahl so ab, dass die Neigung mit einem Neigungswinkel α (siehe 6) des Elektronenstrahls innerhalb der durch die Multipol-Elemente 112 und 114 erzeugten Hexapolfelder ausreicht, um den hervorgerufenen Vierfach-Astigmatismus zu korrigieren. Das heißt, der Ablenkteil 130 neigt den Elektronenstrahl innerhalb der Hexapolfelder durch Neigen des Strahls, wodurch der durch das Oktopolfeld-Überlagerungsteil 120 hervorgerufene Vierfach-Astigmatismus korrigiert wird.
  • Infolgedessen werden gegebene verschiedene Zweifach-Astigmatismen an den zwei von der Mittelebene (Beugungsebene, einer Reziprokebene entsprechend) der Multipol-Elemente 112 und 114 verschiedenen Ebenen hervorgerufen. Dies verändert die Rundheit des Beugungsmusters, wodurch eine Unrundheit des Beugungsmusters korrigiert wird.
  • Auf diese Weise wird in der Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration der durch Erzeugen eines Oktopolfelds durch den Oktopolfeld-Überlagerungsteil 120 hervorgerufene Vierfach-Astigmatismus durch Ablenken des Elektronenstrahls durch den Ablenkteil 130 korrigiert. Infolgedessen wird eine Unrundheit des Beugungsmusters verändert. Folglich kann eine Unrundheit des Beugungsmusters unabhängig von Aberrationen auf der Achse korrigiert werden.
  • Die Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration und das Ladungsteilchenstrahl-Instrument 1 haben die folgenden Merkmale.
  • Die Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration enthält den Hexapolfeld-Erzeugungsteil 110 zum Erzeugen zweier Stufen von Hexapolfeldern, den Oktopolfeld-Überlagerungsteil 120 zum Überlagern eines Oktopolfelds über das durch das zweite Multipol-Element 114 erzeugte Hexapolfeld, um eine Unrundheit eines Beugungsmusters zu korrigieren, und den Ablenkteil 130 zum Ablenken eines Elektronenstrahls. Folglich kann eine Unrundheit des Beugungsmusters unabhängig von Aberrationen auf der Achse korrigiert werden, wie zuvor beschrieben. Daher können eine Korrektur von Aberrationen auf der Achse und eine Korrektur der Rundheit eines Beugungsmusters unabhängig ausgeführt werden.
  • In der Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration stellt der Ablenkteil 130 die Neigung des Elektronenstrahls innerhalb der durch die Multipol-Elemente 112 und 114 erzeugten Hexapolfelder so ein, dass der durch das durch den Oktopolfeld-Überlagerungsteil 120 erzeugte Oktopolfeld hervorgerufene Vierfach-Astigmatismus korrigiert wird. Infolgedessen wird der durch das durch den Oktopolfeld-Überlagerungsteil 120 erzeugte Oktopolfeld hervorgerufene Vierfach-Astigmatismus durch Ablenken des Elektronenstrahls mittels des Ablenkteils 130 korrigiert. Dies macht es möglich, eine Unrundheit des Beugungsmusters zu korrigieren. Infolgedessen können eine Korrektur von Aberrationen auf der Achse und eine Korrektur einer Unrundheit des Beugungsmusters unabhängig ausgeführt werden.
  • Da das Ladungsteilchenstrahl-Instrument 1 so konfiguriert ist, dass es die Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration, welche das unabhängige Ausführen einer Korrektur von Aberrationen auf der Achse und einer Korrektur einer Unrundheit eines Beugungsmusters gestattet, enthält, kann man gute Bilder und Beugungsmuster erhalten, welche von den Wirkungen sphärischer Aberration, von Aberrationen auf der Achse, von Unrundheiten der Beugungsmuster weniger betroffen sind.
  • 1.2. Verfahren zur Korrektur sphärischer Aberration
  • Nun wird ein durch die zur ersten Ausführungsform gehörende Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration realisiertes Verfahren zur Korrektur sphärischer Aberration anhand des Ablaufplans in 8, welcher ein Beispiel dieses Verfahrens veranschaulicht, beschrieben.
  • Zuerst erzeugt der Hexapolfeld-Erzeugungsteil 110 mehrere Stufen von Hexapolfeldern (Schritt S10). Insbesondere erzeugt der Hexapolfeld-Erzeugungsteil 110 durch die zwei Stufen von Multipol-Elementen 112 und 114 zwei Stufen von Hexapolfeldern. Dies erzeugt eine negative sphärische Aberration, wodurch sphärische Aberration im Abbildungssystem (in der Objektivlinse 4) korrigiert wird.
  • Dann lenkt der Ablenkteil 130 den Elektronenstrahl ab, um die Neigung des Strahls bezüglich der optischen Achse A innerhalb der durch die Multipol-Elemente 112 und 114 erzeugten Hexapolfelder so einzustellen, dass Aberrationen auf der Achse korrigiert werden (Schritt S12). Das heißt, Aberrationen auf der Achse werden durch den Ablenkteil 130 durch Ablenken des Elektronenstrahls korrigiert.
  • Dann überlagert der Oktopolfeld-Überlagerungsteil 120 dem durch das zweite Multipol-Element 114 erzeugten Hexapolfeld ein Oktopolfeld, um eine Unrundheit eines Beugungsmusters zu korrigieren (Schritt S14). Der Oktopolfeld-Überlagerungsteil 120 erzeugt das der Größe der Unrundheit des Beugungsmusters entsprechende Oktopolfeld. Da der Oktopolfeld-Überlagerungsteil 120 das Oktopolfeld erzeugt, wird Vierfach-Astigmatismus hervorgerufen.
  • In Schritt S14 überlagert der Oktopolfeld-Überlagerungsteil 120 ein der Unrundheit des Beugungsmusters entsprechendes Oktopolfeld. Insbesondere können aus dem erhaltenen Beugungsmuster Informationen über die Unrundheit des Beugungsmusters (Richtung und Größe der Abweichung) gewonnen werden. Die Stärke und die Richtung des durch den Oktopolfeld-Überlagerungsteil 120 erzeugten Oktopolfelds können auf der Grundlage der gewonnenen Informationen über die Unrundheit ermittelt werden. Dabei können die Stärke und die Richtung des Oktopolfelds auf der Grundlage von Daten über Korrelationen von Unrundheiten vorher angefertigter Beugungsmuster mit Stärken und Richtungen von Oktopolfeldern ermittelt werden.
  • Dann lenkt der Ablenkteil 130 den Elektronenstrahl ab, um die Neigung des Elektronenstrahls bezüglich der optischen Achse A innerhalb der durch den Hexapolfeld-Erzeugungsteil 110 erzeugten Hexapolfelder so einzustellen, dass ein durch das durch den Oktopolfeld-Überlagerungsteil 120 erzeugte Oktopolfeld hervorgerufener Vierfach-Astigmatismus korrigiert wird (S16). Folglich wird der durch das durch den Oktopolfeld-Überlagerungsteil 120 erzeugte Oktopolfeld hervorgerufene Vierfach-Astigmatismus ausgelöscht, wodurch die Unrundheit des Beugungsmusters korrigiert wird.
  • Die Reihenfolge, in welcher die Schritte S12, S14 und S16 durchgeführt werden, unterliegt keiner Beschränkung.
  • Sphärische Aberration kann durch die bisher beschriebenen Verarbeitungsschritte korrigiert werden.
  • Das durch die zur ersten Ausführungsform gehörende Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration realisierte Verfahren zur Korrektur sphärischer Aberration enthält den Schritt S14 zum Überlagern eines Oktopolfelds über eine von zwei Stufen von Hexapolfeldern, um eine Unrundheit eines Beugungsmusters zu korrigieren, und den Schritt S16 zum Ablenken des Elektronenstrahls, um die Neigung des Strahls innerhalb des Hexapolfelds so einzustellen, dass ein durch ein Oktopolfeld hervorgerufener Vierfach-Astigmatismus korrigiert wird. Folglich können eine Korrektur von Aberrationen auf der Achse und eine Korrektur einer Unrundheit eines Beugungsmusters getrennt ausgeführt werden.
  • 1.3. Versuchsbeispiel
  • Im vorliegenden Versuchsbeispiel wurde eine Unrundheit eines Beugungsmusters mittels des mit der zur ersten Ausführungsform gehörenden Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration ausgestatteten Ladungsteilchenstrahl-Instruments 1 korrigiert. Als Probe wurde polykristallines Gold verwendet.
  • 9 zeigt ein mit dem polykristallinen Gold erhaltenes Beugungsmuster (Debye-Ring), bevor die Unrundheit eines Beugungsmusters korrigiert wurde. 10 zeigt ein mit dem polykristallinen Gold erhaltenes Beugungsmuster (Debye-Ring) nach Korrigieren der Unrundheit des Beugungsmusters.
  • Vor der Korrektur der Unrundheit des Beugungsmusters ist ein jeder Kristallebene entsprechender Debye-Ring elliptisch wie in 9 gezeigt. Nach der Korrektur der Unrundheit des Beugungsmusters kommt der einzelnen Kristallebenen entsprechende Debye-Ring einem echten Kreis näher als vor der Korrektur (siehe 9), wie in 10 gezeigt. Im in 10 gezeigten Beugungsmuster wurden Korrekturen erzielt, so dass das Seitenverhältnis A/C und das Seitenverhältnis B/E größer als oder gleich 99% sind.
  • 1.4. Abwandlung
  • Nun wird eine Abwandlung der ersten Ausführungsform anhand von 11, welche die Optik einer zur Abwandlung der ersten Ausführungsform gehörenden Vorrichtung 200 zur Korrektur sphärischer Aberration zeigt, beschrieben.
  • Diejenigen Komponenten der zur Abwandlung der ersten Ausführungsform gehörenden Vorrichtung 200 zur Korrektur sphärischer Aberration, welche in der Funktion ihren jeweiligen Entsprechungen der zur ersten Ausführungsform gehörenden Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration gleichen, sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den oben genannten Figuren bezeichnet, und auf eine Beschreibung derselben wird verzichtet.
  • In der oben beschriebenen Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration ist der Oktopolfeld-Überlagerungsteil 120 so konfiguriert, dass er das zweite Multipol-Element 114 enthält, wie in 2 gezeigt, wobei das zweite Multipol-Element 114 dazu dient, überlagerte Hexapol- und Oktopolfelder zu erzeugen.
  • Im Gegensatz dazu ist in der Vorrichtung 200 zur Korrektur sphärischer Aberration der Oktopolfeld-Überlagerungsteil 120 so konfiguriert, dass er das erste Multipol-Element 112 enthält, wie in 11 gezeigt. Das erste Multipol-Element 112 erzeugt überlagerte Hexapol- und Oktopolfelder.
  • Die Vorrichtung 200 zur Korrektur sphärischer Aberration erbringt die gleichen vorteilhaften Wirkungen wie die Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration.
  • 2. Zweite Ausführungsform
  • 2.1. Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration
  • Nun wird eine zu einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gehörende Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration anhand von 12, welche die Optik der zur zweiten Ausführungsform gehörenden Vorrichtung 300 zur Korrektur sphärischer Aberration zeigt, beschrieben.
  • Diejenigen Komponenten der zur zweiten Ausführungsform gehörenden Vorrichtung 300 zur Korrektur sphärischer Aberration, welche in der Funktion ihren jeweiligen Entsprechungen der zur ersten Ausführungsform gehörenden Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration gleichen, sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den oben genannten Figuren bezeichnet, und auf eine Beschreibung derselben wird verzichtet.
  • Wie in 2 gezeigt, enthält die oben beschriebene Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration den Oktopolfeld-Überlagerungsteil 120. Dieser Oktopolfeld-Überlagerungsteil 120 überlagert einem Hexapolfeld ein Oktopolfeld. Der Ablenkteil 130 lenkt den Elektronenstrahl ab. Ein hervorgerufener Vierfach-Astigmatismus wird korrigiert. Eine Unrundheit eines Beugungsmusters wird korrigiert.
  • Im Gegensatz dazu enthält die Vorrichtung 300 zur Korrektur sphärischer Aberration einen Quadrupolfeld-Überlagerungsteil 310, welcher wiederum einem Hexapolfeld ein Quadrupolfeld (d. h., Feld von zweifacher Symmetrie) überlagert. Der Ablenkteil 130 lenkt den Elektronenstrahl ab, korrigiert eine hervorgerufene Sternaberration und korrigiert eine Unrundheit eines Beugungsmusters.
  • Der Quadrupolfeld-Überlagerungsteil 310 überlagert dem durch den Hexapolfeld-Überlagerungsteil 110 erzeugten Hexapolfeld ein Quadrupolfeld, um eine Unrundheit eines Beugungsmusters zu korrigieren. Im veranschaulichten Beispiel überlagert der Quadrupolfeld-Überlagerungsteil 310 einem durch das zweite Multipol-Element 114 erzeugten Hexapolfeld ein Quadrupolfeld. Der Quadrupolfeld-Überlagerungsteil 310 erzeugt ein der Größe der Unrundheit des Beugungsmusters entsprechendes Quadrupolfeld. Infolgedessen wird Sternaberration hervorgerufen.
  • Der Quadrupolfeld-Überlagerungsteil 310 erzeugt das Quadrupolfeld zum Beispiel mittels eines Dodekapol-Elements. Im veranschaulichten Beispiel ist der Quadrupolfeld-Überlagerungsteil 310 so konfiguriert, dass er das zweite Multipol-Element 114 enthält. Der Quadrupolfeld-Überlagerungsteil 310 erzeugt mittels des zweiten Multipol-Elements 114 das Quadrupolfeld.
  • 13 zeigt ein Beispiel einer Anordnung von Magnetpolen des zweiten Multipol-Elements 114 zum Erzeugen eines Quadrupolfelds.
  • Wie in 13 gezeigt, erzeugt der Quadrupolfeld-Überlagerungsteil 310 ein Quadrupolfeld, indem er an Magnetpolen 14a bis 14l des zweiten Multipol-Elements 114 angebrachten Erregerspulen (nicht gezeigt) gegebene Erregerströme zuführt. Das zweite Multipol-Element 114 erzeugt ein Quadrupolfeld (Feld von zweifacher Symmetrie), indem es vier bezüglich der optischen Achse A symmetrisch angeordnete Magnetpole erzeugt.
  • Wie vorher beschrieben, erzeugt das zweite Multipol-Element 114 Hexapol- und Quadrupolfelder. Zu diesem Zweck sind Erregerspulen zum Erzeugen des Hexapolfelds und Erregerspulen zum Erzeugen des Quadrupolfelds an den Magnetpolen 14a bis 14l des zweiten Multipol-Elements 114 angebracht. Das zweite Multipol-Element 114 erzeugt die Hexapol- und Quadrupolfelder, indem es den Erregerspulen jeweils die gegebenen Erregerströme zuführt. Folglich können überlagerte Hexapol- und Quadrupolfelder erzeugt werden. Da das zweite Multipol-Element 114 ein Dodekapol-Element ist, kann dieses einzelne Multipol-Element allein das Hexapolfeld (Feld von dreifacher Symmetrie) und das Quadrupolfeld (Feld von zweifacher Symmetrie) erzeugen.
  • Der Ablenkteil 130 lenkt den Elektronenstrahl ab, um die Neigung des Strahls bezüglich der optischen Achse A innerhalb der durch die Multipol-Elemente 112 und 114 erzeugten Hexapolfelder so einzustellen, dass eine durch das durch den Quadrupolfeld-Überlagerungsteil 310 erzeugte Quadrupolfeld hervorgerufene Sternaberration korrigiert wird.
  • Nun wird die Funktionsweise der Vorrichtung 300 zur Korrektur sphärischer Aberration beschrieben.
  • In der Vorrichtung 300 zur Korrektur sphärischer Aberration wird sphärische Aberration unter Verwendung von zwei durch den Hexapolfeld-Erzeugungsteil 110 erzeugten Stufen von Hexapolfeldern auf die gleiche Weise wie in der oben beschriebenen Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration korrigiert.
  • Ferner werden in der Vorrichtung 300 zur Korrektur sphärischer Aberration eine Korrektur von Aberrationen auf der Achse und eine Korrektur einer Unrundheit eines Beugungsmusters durch den Quadrupolfeld-Überlagerungsteil 310 und den Ablenkteil 130 ausgeführt.
  • Insbesondere überlagert der Quadrupolfeld-Überlagerungsteil 310 dem durch das zweite Multipol-Element 114 erzeugten Hexapolfeld ein Quadrupolfeld (Feld von zweifacher Symmetrie), um eine Unrundheit des Beugungsmusters zu korrigieren. Infolgedessen wird Sternaberration hervorgerufen.
  • Der Ablenkteil 130 lenkt den Elektronenstrahl ab, um die Neigung des Strahls innerhalb der durch die Multipol-Elemente 112 und 114 erzeugten Hexapolfelder so einzustellen, dass die hervorgerufene Sternaberration korrigiert wird. Das heißt, der Ablenkteil 130 neigt den Strahl innerhalb der Hexapolfelder durch Neigen des Strahls, wodurch die durch den Quadrupolfeld-Überlagerungsteil 310 hervorgerufene Sternaberration korrigiert wird.
  • Infolgedessen werden gegebene verschiedene Zweifach-Astigmatismen an zwei von der Mittelebene (Beugungsebene, einer Reziprokebene entsprechend) der Multipol-Elemente 112 und 114 verschiedenen Ebenen hervorgerufen. Die Rundheit des Beugungsmusters verändert sich. Eine Unrundheit des Beugungsmusters wird korrigiert.
  • Auf diese Weise erzeugt der Quadrupolfeld-Überlagerungsteil 310 in der Vorrichtung 300 zur Korrektur sphärischer Aberration ein Quadrupolfeld, und folglich wird Sternaberration hervorgerufen. Die Sternaberration wird durch Ablenken des Elektronenstrahls mittels des Ablenkteils 130 korrigiert. Infolgedessen wird eine Unrundheit des Beugungsmusters verändert. Folglich kann die Unrundheit des Beugungsmusters unabhängig von Aberrationen auf der Achse korrigiert werden.
  • Die Vorrichtung 300 zur Korrektur sphärischer Aberration hat die folgenden Merkmale.
  • Die Vorrichtung 300 zur Korrektur sphärischer Aberration enthält einen Hexapolfeld-Erzeugungsteil 110 zum Erzeugen von zwei Stufen von Hexapolfeldern, einen Quadrupolfeld-Überlagerungsteil 310 zum Überlagern eines Quadrupolfelds über das durch das zweite Multipol-Element 114 erzeugte Hexapolfeld, um eine Unrundheit des Beugungsmusters zu korrigieren, und einen Ablenkteil 130 zum Ablenken des Elektronenstrahls. Infolgedessen kann eine Unrundheit des Beugungsmusters unabhängig von Aberrationen auf der Achse korrigiert werden wie zuvor beschrieben. Daher können eine Korrektur von Aberrationen auf der Achse und eine Korrektur einer Unrundheit des Beugungsmusters unabhängig ausgeführt werden.
  • In der Vorrichtung 300 zur Korrektur sphärischer Aberration stellt der Ablenkteil 130 die Neigung des Elektronenstrahls innerhalb der durch die Multipol-Elemente 112 und 114 erzeugten Hexapolfelder so ein, dass eine durch den Quadrupolfeld-Überlagerungsteil 310 hervorgerufene Sternaberration korrigiert wird. Die durch das durch den Quadrupolfeld-Überlagerungsteil 310 erzeugte Quadrupolfeld hervorgerufene Sternaberration wird durch Neigen des Strahls mittels des Ablenkteils 130 korrigiert. Infolgedessen kann eine Unrundheit des Beugungsmusters korrigiert werden. Folglich können eine Korrektur von Aberrationen auf der Achse und eine Korrektur einer Unrundheit des Beugungsmusters unabhängig ausgeführt werden.
  • 2.2. Verfahren zur Korrektur sphärischer Aberration
  • Nun wird ein durch die zur zweiten Ausführungsform gehörende Vorrichtung 300 zur Korrektur sphärischer Aberration realisiertes Verfahren zur Korrektur sphärischer Aberration anhand von 14 beschrieben, welche ein Ablaufplan ist, der ein Beispiel des durch die Vorrichtung 300 zur Korrektur sphärischer Aberration realisierten Verfahrens zur Korrektur sphärischer Aberration veranschaulicht.
  • Zuerst erzeugt der Hexapolfeld-Erzeugungsteil 110 mehrere Stufen von Hexapolfeldern (Schritt S20). Dies hat eine negative sphärische Aberration zur Folge, wodurch sphärische Aberration in der Objektivlinse 4 korrigiert wird.
  • Dann lenkt der Ablenkteil 130 den Elektronenstrahl ab, um die Neigung bezüglich der optischen Achse des Elektronenstrahls A innerhalb der durch die Multipol-Elemente 112 und 114 erzeugten Hexapolfelder so einzustellen, dass Aberrationen auf der Achse korrigiert werden (Schritt S22). Folglich werden die Aberrationen auf der Achse korrigiert.
  • Dann überlagert der Quadrupolfeld-Überlagerungsteil 310 dem durch das zweite Multipol-Element 114 erzeugten Hexapolfeld ein Quadrupolfeld, um eine Unrundheit des Beugungsmusters zu korrigieren (Schritt S24). Der Quadrupolfeld-Überlagerungsteil 310 erzeugt ein der Größe der Unrundheit des Beugungsmusters entsprechendes Quadrupolfeld. Der Quadrupolfeld-Überlagerungsteil 310 erzeugt das Quadrupolfeld. Dies ruft Sternaberration hervor.
  • Dann lenkt der Ablenkteil 130 den Elektronenstrahl ab, um den Winkel der Neigung des Elektronenstrahls innerhalb des durch den Hexapolfeld-Erzeugungsteil 110 erzeugten Hexapolfelds bezüglich der optischen Achse A so einzustellen, dass die durch das durch den Quadrupolfeld-Überlagerungsteil 310 erzeugte Quadrupolfeld hervorgerufene Sternaberration korrigiert wird (S26). Folglich wird die durch das durch den Quadrupolfeld-Überlagerungsteil 310 erzeugte Quadrupolfeld hervorgerufene Sternaberration ausgelöscht. Eine Unrundheit des Beugungsmusters wird korrigiert.
  • Die Reihenfolge, in welcher die Schritte S22, S24 und S26 ausgeführt werden, unterliegt keiner Beschränkung.
  • Infolge der Verarbeitungsschritte kann sphärische Aberration korrigiert werden.
  • Das durch die zur zweiten Ausführungsform gehörende Vorrichtung 300 zur Korrektur sphärischer Aberration realisierte Verfahren zur Korrektur sphärischer Aberration enthält den Schritt S24 zum Überlagern eines Quadrupolfelds über eine von zwei Stufen von Hexapolfeldern, um eine Unrundheit des Beugungsmusters zu korrigieren, und den Schritt S26 zum Ablenken des Strahls, um die Neigung des Strahls innerhalb des Hexapolfelds so einzustellen, dass eine durch das Quadrupolfeld hervorgerufene Sternaberration korrigiert wird. Infolgedessen können eine Korrektur von Aberrationen auf der Achse und eine Korrektur einer Unrundheit des Beugungsmusters getrennt ausgeführt werden.
  • 2.3. Abwandlung
  • Nun wird eine Abwandlung der zweiten Ausführungsform anhand von 15, welche die Optik einer zur Abwandlung der zweiten Ausführungsform gehörenden Vorrichtung 400 zur Korrektur sphärischer Aberration zeigt, beschrieben.
  • Diejenigen Komponenten der zur Abwandlung der zweiten Ausführungsform gehörenden Vorrichtung 400 zur Korrektur sphärischer Aberration, welche in der Funktion ihren jeweiligen Entsprechungen der zur zweiten Ausführungsform gehörenden Vorrichtung 300 zur Korrektur sphärischer Aberration gleichen, sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den oben genannten Figuren bezeichnet, und auf eine Beschreibung derselben wird verzichtet.
  • Wie in 12 gezeigt, ist in der oben beschriebenen Vorrichtung 300 zur Korrektur sphärischer Aberration der Quadrupolfeld-Überlagerungsteil 310 so konfiguriert, dass er das zweite Multipol-Element 114 enthält. Das zweite Multipol-Element 114 erzeugt überlagerte Hexapol- und Quadrupolfelder.
  • Im Gegensatz dazu ist in der Vorrichtung 400 zur Korrektur sphärischer Aberration der Quadrupolfeld-Überlagerungsteil 310 so konfiguriert, dass er das erste Multipol-Element 112 enthält, wie in 15 gezeigt. Das erste Multipol-Element 112 erzeugt überlagerte Hexapol- und Quadrupolfelder.
  • Die Vorrichtung 400 zur Korrektur sphärischer Aberration kann die gleichen vorteilhaften Wirkungen wie die Vorrichtung 300 zur Korrektur sphärischer Aberration hervorbringen.
  • 3. Dritte Ausführungsform
  • 3.1. Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration
  • Nun wird eine zu einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gehörende Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration anhand von 16, welche die Optik der Vorrichtung 500 zur Korrektur sphärischer Aberration zeigt, beschrieben.
  • Diejenigen Komponenten der zur dritten Ausführungsform gehörenden Vorrichtung 500 zur Korrektur sphärischer Aberration, welche in der Funktion ihren jeweiligen Entsprechungen der zur ersten Ausführungsform gehörenden Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration gleichen, sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den oben genannten Figuren bezeichnet, und auf eine Beschreibung derselben wird verzichtet.
  • Wie in 2 gezeigt, enthält die oben beschriebene Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration den Oktopolfeld-Überlagerungsteil 120. Der Oktopolfeld-Überlagerungsteil 120 überlagert einem Hexapolfeld ein Oktopolfeld. Der Ablenkteil 130 lenkt den Elektronenstrahl ab, wodurch ein hervorgerufener Vierfach-Astigmatismus korrigiert wird. So wird eine Unrundheit eines Beugungsmusters korrigiert.
  • Im Gegensatz dazu, wie in 16 gezeigt, enthält die Vorrichtung 500 zur Korrektur sphärischer Aberration einen Ablenkfeld-Überlagerungsteil 510, welcher dazu dient, einem Hexapolfeld ein Ablenkfeld zu überlagern. Der Ablenkteil 130 lenkt den Elektronenstrahl ab, wodurch eine hervorgerufene Sternaberration korrigiert wird. Eine Unrundheit eines Beugungsmusters wird korrigiert.
  • Der Ablenkfeld-Überlagerungsteil 510 überlagert dem durch den Hexapolfeld-Erzeugungsteil 110 erzeugten Hexapolfeld ein Ablenkfeld, um eine Unrundheit eines Beugungsmusters zu korrigieren. Im veranschaulichten Beispiel überlagert der Ablenkfeld-Überlagerungsteil 510 dem durch das zweite Multipol-Element 114 erzeugten Hexapolfeld ein Ablenkfeld. Der Ablenkfeld-Überlagerungsteil 510 erzeugt ein der Unrundheit des Beugungsmusters entsprechendes Ablenkfeld. Infolgedessen wird Sternaberration hervorgerufen.
  • Der Ablenkfeld-Überlagerungsteil 510 erzeugt das Ablenkfeld zum Beispiel mittels eines Dodekapolfelds. Im veranschaulichten Beispiel ist der Ablenkfeld-Überlagerungsteil 510 so konfiguriert, dass er das zweite Multipol-Element 114 enthält. Der Ablenkfeld-Überlagerungsteil 510 erzeugt mittels des zweiten Multipol-Elements 114 das Ablenkfeld.
  • 17 zeigt ein Beispiel einer Anordnung von Magnetpolen des zweiten Multipol-Elements 114 zum Erzeugen des Ablenkfelds.
  • Wie in 17 gezeigt, erzeugt der Ablenkfeld-Überlagerungsteil 510 das Ablenkfeld, indem er an den Magnetpolen 14a bis 14l des zweiten Multipol-Elements 114 angebrachten Erregerspulen (nicht gezeigt) gegebene Erregerströme zuführt. Das zweite Multipol-Element 114 erzeugt das Ablenkfeld, indem es zwei bezüglich der optischen Achse A symmetrisch angeordnete Magnetpole erzeugt.
  • Das zweite Multipol-Element 114 erzeugt das Hexapol- und das Ablenkfeld wie vorher beschrieben. Zu diesem Zweck sind die Erregerspulen zum Erzeugen des Hexapolfelds und die Erregerspulen zum Erzeugen des Ablenkfelds an den Magnetpolen 14a bis 14l des zweiten Multipol-Elements 114 angebracht. Das zweite Multipol-Element 114 erzeugt das Hexapol- und das Ablenkfeld, indem es den Erregerspulen gegebene Erregerströme zuführt. So können überlagerte Hexapol- und Ablenkfelder erzeugt werden. Da das zweite Multipol-Element 114 ein Dodekapol-Element ist, können das Hexapolfeld (Feld von dreifacher Symmetrie) und das Ablenkfeld durch dieses einzelne Multipol-Element allein erzeugt werden.
  • 18 zeigt schematisch den Zustand, in welchem im zweiten Multipol-Element 114 das Ablenkfeld dem Hexapolfeld überlagert ist. 19A zeigt schematisch den Zustand des Elektronenstrahls EB an der Oberseite 114a des zweiten Multipol-Elements 114. 19B zeigt schematisch den Zustand des Strahls EB an der Unterseite 114c des zweiten Multipol-Elements 114.
  • Wenn der Ablenkfeld-Überlagerungsteil 510 das Ablenkfeld dem Hexapolfeld überlagert, wird der Elektronenstrahl EB innerhalb des Hexapolfelds abgelenkt wie in 18 gezeigt. Folglich wird an einer von der Mittelebene 114b (einer Reziprokebene entsprechend) des zweiten Multipol-Elements 114 verschiedenen Ebene (Unterseite 114c im veranschaulichten Beispiel) ein Feld von zweifacher Symmetrie erzeugt. Dies ruft einen Zweifach-Astigmatismus an der Unterseite 114c hervor, wie in 19B gezeigt. An der Oberseite 114a des zweiten Multipol-Elements 114 tritt kein axialer Versatz auf. Außerdem wird kein Zweifach-Astigmatismus hervorgerufen. Auf diese Weise werden, indem das Ablenkfeld dem Hexapolfeld überlagert wird, verschiedene Zweifach-Astigmatismen an zwei von der Mittelebene des Multipol-Elements verschiedenen Ebenen hervorgerufen. Folglich können die Rundheiten von Bildern und Beugungsmustern verändert werden.
  • In 18 ist der Elektronenstrahl EB durch Ablenken des Strahls EB innerhalb des Hexapolfelds mittels des Ablenkfeld-Überlagerungsteils 510 in einem Neigungswinkel β zur optischen Achse A geneigt. Die Rundheiten von Bildern und Beugungsmustern ändern sich je nach der Größe des Neigungswinkels β.
  • Der Ablenkteil 130 lenkt den Elektronenstrahl ab, um den Neigungswinkel β des Strahls innerhalb des Hexapolfelds bezüglich der optischen Achse A so einzustellen, dass eine durch das durch das Ablenkfeld-Überlagerungsteil 510 erzeugte Ablenkfeld hervorgerufene Sternaberration korrigiert wird.
  • Nun wird die Funktionsweise der Vorrichtung 500 zur Korrektur sphärischer Aberration beschrieben.
  • Die Vorrichtung 500 zur Korrektur sphärischer Aberration korrigiert sphärische Aberration unter Verwendung von zwei durch den Hexapolfeld-Erzeugungsteil 110 erzeugten Stufen von Hexapolfeldern auf die gleiche Weise wie die oben beschriebene Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration.
  • Ferner werden in der Vorrichtung 500 zur Korrektur sphärischer Aberration Aberrationen auf der Achse und Unrundheiten von Beugungsmustern durch den Ablenkfeld-Überlagerungsteil 510 und den Ablenkteil 130 korrigiert.
  • Insbesondere überlagert der Ablenkfeld-Überlagerungsteil 510 dem zweiten Multipol-Element 114 ein Ablenkfeld, um eine Unrundheit jedes Beugungsmusters zu korrigieren. Infolgedessen wird Sternkorrektur hervorgerufen.
  • Der Ablenkteil 130 lenkt den Elektronenstrahl ab, um den Neigungswinkel β des Strahls innerhalb der durch die Multipol-Elemente 112 und 114 erzeugten Hexapolfelder so einzustellen, dass eine hervorgerufene Sternkorrektur korrigiert wird. Das heißt, der Ablenkteil 130 lenkt den Strahl ab, um den Strahl innerhalb der Hexapolfelder zu neigen, wodurch die durch den Ablenkfeld-Überlagerungsteil 510 hervorgerufene Sternaberration korrigiert wird.
  • Infolgedessen werden gegebene verschiedene Zweifach-Astigmatismen an zwei von der Mittelebene (Beugungsebene, einem Reziprokraum entsprechend) der Multipol-Elemente 112 und 114 verschiedenen Ebenen hervorgerufen. Infolgedessen verändert sich die Rundheit des Beugungsmusters, wodurch eine Unrundheit des Beugungsmusters korrigiert wird.
  • Auf diese Weise wird in der Vorrichtung 500 zur Korrektur sphärischer Aberration eine durch Erzeugen des Ablenkfelds mittels des Ablenkfeld-Überlagerungsteils 510 hervorgerufene Sternaberration durch Ablenken des Elektronenstrahls mittels des Ablenkteils 130 korrigiert. Infolgedessen wird die Unrundheit jedes Beugungsmusters verändert. Folglich kann eine Unrundheit des Beugungsmusters unabhängig von Aberrationen auf der Achse korrigiert werden.
  • Die Vorrichtung 500 zur Korrektur sphärischer Aberration weist die folgenden Merkmale auf.
  • Die Vorrichtung 500 zur Korrektur sphärischer Aberration enthält einen Hexapolfeld-Erzeugungsteil 110 zum Erzeugen von zwei Stufen von Hexapolfeldern, einen Ablenkfeld-Überlagerungsteil 510 zum Überlagern eines Ablenkfelds über das durch das zweite Multipol-Element 114 erzeugte Hexapolfeld, um eine Unrundheit des Beugungsmusters zu korrigieren, und einen Ablenkteil 130 zum Ablenken des Elektronenstrahls. Folglich kann eine Unrundheit des Beugungsmusters unabhängig von Aberrationen auf der Achse korrigiert werden wie vorher beschrieben. Auf diese Weise können eine Korrektur von Aberrationen auf der Achse und eine Korrektur einer Unrundheit des Beugungsmusters unabhängig ausgeführt werden.
  • In der Vorrichtung 500 zur Korrektur sphärischer Aberration stellt der Ablenkteil 130 die Neigung des Elektronenstrahls innerhalb der durch die Multipol-Elemente 112 und 114 erzeugten Hexapolfelder so ein, dass eine durch das durch das Ablenkfeld-Überlagerungsteil 510 erzeugte Ablenkfeld hervorgerufene Sternaberration korrigiert wird. Die durch das durch den Ablenkfeld-Überlagerungsteil 510 erzeugte Ablenkfeld hervorgerufene Sternaberration wird korrigiert, weil der Elektronenstrahl durch den Ablenkteil 130 geneigt wird. Infolgedessen kann eine Unrundheit des Beugungsmusters korrigiert werden. Demgemäß können eine Korrektur von Aberrationen auf der Achse und eine Korrektur einer Unrundheit des Beugungsmusters unabhängig ausgeführt werden.
  • 3.2. Verfahren zur Korrektur sphärischer Aberration
  • Nun wird ein durch den zur dritten Ausführungsform gehörenden Korrektor sphärischer Aberration 500 realisiertes Verfahren zur Korrektur sphärischer Aberration anhand von 20, welche ein Ablaufplan zur Veranschaulichung eines Beispiels dieses Verfahrens zur Korrektur sphärischer Aberration ist, beschrieben.
  • Zuerst erzeugt der Hexapolfeld-Erzeugungsteil 110 mehrere Stufen von Hexapolfeldern (Schritt S30). Dies hat eine negative sphärische Aberration zur Folge, wodurch sphärische Aberration in der Objektivlinse 4 korrigiert wird.
  • Dann lenkt der Ablenkteil 130 den Elektronenstrahl ab, um die Neigung des Strahls innerhalb des Hexapolfelds bezüglich der optischen Achse A so einzustellen, dass Aberrationen auf der Achse korrigiert werden (Schritt S32). Folglich werden Aberrationen auf der Achse korrigiert.
  • Dann überlagert der Ablenkfeld-Überlagerungsteil 510 dem durch das zweite Multipol-Element 114 erzeugten Hexapolfeld ein Ablenkfeld, um eine Unrundheit des Beugungsmusters zu korrigieren (Schritt S34). Der Überlagerungsteil 510 erzeugt das der Größe der Unrundheit des Beugungsmusters entsprechende Ablenkfeld. Infolgedessen wird Sternaberration hervorgerufen.
  • Der Ablenkteil 130 lenkt dann den Elektronenstrahl ab, um die Neigung des Elektronenstrahls bezüglich der optischen Achse A innerhalb des durch den Hexapolfeld-Erzeugungsteil 110 erzeugten Hexapolfelds so einzustellen, dass eine durch das durch den Ablenkfeld-Überlagerungsteil 510 erzeugte Ablenkfeld hervorgerufene Sternaberration korrigiert wird (S36). Infolgedessen wird die durch das durch den Ablenkfeld-Überlagerungsteil 510 erzeugte Ablenkfeld hervorgerufene Sternaberration ausgelöscht. Eine Unrundheit des Beugungsmusters wird korrigiert.
  • Die Reihenfolge, in welcher die Schritte S32, S34 und S36 durchgeführt werden, unterliegt keiner Beschränkung.
  • Sphärische Aberration kann durch die bisher beschriebenen Verarbeitungsschritte korrigiert werden.
  • Das durch die zur dritten Ausführungsform gehörende Vorrichtung 500 zur Korrektur sphärischer Aberration realisierte Verfahren zur Korrektur sphärischer Aberration enthält den Schritt S34 zum Überlagern eines Ablenkfelds über eine von zwei Stufen von Hexapolfeldern, um eine Unrundheit jedes Beugungsmusters zu korrigieren, und den Schritt S36 zum Einstellen der Neigung des Strahls innerhalb des Hexapolfelds durch Neigen des Strahls so, dass eine durch das Ablenkfeld hervorgerufene Sternaberration korrigiert wird. Folglich können eine Korrektur von Aberrationen auf der Achse und eine Korrektur einer Unrundheit des Beugungsmusters unabhängig ausgeführt werden.
  • 3.3. Abwandlung
  • Nun wird eine Abwandlung der dritten Ausführungsform anhand von 21, welche die Optik einer zu dieser Abwandlung gehörenden Vorrichtung 600 zur Korrektur sphärischer Aberration zeigt, beschrieben.
  • Diejenigen Komponenten der zur Abwandlung der dritten Ausführungsform gehörenden Vorrichtung 600 zur Korrektur sphärischer Aberration, welche in der Funktion ihren jeweiligen Entsprechungen der zur dritten Ausführungsform gehörenden Vorrichtung 500 zur Korrektur sphärischer Aberration gleichen, sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den oben genannten Figuren bezeichnet, und auf eine Beschreibung derselben wird verzichtet.
  • Wie in 16 gezeigt, ist in der oben beschriebenen Vorrichtung 500 zur Korrektur sphärischer Aberration der Ablenkfeld-Überlagerungsteil 510 so konfiguriert, dass er das zweite Multipol-Element 114 enthält, welches wiederum überlagerte Hexapol- und Ablenkfelder erzeugt.
  • Im Gegensatz dazu ist in der Vorrichtung 600 zur Korrektur sphärischer Aberration der Ablenkfeld-Überlagerungsteil 510 so konfiguriert, dass er das erste Multipol-Element 112 enthält, wie in 21 gezeigt. Das erste Multipol-Element 112 erzeugt überlagerte Hexapol- und Ablenkfelder.
  • Die Vorrichtung 600 zur Korrektur sphärischer Aberration erbringt die gleichen vorteilhaften Wirkungen wie die Vorrichtung 500 zur Korrektur sphärischer Aberration.
  • 4. Vierte Ausführungsform
  • Nun wird anhand der 22 und 23 eine zu einer vierten Ausführungsform der Erfindung gehörende Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration beschrieben. 22 zeigt die Konfiguration des zur vierten Ausführungsform gehörenden Ladungsteilchenstrahl-Instruments 1A. 23 zeigt ein Beispiel der Optik der Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration des Ladungsteilchenstrahl-Instruments 1A.
  • Diejenigen Komponenten des zur vierten Ausführungsform gehörenden Ladungsteilchenstrahl-Instruments 1A, welche in der Funktion ihren jeweiligen Entsprechungen des zur ersten Ausführungsform gehörenden Ladungsteilchenstrahl-Instruments 1 gleichen, sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den oben genannten Figuren bezeichnet, und auf eine Beschreibung derselben wird verzichtet.
  • In der oben gegebenen Beschreibung der Ausführungsformen eins bis drei wird die zur vorliegenden Erfindung gehörende Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration als eine Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration für ein Abbildungssystem verwendet.
  • Im Gegensatz dazu wird im zur vierten Ausführungsform gehörenden Ladungsteilchenstrahl-Instrument 1A die zur vorliegenden Erfindung gehörende Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration für ein Beleuchtungssystem verwendet. In der folgenden Beschreibung wird die Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration als die zur vorliegenden Erfindung gehörende Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration verwendet.
  • Wie in den 22 und 23 gezeigt, ist das Ladungsteilchenstrahl-Instrument 1A so konfiguriert, dass es eine Elektronenkanone 2, erste Kondensorlinsen 3a, eine Kondensorblende 9, die Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration, eine zweite Kondensorlinse 3b, eine Objektivlinse 4, einen Probentisch 5, eine Zwischen-/Projektionslinse 6 und eine Beobachtungskammer 7 enthält. Nun wird vorausgesetzt, dass das Ladungsteilchenstrahl-Instrument 1A ein Rastertransmissionselektronenmikroskop (RTEM) ist.
  • Die Kondensorblende 9 ist innerhalb der und zwischen den ersten Kondensorlinsen 3a angeordnet und hat eine Funktion, unerwünschte Komponenten des aus der Elektronenkanone 2 freigesetzten Elektronenstrahls zu entfernen und die Winkelöffnung und die Dosis des Strahls zu bestimmen. Die Kondensorblende 9 hat ein rund oder anders geformtes Loch.
  • Im Ladungsteilchenstrahl-Instrument 1A wird der aus der Elektronenkanone 2 freigesetzte Elektronenstrahl durch die zwei Stufen von ersten Kondensorlinsen 3a fokussiert und in die Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration eintreten gelassen. In der Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration wird die obenerwähnte Korrektur sphärischer Aberration durchgeführt. Der durch die Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration durchgelassene Elektronenstrahl wird durch die zweite Kondensorlinse 3b und die Objektivlinse 4 fokussiert und als eine Elektronensonde auf die Probe auftreffen gelassen. Das Ladungsteilchenstrahl-Instrument 1A verfügt über Abtastspulen (nicht gezeigt), welche die Elektronensonde zeilenweise über die Probe führen. Der durch die Probe durchgelassene Strahl wird durch einen Detektor (nicht gezeigt) im Innern der Beobachtungskammer 7 über die Zwischen-/Projektionslinse 6 erfasst. Infolgedessen erhält man ein Rasterbild und ein Beugungsmuster.
  • Im Ladungsteilchenstrahl-Instrument 1A werden eine Unrundheit des Bilds und eine Aberration auf der Achse durch die Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration getrennt korrigiert. Beim Korrigieren sphärischer Aberration im Beleuchtungssystem entspricht eine Unrundheit des Bilds einer Unrundheit eines Schattens der Kondensorblende 9. Dieser Schatten kann im Rasterbild bestätigt werden.
  • Wenn das Loch in der Kondensorblende 9 die Form eines echten Kreises hat, wird der Schatten der Blende 9 als ein echter Kreis beobachtet, wenn keine Unrundheit des Bilds vorliegt. Andererseits wird der Schatten der Blende 9 als ein verzerrter Kreis beobachtet, wenn eine Unrundheit des Bilds vorliegt.
  • Die Funktionsweise der zur vorliegenden Ausführungsform gehörenden Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration und das Verfahren zur Korrektur sphärischer Aberration gleichen der Korrekturvorrichtung und dem Verfahren der ersten Ausführungsform, abgesehen davon, dass der Oktopolfeld-Überlagerungsteil 120 dem durch das zweite Multipol-Element 114 erzeugten Hexapolfeld ein Oktopolfeld (Feld von vierfacher Symmetrie) überlagert, um eine Unrundheit des Bilds (d. h., des Schattens der Kondensorblende 9) zu korrigieren, und deshalb wird auf eine ausführliche Beschreibung der Korrekturvorrichtung und des Verfahrens verzichtet.
  • Da das Ladungsteilchenstrahl-Instrument 1A so konfiguriert ist, dass es die Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration, welche das unabhängige Ausführen einer Korrektur von Aberrationen auf der Achse und einer Korrektur einer Unrundheit des Bilds gestattet, enthält, kann man ein gutes Bild und ein gutes Beugungsmuster erhalten, welche von den Wirkungen sphärischer Aberration, von Aberrationen auf der Achse und einer Unrundheit des Bilds weniger betroffen sind.
  • In der bisher gegebenen Beschreibung wird die Vorrichtung 100 zur Korrektur sphärischer Aberration für das Beleuchtungssystem verwendet. Die oben beschriebenen Vorrichtungen 200, 300, 400, 500 und 600 zur Korrektur sphärischer Aberration können mit gleichem Nutzen für das Beleuchtungssystem verwendet werden.
  • 5. Weitere Ausführungsformen
  • Es versteht sich von selbst, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsformen und Abwandlungen beschränkt ist und dass diese innerhalb des Geists und Umfangs der Erfindung verschiedenartig abgewandelt werden können.
  • Zum Beispiel in der Beschreibung der zu den Ausführungsformen eins bis drei und deren Abwandlungen gehörenden Vorrichtungen 100 bis 600 zur Korrektur sphärischer Aberration werden eine Korrektur von Aberrationen auf der Achse und eine Korrektur einer Unrundheit eines Beugungsmusters durchgeführt. Die Vorrichtungen 100 bis 600 zur Korrektur sphärischer Aberration können eine Korrektur von Aberrationen auf der Achse und eine Korrektur einer Unrundheit eines Probenbilds durchführen. Bei Vorliegen einer Unrundheit des Probenbilds wird die als ein echter Kreis zu beobachtende Probe als ein verzerrter Kreis beobachtet.
  • Insbesondere in der Vorrichtung 100 oder 200 zur Korrektur sphärischer Aberration überlagert der Oktopolfeld-Überlagerungsteil 120 dem durch das zweite Multipol-Element 114 erzeugten Hexapolfeld ein Probenbild, um eine Unrundheit des Bilds zu korrigieren. In der Vorrichtung 300 oder 400 zur Korrektur sphärischer Aberration überlagert der Quadrupolfeld-Überlagerungsteil 310 dem durch das zweite Multipol-Element 114 erzeugten Hexapolfeld ein Quadrupolfeld (Feld von vierfacher Symmetrie), um eine Unrundheit des Probenbilds zu korrigieren. In der Vorrichtung 500 oder 600 zur Korrektur sphärischer Aberration überlagert der Ablenkfeld-Überlagerungsteil 510 dem durch das zweite Multipol-Element 114 erzeugten Hexapolfeld ein Ablenkfeld, um eine Unrundheit des Probenbilds zu korrigieren.
  • Das eine solche Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration enthaltende Ladungsteilchenstrahl-Instrument 1 kann ein gutes Bild und ein gutes Beugungsmuster erzeugen, welche von den Wirkungen sphärischer Aberration, von Aberrationen auf der Achse und einer Unrundheit des Bilds weniger betroffen sind.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst Konfigurationen (z. B. in Funktion, Verfahren und Ergebnissen identische oder in Zweck und vorteilhaften Auswirkungen identische Konfigurationen), welche mit den in einer beliebigen der obigen Ausführungsformen beschriebenen Konfigurationen im Wesentlichen identisch sind. Ferner umfasst die Erfindung Konfigurationen, welche abgesehen davon, dass ihre unwesentlichen Teile ersetzt wurden, den in einer beliebigen der obigen Ausführungsformen beschriebenen Konfigurationen gleichen. Weiter umfasst die Erfindung Konfigurationen, welche in vorteilhaften Auswirkungen identisch sind mit den oder welche das gleiche Ziel erreichen können wie die in einer beliebigen der obigen Ausführungsformen beschriebenen Konfigurationen. Ferner umfasst die Erfindung Konfigurationen, welche abgesehen davon, dass ein allgemein bekanntes Verfahren hinzugefügt ist, den in einer beliebigen der obigen Ausführungsformen beschriebenen Konfigurationen gleichen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2013-30278 A [0009]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • O. Scherzer, Optik 2 (1947), 114 [0010]

Claims (13)

  1. Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration zur Verwendung mit einem Ladungsteilchenstrahl-Instrument zum Gewinnen eines Bilds und eines Beugungsmusters, wobei die Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration enthält: einen Hexapolfeld-Erzeugungsteil zum Erzeugen mehrerer Stufen von Hexapolfeldern; einen Oktopolfeld-Überlagerungsteil zum Überlagern eines Oktopolfelds über mindestens eines der Hexapolfelder, um eine Unrundheit des Bilds und/oder des Beugungsmusters zu korrigieren; und einen Ablenkteil zum Ablenken eines Ladungsteilchenstrahls.
  2. Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration nach Anspruch 1, wobei der Ablenkteil die Neigung des Ladungsteilchenstrahls innerhalb des Hexapolfelds so einstellt, dass ein durch das Oktopolfeld hervorgerufener Vierfach-Astigmatismus korrigiert wird.
  3. Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration zur Verwendung mit einem Ladungsteilchenstrahl-Instrument zum Gewinnen eines Bilds und eines Beugungsmusters, wobei die Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration enthält: einen Hexapolfeld-Erzeugungsteil zum Erzeugen mehrerer Stufen von Hexapolfeldern; einen Quadrupolfeld-Überlagerungsteil zum Überlagern eines Quadrupolfelds über mindestens eine der mehreren Stufen von Hexapolfeldern, um eine Unrundheit des Bilds und/oder des Beugungsmusters zu korrigieren; und einen Ablenkteil zum Ablenken eines Ladungsteilchenstrahls.
  4. Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration nach Anspruch 3, wobei der Ablenkteil die Neigung des Ladungsteilchenstrahls innerhalb des Hexapolfelds so einstellt, dass eine durch das Quadrupolfeld hervorgerufene Sternaberration korrigiert wird.
  5. Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration zur Verwendung mit einem Ladungsteilchenstrahl-Instrument zum Gewinnen eines Bilds und eines Beugungsmusters, wobei die Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration enthält: einen Hexapolfeld-Erzeugungsteil zum Erzeugen mehrerer Stufen von Hexapolfeldern; einen Ablenkfeld-Überlagerungsteil zum Überlagern eines Ablenkfelds über mindestens eine der mehreren Stufen von Hexapolfeldern, um eine Unrundheit des Bilds und/oder des Beugungsmusters zu korrigieren; und einen Ablenkteil zum Ablenken eines Ladungsteilchenstrahls.
  6. Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration nach Anspruch 5, wobei der Ablenkteil die Neigung des Ladungsteilchenstrahls innerhalb des Hexapolfelds so einstellt, dass eine durch das Ablenkfeld hervorgerufene Sternaberration korrigiert wird.
  7. Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Hexapolfeld-Erzeugungsteil zwei Stufen von Multipol-Elementen aufweist.
  8. Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration nach Anspruch 7, welche außerdem zwischen den zwei Stufen von Multipol-Elementen angeordnete Übertragungslinsen enthält.
  9. Verfahren zur Korrektur sphärischer Aberration, welches in einem Ladungsteilchenstrahl-Instrument zum Gewinnen eines Bilds und eines Beugungsmusters realisiert ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Erzeugen mehrerer Stufen von Hexapolfeldern; Überlagern eines Oktopolfelds über mindestens eines der Hexapolfelder, um eine Unrundheit des Bilds und/oder des Beugungsmusters zu korrigieren; und Ablenken eines Ladungsteilchenstrahls, um die Neigung des Strahls innerhalb des Hexapolfelds so einzustellen, dass ein durch das Oktopolfeld hervorgerufener Vierfach-Astigmatismus korrigiert wird.
  10. Verfahren zur Korrektur sphärischer Aberration, welches in einem Ladungsteilchenstrahl-Instrument zum Gewinnen eines Bilds und eines Beugungsmusters realisiert ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Erzeugen mehrerer Stufen von Hexapolfeldern; Überlagern eines Quadrupolfelds über mindestens eines der Hexapolfelder, um eine Unrundheit des Bilds und/oder des Beugungsmusters zu korrigieren; und Ablenken eines Ladungsteilchenstrahls, um die Neigung des Strahls innerhalb des Hexapolfelds so einzustellen, dass eine durch das Quadrupolfeld hervorgerufene Sternaberration korrigiert wird.
  11. Verfahren zur Korrektur sphärischer Aberration, welches in einem Ladungsteilchenstrahl-Instrument zum Gewinnen eines Bilds und eines Beugungsmusters realisiert ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Erzeugen mehrerer Stufen von Hexapolfeldern; Überlagern eines Ablenkfelds über mindestens eines der Hexapolfelder, um eine Unrundheit des Bilds und/oder des Beugungsmusters zu korrigieren; und Ablenken eines Ladungsteilchenstrahls, um die Neigung des Strahls innerhalb des Hexapolfelds so einzustellen, dass eine durch das Ablenkfeld hervorgerufene Sternaberration korrigiert wird.
  12. Verfahren zur Korrektur sphärischer Aberration nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die mehreren Stufen von Hexapolfeldern zwei Stufen von Hexapolfeldern sind.
  13. Ladungsteilchenstrahl-Instrument, welches eine Vorrichtung zur Korrektur sphärischer Aberration nach einem der Ansprüche 1 bis 8 enthält.
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