DE1905937B1 - Stigmator for the electrical compensation of imaging errors in electron-optical systems with hollow beams and annular diaphragms - Google Patents

Stigmator for the electrical compensation of imaging errors in electron-optical systems with hollow beams and annular diaphragms

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DE1905937B1 DE19691905937 DE1905937A DE1905937B1 DE 1905937 B1 DE1905937 B1 DE 1905937B1 DE 19691905937 DE19691905937 DE 19691905937 DE 1905937 A DE1905937 A DE 1905937A DE 1905937 B1 DE1905937 B1 DE 1905937B1
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    • H01J37/02Details
    • H01J37/04Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
    • H01J37/153Electron-optical or ion-optical arrangements for the correction of image defects, e.g. stigmators

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Description

1 21 2

Die Erfindung betrifft einen Stigmator zur elek- Bei einem Stigmator der eingangs genannten Art irischen Kompensation von Abbildungsfehlern bei ist gemäß der Erfindung zur Lösung der vorstehenden elektronenoptischen Systemen mit Hohlstrahlen und Aufgabe vorgesehen, daß die Mittelelektrode dicht Ringblenden, bei dem eine an ihren Stirnflächen von hinter einer Aperturblende in dem vom Linsenfeld zwei auf Massepotential liegenden metallischen Ring- 5 freien Raum angeordnet ist, daß der in Strahlrichtung blenden begrenzte, zylinderförmig ausgebildete und gesehen vordere Teil der Mittelelektrode einen gröauf Massepotential liegende, von einem Elektroden- ßeren Durchmesser als deren rückwärtiger Teil aufringsystem in radialem Abstand umgebene Mittel- weist, daß die Mittelelektrode von mindestens zwei elektrode in dem Strahlengang des elektronenop- in axialem Abstand voneinander angeordneten, kotischen Systems angeordnet ist, deren beide Stirn- io axialen, sektorförmigen Elektrodenringsystemen flächen die zentralen Teile der beiden Ringblenden unterschiedlichen Durchmessers umgeben ist, daß bilden. jedes der beiden Elektrodenringsysteme in mehrere,The invention relates to a stigmator for elec- In a stigmator of the type mentioned Irish compensation for aberrations is according to the invention to solve the above electron optical systems with hollow beams and task provided that the center electrode tightly Ring diaphragms, one at their end faces from behind an aperture diaphragm in that of the lens field two metal ring 5 lying at ground potential free space is arranged that the in the beam direction dazzle limited, cylindrical and seen front part of the center electrode a larger Ground potential, with a diameter greater than that of the electrode than the rear part of the ring system at a radial distance surrounded center indicates that the center electrode of at least two electrode in the beam path of the electron op- axially spaced apart, Kotischen System is arranged, the two front io axial, sector-shaped electrode ring systems surfaces the central parts of the two ring diaphragms of different diameters is surrounded that form. each of the two electrode ring systems into several,

Stigmatoren dieser Art sind bekannt (vgl. die mit Kontakten versehene und auf verschiedenen deutsche Auslegeschrift 1 236 097). Außerdem ist es Potentialen liegende Sektoren unterteilt ist und daß bekannt, sektorförmige Elektrodensysteme zu ver- 15 das Elektrodenringsystem mit dem größeren Durchwenden (vgl. die deutsche Auslegeschrift 1 179 313). messer den Vorderteil der Mittelelektrode und dasStigmators of this type are known (see. The one provided with contacts and on various German interpretation document 1 236 097). In addition, it is subdivided into sectors and that lie potentials known to use sector-shaped electrode systems, the electrode ring system with the larger turnaround (see the German Auslegeschrift 1 179 313). knife the front part of the center electrode and the

Elektronenoptische Fokussierungs-undAbbildungs- Elektrodenringsystem mit dem kleineren Durchsysteme mit einer Kreisringblende können Systemen messer den rückwärtigen Teil der Mittelelektrode mit einer einfachen kreisförmigen Lochblende in mit radialem Abstand umgeben. An dem erfindungsihren Fokussierungs- oder Abbildungseigenschaften 20 gemäßen Stigmator lassen sich Störungen der Rotaüberlegen sein. Hierbei ist nur wesentlich, daß ein tionssymmetrie sehr einfach durch geeignete Wahl Hohlstrahlbündel benutzt wird; dagegen spielt es der Potentiale der Sektoren kompensieren. Zwölf keine entscheidende Rolle, ob sich eine metallische Sektoren in jedem Elektronenring sind ausreichend, \ Ringblende im Strahlengang befindet oder nicht. wenn eine Kompensation der besonders schädlichen Experimentell hat H. N ο ve n(Z. angew. Physik, 18,4, 25 zwei-, drei- und vierzähligen Astigmatismen erreicht S. 329 [1965]) die Kegelschneidenfokussierung reali- werden soll.Electron-optical focusing and imaging electrode ring system with the smaller through-system with a circular ring diaphragm, systems can surround the rear part of the center electrode with a simple circular perforated diaphragm at a radial distance. Disturbances of the rota can be superior to the stigmator according to the focussing or imaging properties 20 according to the invention. It is only essential that a symmetry is used very simply by a suitable choice of hollow beam; on the other hand, it plays to compensate for the potentials of the sectors. Twelve no decisive role, whether there is a metallic sectors in each electron ring are sufficient, \ ring diaphragm is in the beam path or not. if a compensation for the particularly harmful Experimental has achieved H. Nο ve n (Z. angew. Physik, 18.4, 25 two-, three- and four-fold astigmatisms p. 329 [1965]) the cone-edge focusing should be realized.

siert, welche eine größere Stromdichte im Brennfleck Die Erfindung wird an Hand der F i g. 1 und 2siert, which has a greater current density in the focal point. The invention is illustrated with reference to FIGS. 1 and 2

ermöglicht, als mit der üblichen Fokussierung durch sowie der Beschreibung eines in den F i g. 3 und 4allows, than with the usual focusing by and the description of a in the F i g. 3 and 4

rotationssymmetrische Linsen erreicht werden kann. dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.rotationally symmetrical lenses can be achieved. illustrated embodiment explained in more detail.

F. L e η ζ und A. P. W i 1 s k a (Optik, 24, S. 383 [1966]) 3° F i g. 1 zeigt eine schematische Darstellung geome-F. L e η ζ and A. P. W i 1 s k a (Optik, 24, p. 383 [1966]) 3 ° F i g. 1 shows a schematic representation of the geometrical

haben ein System mit Ringblende zur Korrektur irischer Beziehungen im Bildraum;have a system with a diaphragm for correcting Irish relationships in image space;

der sphärischen Aberration magnetischer Elektronen- F i g. 2 zeigt grob schematisch in Axialschnitt dasthe spherical aberration of magnetic electrons- F i g. 2 shows the roughly schematically in axial section

linsen vorgeschlagen, das damit auch eine Vergröße- Aufbauprinzip eines Stigmators;Lenses proposed that thus also a magnification construction principle of a stigmator;

rung des Auflösungsvermögens des Elektronenmikro- Fig. 3 zeigt einen Axialschnitt eines Stigmators;tion of the resolving power of the electron micro- Fig. 3 shows an axial section of a stigmator;

skops ermöglichen soll (K. J. Hanszen, K. J. 35 Fi g. 4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie IV-IVshould enable scops (K. J. Hanszen, K. J. 35 Fi g. 4 shows a section along the line IV-IV

Rosenbruch und F. A. Sunde r— P 1 a s s- des in F i g. 3 dargestellten Stigmators,Rosenbruch and F. A. Sunde r - P 1 a s - des in FIG. 3 stigmators shown,

mann, Z. angew. Physik, 18, 4, S. 345 [1965]). Da die Abweichungen von der RotationssymmetrieMann, Z. angew. Physik, 18, 4, p. 345 [1965]). Because the deviations from rotational symmetry

Systeme mit einer größeren Zahl von Ringblenden in den zur Fokussierung benutzten LinsensystemenSystems with a larger number of ring diaphragms in the lens systems used for focusing

sind Zonenlinsen (A. Boivin, Theorie et calcul im allgemeinen nicht bekannt sind, können allgemeineare zone lenses (A. Boivin, Theory et calcul in general are not known, can general

des figures de diffraction de revolution, [1964], 4° Aussagen zunächst nur aus der Existenz regulärerdes figures de diffraction de revolution, [1964], 4 ° Statements initially only from the existence of regular ones

Gauthier-Villars, Paris, S. 405), sowie Hopp e— Wellenflächen in dem als feldfrei betrachteten BiId-Gauthier-Villars, Paris, p. 405), as well as Hopp e - wave surfaces in the image considered to be field-free

Platten zur Korrektur der sphärischen Aber- raum hinter dem Linsensystem gewonnen werden,Plates for correcting the spherical aberration are obtained behind the lens system,

ration (W. Hoppe, Optik, 20, S. 599 [1963]; Es sei angenommen, daß die Aperturebene desration (W. Hoppe, Optik, 20, p. 599 [1963]; It is assumed that the aperture plane of the

W. D. Ri ecke, Z. Naturforschung, 19 a, 10, S. 1228 Systems im feldfreien Bildraum liege. Die BlendeW. D. Ri ecke, Z. Naturforschung, 19 a, 10, p. 1228 system in the field-free image space. The aperture

[1964]). 45 habe den mittleren Radius R und die Ringbreite 2b, [1964]). 45 have the mean radius R and the ring width 2b,

Voraussetzung für das optimale Funktionieren der Abstand zur Bildebene sei D; dies ist in Fig. 1 aller dieser Systeme ist, daß Abweichungen von der dargestellt. Das Objekt bzw. die Kathode und das Rotationssymmetrie des elektromagnetischen Fokus- Linsensystem sind in der Figur fortgelassen worden, sierungsfeldes so gering bleiben, daß die dadurch Zu jedem Objektpunkt P0 gibt es eine in der Aperturbedingte Wellenaberration δ W am Ausgang des 50 ebene reguläre Eikonalfunktion The prerequisite for the optimal functioning of the distance to the image plane is D; This is in Fig. 1 of all of these systems that are deviations from that shown. The object or the cathode and the rotational symmetry of the electromagnetic focus lens system have been omitted in the figure, the sierungsfeldes remain so small that the resulting At each object point P 0 there is a wave aberration δ W due to the aperture at the output of the 50 plane regular eikonal function

Systems gemäß der Rayleighschen -^- -Regel kleinerSystem is smaller according to Rayleigh's - ^ - rule

ist als ein Viertel der Elektronenwellenlänge. Diese ηΛ
Forderung kann unter Umständen auf bedeutende W[P0, PA) = / nds. Q-)
technische Schwierigkeiten führen, zumal ja die durch 55 p
Störung der Rotationssymmetrie des Systems bedingten Fehler stark mit dem Abstand der Elektronenbahnen von der Systemachse zunehmen und somit Das Integral ist über die von P0 nach PA führende weit stärker in Erscheinung treten als bei Geräten Bahn zu erstrecken. Der elektronenoptische Bremit paraxialem Strahlengang. 6o chungsindex n, der im Bildraum konstant ist, werde Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe dort willkürlich zu 1 normiert, womit die Normierung zugrunde, einen Stigmator anzugeben, der es ge- im übrigen Raum eindeutig festgelegt ist.
stattet, Abbildungsfehler bei elektronenoptischen Sy- Aus der Tatsache, daß die geometrisch-optischen stemen mit Hohlstrahlen und Ringblenden, vor allem Elektronenbahnen im Bildraum die Orthogonaltradie durch Unrundheit der Elektronenlinsen bewirkten, 65 jektorien der Wellenflächen sind und geradlinig verdurch einfache, Rotationssymmetrie erzwingende und laufen, kann man folgende Beziehung zwischen den damit Astigmatismen beseitigende Mittel zu ver- Koordinaten (xA, yA, zA) eines willkürlichen Punktes PA meiden. in der Aperturebene und den Koordinaten (xB, yB,
is than a quarter of the electron wavelength. This η Λ
Under certain circumstances, the requirement can refer to significant W [P 0 , P A ) = / nds. Q-)
technical difficulties lead, especially since the 55 p
Disturbance of the rotational symmetry of the system caused errors increase sharply with the distance of the electron orbits from the system axis and thus the integral is far more pronounced over the path leading from P 0 to P A than it does in devices orbits. The electron-optical Brem with a paraxial beam path. 6o chung index n which is constant in the image space, would the present invention addresses the problem there arbitrarily to one normalized, so the normalization of providing a stigmator which it is clearly defined overall in the rest room.
From the fact that the geometrical-optical stems with hollow beams and ring diaphragms, especially electron trajectories in the image space, caused the orthogonal radius through the ovality of the electron lenses, 6 5 projections of the wave surfaces are straight and run through simple, rotational symmetry , one can avoid the following relation between the astigmatism-eliminating means and coordinates (x A , y A , z A ) of an arbitrary point P A. in the aperture plane and the coordinates (x B , y B ,

2B = z.A + D) des Schnittpunkts P8 der durch P0 und PA gehenden Bahn mit der Bildebene erhalten: Die Eikonalfunktion wird in folgender Weise in zwei Anteile zerlegt: 2 B = zA + D) of the intersection point P 8 of the path going through P 0 and P A with the image plane: The eikonal function is divided into two parts in the following way:

dWdW

yB = y B =

Dabei istIt is

(2)(2)

D = PaPa = Zb-D = PaPa = Zb-

- *a? + iyB - * a? + iy B

wie in F i g. 1 dargestellt ist. Es ist dabei nicht nötig,as in Fig. 1 is shown. It is not necessary

»daß das Dreieck PAPAPB mit der Systemachse in einer Ebene liegt, wie in F i g. 1 vereinfacht angenommen worden ist.»That the triangle P A P A P B lies in one plane with the system axis, as in FIG. 1 has been adopted in a simplified manner.

W(P0, PA) = W™ (P0, PA) H- δ W(P0, PA); (3) W (P 0 , P A ) = W ™ (P 0 , P A ) H- δ W (P 0 , P A ); (3)

(P0, PA) = (P 0 , P A ) =

(P0,(P 0 ,

- ΡΑΡΓ . (4)- Ρ Α ΡΓ . (4)

Der Term Wi0) (P0, PA) beschreibt das Eikonal eines Elektronenbündels, das exakt auf einen zu P0 konjugierten idealen Bildpunkt P^o) fokussiert wird. Dieser ist der Übersichtlichkeit wegen in F i g. 1 nicht dargestellt worden. Die Funktion Ww (P0, P4) erfüllt exakt die Gleichungen (2), wenn man in diese für !5 (xbi yß) die Koordinaten (x^°\ y^) von Pjo) einsetzt und z^ = zB setzt. Die Größe Wm (P0, P^) ist eine Konstante. Die im folgenden benutzten Größen S0, ε0 haben die zu s, ε analoge Bedeutung, beziehen sich aber auf den Punkt Pjf >.The term W i0) (P 0 , P A ) describes the eikonal of an electron beam that is focused exactly on an ideal image point P ^ o) conjugated to P 0 . For the sake of clarity, this is shown in FIG. 1 has not been shown. The function W w (P 0 , P 4 ) exactly fulfills the equations (2), if the coordinates (x ^ ° \ y ^) of Pj o) are inserted into them for! 5 (xbi yß) and z ^ = z B sets. The quantity W m (P 0 , P ^) is a constant. The quantities S 0 , ε 0 used in the following have the same meaning as s, ε , but refer to the point Pjf>.

Der Term δ W (P0, PA) stellt die durch Abbildungsfehler des Systems bedingte Wellenaberration in der Aperturebene dar. Diese soll als kleine Störung betrachtet werden. Sie bewirkt, daß PB von PB i0) geringfügig abweicht.The term δ W (P 0 , P A ) represents the wave aberration in the aperture plane caused by imaging errors in the system. This should be viewed as a small disturbance. It has the effect that P B deviates slightly from P B i0).

Es werden Entwicklungen in der folgenden Art vorgenommen:Developments are made in the following ways:

Xb = xP + öxB, yB = yi0) + δ yB, S = S0 + ös, δζΒ = O, Xb = xP + öx B , y B = yi 0) + δ y B , S = S 0 + ös, δζ Β = O,

wobei δ xB, δ yB, δ s als kleine Größen angesehen werden. Bei Beschränkung auf lineare Terme erhält man dann:where δ x B , δ y B , δ s are viewed as small quantities. When restricting to linear terms one obtains:

Xr =Xr =

yB =y B =

δ s ■ sin F0 · δ s ■ sin F 0

dW{0) D d d xA cos ε0 d xÄ dW {0) D d dx A cos ε 0 dx Ä

s . d s . d

δ s ■ sin ε0 ■ — δ s ■ sin ε 0 ■ -

coseo dyA Nun ist aber δ s von der gleichen Größenordnung wie «5 xB und δ yB, ferner istcos eo dy A Now, however, δ s is of the same order of magnitude as «5 x B and δ y B , furthermore

LV d Xa J LV d Xa J

+ ("5 ) = SUIf0,+ ("5) = SUIf 0 ,

\8yAJ J \ 8y A J J

also sind die den Faktor <5 s enthaltenden Terme in (6) von der Größenordnung δ xB sin2 ε0 bzw. δ yB sin2 ε0. Obwohl der Apertufwinkel ε0 im Bildraum sicher viel größer sein wird als bei paraxialen Systemen, wird immer noch sin2 ε0 «c 1 vorausgesetzt werden können. Dann sind die Terme mit <5 s von höherer Ordnung klein und vernachlässigbar. Weiter ist es dann erlaubt, in den restlichen Termen cos ε0 äs 1 zu setzen. Man erhält damit:thus the terms in (6) containing the factor <5 s are of the order of magnitude δ x B sin 2 ε 0 or δ y B sin 2 ε 0 . Although the aperture angle ε 0 in the image space will certainly be much larger than in paraxial systems, sin 2 ε 0 «c 1 can still be assumed. Then the higher-order terms with <5 s are small and negligible. It is then allowed to use cos ε 0 äs 1 in the remaining terms. This gives:

δ xB = D δ x B = D

ÖW,ÖW,

ÖW.ÖW.

(7)(7)

Es ist zweckmäßig,. Polarkoordinaten q, φ in der Aperturebene zu benutzen, die durchIt is expedient. To use polar coordinates q, φ in the aperture plane, which is through

xA = (R + ρ) cos φ, yA = (R + e)sm<p, (-b<e^ x A = (R + ρ) cos φ, y A = (R + e ) sm <p, (-b < e ^

definiert sind, und eine komplexe geometrische Aberration einzuführen, für welche gilt:are defined, and to introduce a complex geometric aberration, for which applies:

Im folgenden sollen die Untersuchungen auf den Fall spezialisiert werden, daß P0 auf der Achse des Systems liegt. Dann muß auch der ideale Bildpunkt P$] auf der Achse liegen, d. h.In the following, the investigations will be specialized in the case that P 0 lies on the axis of the system. Then the ideal image point P $ ] must also lie on the axis, ie

X^ = yp = 0 X ^ = y p = 0

sein. Es ist stets möglich, die Wellenaberration δ W (ρ, φ) in eine Fourierreihe zu entwickeln.be. It is always possible to develop the wave aberration δ W (ρ, φ) into a Fourier series.

+ CO+ CO

δ W (e, φ) =y^ Fv (ο) e'v". δ W ( e , φ) = y ^ F v (ο) e ' v ".

r = —oor = -oo

Die Realität von δ W erfordert:The reality of δ W requires:

F_v(e) = F* (e).
Die geometrische Aberration in der Bildebene erhält man nach (9) zu
F_ v (e) = F * ( e ).
The geometric aberration in the image plane is obtained from (9)

duB(e, Ψ) = du B (e, Ψ ) =

(10)(10)

(11)(11)

Im folgenden wird dieser Ausdruck für die geometrische Aberration näher untersucht.This expression is examined in more detail below for the geometric aberration.

Wesentlich an dem Ausdruck (12) für die geomeirische Aberration ist die explizite Abhängigkeit von φ. Diese hat zur Folge, daß selbst im Falle verschwindender Ringbreite 2b (an der Stelle ρ — 0) noch eine endliche Aberration auftritt, die unter Umständen das Fokussierungssystem unbrauchbar machen kann. Das ist ein Nachteil von Systemen mit Ringblende gegenüber solchen mit Kreislochblende, bei welchen durch Verengung der Blende die rein geometrischen Aberrationen beliebig klein gemacht werden können.What is essential in the expression (12) for the geometric aberration is the explicit dependence on φ. The consequence of this is that even if the ring width 2b (at the point ρ - 0) disappears, a finite aberration still occurs, which under certain circumstances can render the focusing system unusable. This is a disadvantage of systems with an annular diaphragm compared to systems with a circular pinhole, in which the purely geometric aberrations can be made as small as desired by narrowing the diaphragm.

Die Terme, die aus rotationssymmetrischen Wellenaberrationen resultieren, d. h. die Terme mit ν = 0, interessieren hier nicht. Die vom Azimut φ abhängigen Terme niedrigster Ordnung sind die mit ν = ± 1:The terms that result from rotationally symmetrical wave aberrations, ie the terms with ν = 0, are of no interest here. The lowest order terms dependent on azimuth φ are those with ν = ± 1:

Au1 = DAu 1 = D

+D+ D

(13)(13)

Für jeden festen Wert ρ zwischen — b und + b ist die Aberrationsfigur ein Kreis mit dem RadiusFor every fixed value ρ between - b and + b , the aberration figure is a circle with radius

·(ρ) = I)IF1'(ρ)(Ρ) = I) IF 1 '(ρ)

sein Mittelpunkt ist nun die Streckeits center is now the line

u \ — η\π'ί \_Li7 ( \ΚΏ j. \\ u \ - η \ π'ί \ _Li7 (\ ΚΏ j. \\
ί(ρ) - VIr1(O)+ ΐΊ(ρ)/(Κ + ρ)\ί (ρ) - VIr 1 (O) + ΐΊ (ρ) / (Κ + ρ) \

seitlich von der Achse verschoben. Durchläuft der Punkt PA in der Aperturebene einmal einen Kreis vom Radius R + ρ, so wird der zugehörige Aberrationskreis in der Bildebene zweimal im gleichen Sinn durchlaufen. Die gesamte Aberrationsfigur ist eine Koma, die sich von der gewöhnlichen Koma dadurch unterscheidet, daß selbst für ρ = 0 ein Aberrationskreis von endlichem Radius und endlicher seitlicher Verschiebung vorliegen kann, also keine g^ vorhanden zu sdn braucht. Auch kann dieshifted sideways from the axis. If the point P A in the aperture plane traverses a circle of radius R + ρ once, the associated aberration circle in the image plane is traversed twice in the same sense. The entire aberration figure is a coma, which differs from the usual coma in that even for ρ = 0 there can be an aberration circle of finite radius and finite lateral displacement, i.e. no g ^ need be present. Can also

Linie, auf der alle Kreismittelpunkte liegen, gekrümmt sein.Line on which all circle centers lie must be curved.

Die Terme in δ W (ρ, φ) mit einer /n-zähligen Symmetrie — ± m) geben zu einer geometrischen AberrationThe terms in δ W (ρ, φ) with an n-fold symmetry - ± m) give rise to a geometric aberration

öum = anj~)(o)ei(1 + m)('+ αι<,+)*(ρ)εΗ1~'η)φ (14) öu m = a n j ~ ) (o) e i (1 + m) ( '+ α ι <, +) * (ρ) ε Η1 ~' η) φ (14)

Anlaß. Dabei ist zur Abkürzung gesetzt worden:Reason. The following has been used as an abbreviation:

■n TT f„\\■ n TT f "\\

m>\. (15) m> \. (15)

Bei konstant gehaltenem ρ haben die sich aus der ^-Abhängigkeit ergebenden Aberrationskurven eine Reihe einfacher Eigenschaften. Für aJ1 +) (ρ) = 0 bzw. Om-He) = 0 erhält man einen Kreis, der (m + l)-mal gleichsinnig bzw. (m — l)-mal gegensinnig durchlaufen wird, wenn der Punkt PA in der Aperturebene einmal den zugehörigen Kreis durchläuft. Sieht man von diesen Sonderfällen ab, so ergibt sich, daß die Aberrationskurven bei ungeradem m pro Umlauf in der Aperturebene doppelt durchlaufen werden, da in den Exponenten des Ausdrucks für <5um nur geradzahlige Vielfache des Winkels <p vorkommen; bei geradem m wird die Aberrationskurve dagegen einfach durchlaufen. Aus dieser Tatsache und aus der für alle ganzzahligen η gültigen BeziehungIf ρ is kept constant, the aberration curves resulting from the ^ -dependence have a number of simple properties. For aJ 1 +) (ρ) = 0 or Om - He) = 0 one obtains a circle which is traversed (m + l) times in the same direction or (m - l) times in opposite directions if the point P A runs through the associated circle once in the aperture plane. Apart from these special cases, it is clear that the aberration curves in odd meters are run double in the aperture per revolution as occur in the exponent of the expression for <5 u m only even multiples of the angle <p; with an even m , on the other hand, the aberration curve is simply traversed. From this fact and from the relationship valid for all integer η

öu ( φ + ΞΞ\ = i_n»exD (—\ Ow (ο ω)
°"»[?>*+ m) < 1^ exP ^ m )*«miß>9)
öu ( φ + ΞΞ \ = i_n » e xD (- \ Ow (ο ω)
° "» [?> * + M ) < 1 ^ ex P ^ m ) * «miß> 9)

7 87 8

folgt weiter, daß bei ungeradem m die Aberrationskurve eine m-zählige Symmetrie hat, bei geradem m dagegen eine (2 m)-zählige.
Aus (14) folgt weiterhin:
further follows that for odd m aberration curve has a m-fold symmetry, in contrast, a straight m (2 m) -zählige.
From (14) it also follows:

k'-f + 2\α^\\α^\οο5(2ηιφ + Υη), (17)k'-f + 2 \ α ^ \\ α ^ \ οο 5 (2ηι φ + Υη ), (17)

wobei ym die Phase von +) ■ a^ ' ist. Der Betrag von bum schwankt also zwischen den Extremwerten Il +) ± a^-% Wenn | aJ,+)\ = \ α^\ ist, die Aberrationskurve also durch den Ursprung in der Bildebene hindurchgeht, ist sie eine Rosettenkurve. Ist dagegen I öm+)l: I α,ΓΊ = (m + 1): (m - 1), so gibt es Punkte,where y m is the phase of a £ +) ■ a ^ ' . The absolute value of bu m thus fluctuates between the extreme values Il a £ +) ± a ^ -% If | aJ, +) \ = \ α ^ \ , i.e. the aberration curve passes through the origin in the image plane, it is a rosette curve. If, on the other hand, I öm +) l: I α, ΓΊ = (m + 1): (m - 1), then there are points

in denen -=.(6um) verschwindet. Diese Punkte sindin which - =. - (6u m ) disappears. These points are

dann Spitzen der Kurve. Im allgemeinen Fall wird eine Aberrationskurve weder durch den Ursprung gehen noch Spitzen besitzen.then peaks of the curve. In the general case, an aberration curve will neither go through the origin still go own tips.

Praktisch wird man in der Regel Aberrationskurven mit den oben diskutierten einfachen Eigenschaften nicht beobachten. Man hat infolge der ρ-Abhängigkeit der Kurvenparameter bei endlicher Breite der Ringblende eine kontinuierliche Überlagerung solcher Kurven zu erwarten, die in Größe, Form und Orientierung in der Bildebene variieren, wobei noch hinzukommt, daß sich Aberrationen verschiedener Symmetrien linear überlagern. Die Intensitätsverteilung der von einem einzelnen Objektpunkt P0 ausgehenden Strahlung in der Bildebene kann daher sehr komplizierte Formen annehmen.In practice, aberration curves with the simple properties discussed above will usually not be observed. As a result of the ρ-dependence of the curve parameters at a finite width of the diaphragm, one has to expect a continuous superimposition of such curves, which vary in size, shape and orientation in the image plane, with the fact that aberrations of different symmetries are linearly superimposed. The intensity distribution of the radiation emanating from a single object point P 0 in the image plane can therefore assume very complicated forms.

Dicht hinter der Aperturblende soll in dem vom Linsenfeld freien Raum ein elektrostatischer Stigmator in den Strahlengang eingebaut werden. Dies zeigt F i g. 2. Ersichtlich kommen hier lediglich Systeme mit nur einer Ringöffnung in der Blende in Frage. Welche Konstruktionsbedingungen eingehalten werden müssen, soll im folgenden näher untersucht werden. Es werde angenommen, daß das Stigmatorfeld eine kurze Ausdehnung \zE — zA\ <: D in z-Richtung hat, es soll nur für zA :g ζ — zE von Null verschieden sein. Das kann man praktisch realisieren, indem man metallische Blenden zur Feldbegrenzung benutzt, die hinreichend enge Öffnung haben und auf Außenpotential liegen. Die Unke Blende sei die auch in F i g. 1 dargestellte Kreisringblende.An electrostatic stigmator should be built into the beam path in the space free from the lens field right behind the aperture diaphragm. This is shown in FIG. 2. Obviously, only systems with only one ring opening in the diaphragm come into question here. The following will examine in more detail which construction conditions must be complied with. It is assumed that the stigmator field has a short extension \ z E - z A \ <: D in the z-direction, it should only be different from zero for z A : g ζ - z E. This can be implemented in practice by using metallic diaphragms to limit the field, which have a sufficiently narrow opening and are at external potential. The toad cover is also shown in FIG. 1 shown circular diaphragm.

Auf dem sehr kurzen Weg durch den Stigmator kann man die Elektronenbahnen als praktisch parallel zur z-Achse ansehen, d. h. von den Änderungen der Koordinaten ρ und φ längs jeder Bahn absehen.On the very short path through the stigmator, the electron orbits can be viewed as practically parallel to the z-axis, ie ignoring the changes in the coordinates ρ and φ along each orbit.

Da die Wellenaberration δ W eine kleine Störung sein soll, wird man zu deren Korrektur mit kleinen Potentialänderungen F (ρ, φ, ζ) im Stigmator auskommen; es gelte alsoSince the wave aberration δ W is supposed to be a small perturbation, it will be possible to correct it with small changes in potential F (ρ, φ, ζ) in the stigmator; so it applies

\ν(ρ,φ,ζ)\<^ Φ* = Φ(ί+ηΦ). \ ν (ρ, φ, ζ) \ <^ Φ * = Φ (ί + ηΦ).

Dabei ist Φ die Beschleunigungsspannung der Elektronen und η = e/(2mc2). Bei der Normierung π(Φ*) = 1 ergibt sich für die Änderung des elektronenoptischen BrechungsindexHere Φ is the acceleration voltage of the electrons and η = e / (2mc 2 ). The normalization π (Φ *) = 1 results in the change in the electron-optical refractive index

δη{ρ,ψ,ζ) = π-δη {ρ, ψ, ζ) = π-

= — ν(ρ,ψ,ζ)= - ν (ρ, ψ, ζ)

mit der Spannungskonstanten
2 Φ (1 + η Φ)
with the voltage constant
2 Φ (1 + η Φ)

U =U =

ί +2η Φί + 2η Φ

(18)(18)

(19)(19)

Daraus errechnet sich am Ausgang ζ = ζΕ des Stigmators die zusätzliche WellenaberrationFrom this, the additional wave aberration is calculated at the output ζ = ζ Ε of the stigmator

zE z E zE z E

= J öndz = U-1J V(q,φ,z) dz. = J öndz = U- 1 JV (q, φ, z) dz.

(20)(20)

Nun ist das Feld im Stigmator so zu justieren, daß δ W + δ Ws minimaüsiert wird. Um die Bedingungen dafür zu finden, wird zunächst V (ρ, φ, ζ) in eine Fourier-Reihe bezüglich des Winkels φ und in eine Potenzreihe nach ρ um die Stelle ρ = 0 entwickelt:Now adjust the field in the stigmator so that δ W + δ W s is minimized. To find the conditions for this, V (ρ, φ, ζ) is first expanded into a Fourier series with respect to the angle φ and a power series with respect to ρ around the point ρ = 0:

V (ρ, φ, Z) ="> V (ρ, φ, Z) = ">

(21)(21)

Das wird in die Laplace-Gleichung AV=O eingesetzt, dann für jeden Term eiv<p einzeln ein Koeffizientenvergleich nach Potenzen von ρ durchgeführt. Gibt man Ff (z) und Fv (1) (z) beliebig vor, so erhält man stets Rekursionsformeln für alle höheren Entwicklungskoeffizienten Fv (fc)(z) mit k> 1. Durch die Vorgabe der Funktionen Ff} (z) und F/1' (z) für sämtliche Werte von ν ist das Potentialfeld eindeutig bestimmt. Insbesondere erhältThis is inserted into the Laplace equation AV = O , then a coefficient comparison according to powers of ρ is carried out individually for each term e iv <p. If you specify Ff (z) and F v (1) (z) as you like, you always get recursion formulas for all higher expansion coefficients F v (fc) (z) with k> 1. By specifying the functions Ff } (z) and F / 1 '(z) for all values of ν the potential field is uniquely determined. In particular, receives

(22)(22)

(23)
009 583/247
(23)
009 583/247

9 109 10

An den Feldgrenzen ζ = zA, ζ = zE sollen alle V^k) sowie ihre sämtlichen Ableitungen verschwinden. Führt man zur Abkürzung ein:At the field boundaries ζ = z A , ζ = z E , all V ^ k) and all their derivatives should vanish. Introducing the abbreviation:

= J VfHz) dz, Bv = J= J VfHz) dz, B v = J z 'z '

dz,dz,

(24)(24)

so erhält manso you get

(25)(25)

Für jedes Indexpaar ν = ± m hat man bei Beachtung der Realität von V zwei willkürlich variierbare Feldparameter An, und Bm verfügbar. Damit kann man erreichen, daß für jeden Wert von ν in der Wellenaberration δ W gerade die beiden niedrigsten Entwicklungsglieder bezüglich ο kompensiert werden. Zu diesem Zweck wird zunächst die Entwicklung (10) vervollständigt:For each index pair ν = ± m one has two arbitrarily variable field parameters A n and B m available if the reality of V is taken into account. This means that for every value of ν in the wave aberration δ W, precisely the two lowest development terms are compensated for with respect to ο. For this purpose, the expansion (10) is completed first:

V = - X fc=0V = - X fc = 0

wobei die F™ (0) die Ableitungen der Funktion Fv (2) an der Stelle ο = 0 sind. Vergleich von (20), (25), (26) liefert die Kompensationsbedingungen für Fv(0) und F^(O); diese lauten:where the F ™ (0) are the derivatives of the function F v ( 2 ) at the point ο = 0. Comparison of (20), (25), (26) provides the compensation conditions for F v (0) and F ^ (O); these are:

Ay = - t/Fv (0), Bv= -UF'V (0).
Damit ergibt sich die restliche, unkorrigierbare Aberration zu
A y = - t / F v (0), B v = -UF ' V (0).
This results in the remaining, uncorrectable aberration

(27)(27)

(J.Ö)(J.Ö)

Dieser Ausdruck hängt nicht mehr von der speziellen Form des Stigmatorfeldes ab, d. h., hat man eine Kompensation der Terme mit o° und o1 erreicht, so ist eine weitergehende Korrektur durch Versuch einer geeigneten Modifizierung des elektrischen Feldes nicht mehr möglich. Man muß die Breite 2b der Ringblende so wählen, daß gemäß RayleighsThis expression no longer depends on the special form of the stigmator field, ie if the terms o ° and o 1 have been compensated for, further correction by attempting a suitable modification of the electric field is no longer possible. One must choose the width 2b of the diaphragm so that according to Rayleighs

-Regel I - rule I.

6 W + δ Ws | 5Ξ — 6 W + δ W s | 5Ξ -

gilt, was bei Beschränkung auf die wesentlichen, in quadratischen Terme aufwhat applies when restricting to the essential, in quadratic terms

λ /T Ζ, F' (0) ν2 1'2 λ / T Ζ, F ' (0) ν 2 , ν 1 ' 2

Z><Mm Ι/—Πρ;'(0)+— ^F,(0)|J (29)Z> <Mm Ι / --Πρ; '(0) + - ^ F, (0) | J (29)

führt, wenn ein Typ von Aberration der dominierende ist.leads when one type of aberration is dominant.

Aus der Tatsache, daß man für jede Symmetriezahl [ ν j = m zwei verfügbare Feldparameter braucht, folgt, daß der Stigmator mindestens zwei Elektrodenringsysteme enthalten muß, in denen man Felder mit beliebiger Azimutabhängigkeit hinreichend gut approximieren kann. Zu diesem Zweck muß jedes der beiden Elektrodenringsysteme in ausreichend viele Sektoren unterteilt sein, die auf verschiedenen Potentialen liegen können. Dies ist in Fig.2 dargestellt. Will man eine Aberration mit der Symmetriezahl m = I»»j korrigieren, so muß man die einzelnen Sektoren auf derartige Potentiale legen, daß näherungsweise die VerteilungenFrom the fact that one needs two available field parameters for every symmetry number [ν j = m , it follows that the stigmator must contain at least two electrode ring systems in which fields with any azimuth dependency can be approximated sufficiently well. For this purpose, each of the two electrode ring systems must be divided into a sufficient number of sectors which can be at different potentials. This is shown in Fig.2. If one wants to correct an aberration with the symmetry number m = I »» j, one must place the individual sectors on such potentials that the distributions

50 ) (ψ) = Φ™eim<p + Φ/1* Q 50 ) (ψ) = Φ ™ e im <p + Φ / 1 * Q

/1* Q-imt> / 1 * Q- imt >

j = 1,2 (30) j = 1.2 (30)

auf den beiden Elektrodenringen entstehen. Dabei ist für j = 1,2. Wegen der Linearität der iarise on the two electrode rings. Here for j = 1.2. Because of the linearity of the i

j g j g

Beziehung zwischen der Potentialverteilung im Raum und den Randwerten Φ} muß es auch lineare Be-Relationship between the potential distribution in space and the boundary values Φ}, there must also be linear

Ziehungen der FormDrawings of the form

^ al, Φ[^ al, Φ [

ΦΙΦΙ

_BV= oJi Φ[ + a^ Φ\ _B V = oJi Φ [+ a ^ Φ \

(31)(31)

geben. Man muß fordern, daß die Koeffizientendeterminante Det(a\) nicht verschwinden darf. Dann läßt sich das Gleichungssystem stets nach <P[ und Φ| auflösen. Das bedeutet, daß es in dem Bereich, in dem man mit der Näherung schwacher Korrekturfelder rechnen darf, zu jedem ν immer genau zwei Randwerte Φι, Φ] gibt, die die Korrektur ermöglichen. Um die Bedingungen Det (av ik) =j= 0 zu gewährleisten, ist es erforderlich, die Radien der beiden Elektrodenringe unterschiedlich zu wählen und auch den Durchmesser der inneren, auf Außenpotential liegenden Elektrode zu variieren, wie in F i g. 2 dargestellt ist. Wären nämlich die Radien der beiden äußeren Elektrodenringe einander gleich und wäre der Radius der inneren Elektrode konstant, so wäre bei genügend engem Zwischenraum-längs den Elektronenbahnen das elektrische Potential näherungsweise proportio-give. One must demand that the coefficient determinant Det (a \) must not vanish. Then the system of equations can always be found in terms of <P [ and Φ | dissolve. This means that in the area in which the approximation of weak correction fields can be expected, there are always exactly two boundary values Φι, Φ] for each ν, which enable the correction. In order to ensure the conditions Det (a v ik ) = j = 0, it is necessary to choose different radii of the two electrode rings and also to vary the diameter of the inner electrode at external potential, as in FIG. 2 is shown. If the radii of the two outer electrode rings were the same and the radius of the inner electrode were constant, with a sufficiently narrow gap along the electron paths the electrical potential would be approximately proportional.

nal zur Radialkomponente der Feldstärke, was lineare Abhängigkeit der Gleichungen (31) bedeuten würde. Bei Systemen mit größerem Zwischenraum braucht das nicht der Fall zu sein, doch würde auch schon eine zu kleine nicht verschwindende Determinante ungünstig sein. Wenn die Determinante genügend groß ist, kommt es auf Einzelheiten in der geometrischen Form des Elektrodensystems nicht an; diese bestimmen die Zahlenwerte der Matrixelemente afik. Für die Justierbarkeit des Stigmators ist es aber nur wesentlich, daß es stets Werte Φ[, ΦΙ gibt, die (31) erfüllen und die in vernünftigen Bereichen liegen. Wie im vorhergehenden dargelegt, hängt die restliche unkorrigierte Aberration nicht mehr von der geometrischen Form des Stigmators ab.nal to the radial component of the field strength, which would mean linear dependence of equations (31). This need not be the case for systems with a larger gap, but a too small, non-vanishing determinant would also be unfavorable. If the determinant is sufficiently large, details in the geometrical shape of the electrode system are not important; these determine the numerical values of the matrix elements af ik . For the adjustability of the stigmator it is only essential that there are always values Φ [, ΦΙ which satisfy (31) and which are in reasonable ranges. As stated above, the remaining uncorrected aberration no longer depends on the geometric shape of the stigmator.

Bisher wurden nur die Aberrationen des vom Objektpunkt auf der Achse ausgehenden Bahnenbzw. Wellensystems untersucht. Das ist jedoch keine wesentliche Beschränkung der Allgemeinheit. Die Elektrodenpotentiale Φ} können immer so justiert werden, daß man auch für Objektpunkte außerhalbSo far, only the aberrations of the path or path emanating from the object point on the axis have been Investigated wave system. However, this is not an essential limitation of the general public. The electrode potentials Φ} can always be adjusted in such a way that one also applies to object points outside

»der Achse den zusätzlich auftretenden Seideischen Astigmatismus und die Koma im Bild kompensieren kann. Man kann also stets hinreichend kleine Objektbereiche scharf abbilden. Allerdings wird der Durchmesser des scharf abbildbaren Objektbereichs kleiner sein als bei Systemen mit paraxialer Fokussierung, weil wegen der größeren Aperturwinkel die Koma stärker in Erscheinung tritt. Bei der stark vergrößerten Abbildung sehr kleiner Öbjektbereiche oder bei der Herstellung von Fokussen mit sehr kleinem Durchmesser können aber Systeme mit Ringblende den herkömmlichen überlegen sein, wenn die Aberrationen von Störungen der Rotationssymmetrie minimalisiert sind.»Compensate the additional silk astigmatism and the coma in the image can. So you can always image sufficiently small object areas sharply. However, the diameter will of the sharply imageable object area be smaller than in systems with paraxial focusing, because the coma is more pronounced due to the larger aperture angle. With the greatly enlarged Imaging of very small object areas or when producing foci with a very small diameter but systems with a ring diaphragm can be superior to the conventional ones if the aberrations are minimized by disturbances of the rotational symmetry.

In F i g. 3 ist ein Stigmator im Axialschnitt dargestellt, und die F i g. 4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie IV-IV dieses Stigmators. In diesen beiden Figuren sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In Fig. 3 shows a stigmator in axial section, and FIG. 4 shows a section along line IV-IV of this stigmator. In these two figures, the same parts are provided with the same reference numerals.

Der Stigmator besteht aus einer zylinderförmig ausgebildeten, auf Außenpotential liegenden Mittelelektrode 1, die vorzugsweise aus V2A-Stahl her- m gestellt ist. Die Mittelelektrode 1 ist an ihren Stirnflächen von zwei Ringblenden 2, 3 begrenzt. Die beiden zentralen Teile der Ringblenden 2, 3 bilden dabei die beiden Stirnflächen der zylinderförmigen Mittelelektrode 1. Der Vorderteil 4 der Mittelelektrode 1 besitzt einen größeren Durchmesser als deren ■ rückwärtiger Teil 5, wie aus F i g. 3 ersichtlich ist. Die Mittelelektrode 1 ist von zwei in Abstand voneinander angeordneten sektorförmigen Elektrodenringsystemen 6, 7 umgeben, die unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Das Elektrodenringsystem 6 mit dem größeren Durchmesser umgibt den Vorderteil 4 der Mittelelektrode 1, während das Elektrodenringsystem 7 mit dem kleineren Durchmesser den rückwärtigen Teil 5 der Mittelelektrode umgibt. Für die anzulegenden Spannungen sind die einzelnen Sektoren des Elektrodenringsystems 6 mit den Zuleitungskontakten 8 und die einzelnen Sektoren des Elektrodenringsystems 7 mit den elektrischen Kontakten 9 versehen. 'The stigmator consists of a cylindrical design, located on outer potential center electrode 1, which is preferably made from V2A steel manufacturing m. The center electrode 1 is delimited at its end faces by two annular diaphragms 2, 3. The two central parts of the annular diaphragms 2, 3 form the two end faces of the cylindrical center electrode 1. The front part 4 of the center electrode 1 has a larger diameter than its rear part 5, as shown in FIG. 3 can be seen. The center electrode 1 is surrounded by two sector-shaped electrode ring systems 6, 7 which are arranged at a distance from one another and have different diameters. The electrode ring system 6 with the larger diameter surrounds the front part 4 of the center electrode 1, while the electrode ring system 7 with the smaller diameter surrounds the rear part 5 of the center electrode. For the voltages to be applied, the individual sectors of the electrode ring system 6 are provided with the lead contacts 8 and the individual sectors of the electrode ring system 7 are provided with the electrical contacts 9. '

Zum Aufhängen und Justieren der Mittelelektrode 1 im Strahlengang des elektronenoptischen Systems sind an den beiden Stirnflächen 2, 3 der Mittelelektrode 1 Aufhängevorrichtungen 10, 11 angebracht. Die Aufhängung erfolgt zweckmäßig in der dargestellten Weise durch drei von außen verstellbare, um 120° versetzte metallische Stangen 11 im feldfreien Raum vor jeder Stirnfläche 2, 3 der Mittelelektrode 1, so daß die Mittelelektrode 1 gut justierbar ist. Da die mit den Stirnflächen 2, 3 der Mittelelektrode 1 über den Metallteil 10 in Kontakt stehenden metallischen Stangen 11 gleichzeitig eine elektrische Verbindung darstellen, ist gewährleistet, daß die" Mittelelektrode 1 des Stigmators auf Außenpotential liegt.For hanging and adjusting the center electrode 1 in the beam path of the electron-optical system suspension devices 10, 11 are attached to the two end faces 2, 3 of the center electrode 1. The suspension is expediently carried out in the manner shown by three externally adjustable, Metallic rods 11 offset by 120 ° in the field-free space in front of each end face 2, 3 of the center electrode 1, so that the center electrode 1 is easily adjustable. Since those with the end faces 2, 3 of the center electrode 1 through the metal part 10 in contact metallic rods 11 at the same time an electrical Represent connection, it is guaranteed that the "center electrode 1 of the stigmator at external potential lies.

Jedes Elektrodenringsystem 6, 7 besteht vorzugsweise aus zwölf Sektoren (wie dargestellt), so daß eine Kompensation der besonders schädlichen zwei-, drei- und vierzähligen Astigmatismen ermöglicht wird.Each electrode ring system 6, 7 preferably consists of twelve sectors (as shown), so that one Compensation of the particularly harmful two-, three- and four-fold astigmatisms is made possible.

Der Durchmesser des in den F i g. 3 und 4 mit den gestrichelten Linien 12 angedeuteten Elektronenhohlstrahls beträgt 20 mm. Selbstverständlich lassen sich im Bedarfsfalle auch andere Absolutmaße verwenden, z. B. 5 mm Durchmesser für den Elektronenhohlstrahl.The diameter of the in the F i g. 3 and 4 with the dashed lines 12 indicated electron hollow beam is 20 mm. Of course, other absolute dimensions can also be used if necessary, z. B. 5 mm diameter for the electron beam.

Zur elektrischen Isolation der Elektrodenringsysteme 6,7 dient zweckmäßig eine in der in Fig. 3 dargestellten Weise ausgebildete Kunststoff-, Vorzugs- · weise Polytetrafluoräthylenschicht 13.For electrical insulation of the electrode ring systems 6.7, a plastic, preferred material designed in the manner shown in FIG. wise polytetrafluoroethylene layer 13.

Als Material für die Aufhängevorrichtungen 10,11, die beiden Ringblenden 2, 3 und die Elektroden der beiden Elektrodenringsysteme 6, 7 ist rostfreier Stahl bevorzugt geeignet.As a material for the suspension devices 10, 11, the two ring diaphragms 2, 3 and the electrodes of the Stainless steel is preferably suitable for both electrode ring systems 6, 7.

Claims (8)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Stigmator zur elektrischen Kompensation von Abbildungsfehlern bei elektronenoptischen Systemen mit Hohlstrahlen und Ringblenden, bei. dem eine an ihren Stirnflächen von zwei auf Massepotential liegenden metallischen Ringblenden begrenzte, zylinderförmig ausgebildete und . auf Massepotential liegende, von einem Elektrodenringsystem in radialem Abstand umgebene Mittelelektrode in dem Strahlengang des elektronenoptischen Systems angeordnet ist, deren beide Stirnflächen die zentralen Teile der beiden Ringblenden bilden, dadurch geke η η zeichnet, daß die Mittelelektrode dicht hinter einer Aperturblende in dem vom Linsenfeld freien Raum angeordnet ist, daß der in Strahlrichtung gesehen vordere Teil (4) der Mittelelektrode (1) einen größeren Durchmesser als deren rückwärtiger Teil (5) aufweist, daß die Mittelelektrode (1) von mindestens zwei in axialem Abstand voneinander angeordneten, koaxialen, sektorförmigen Elektrodenringsystemen (6, 7) unterschiedlichen Durchmessers umgeben ist, daß jedes der beiden Elektrodenringsysteme (6, 7) in mehrere, mit Kontakten (8, 9) versehene und auf verschiedenen Potentialen liegende Sektoren unterteilt ist und daß das Elektrodenringsystem (6) mit dem größeren Durchmesser den Vorderteil (4) der Mittelelektrode (1) und das Elektrodenringsystem (7) mit dem kleineren Durchmesser den rückwärtigen Teil (5) der Mittelelektrode (1) mit radialem Abstand umgeben.1. Stigmator for electrical compensation of imaging errors in electron-optical systems Systems with hollow beams and annular diaphragms. the one at their end faces of two Metal ring diaphragms lying at ground potential are limited, cylindrically designed and . Center electrode at ground potential, surrounded by an electrode ring system at a radial distance is arranged in the beam path of the electron optical system, the two end faces of which are the central parts of the two ring diaphragms form, thereby geke η η draws, that the center electrode is close behind an aperture diaphragm in the one free from the lens field Space is arranged so that the front part (4) of the center electrode (1) seen in the beam direction has a larger diameter than the rear part (5) that the central electrode (1) of at least two axially spaced, coaxial, sector-shaped Electrode ring systems (6, 7) of different diameters is surrounded that each of the two Electrode ring systems (6, 7) in several, provided with contacts (8, 9) and on different Potential lying sectors is divided and that the electrode ring system (6) with the larger Diameter of the front part (4) of the center electrode (1) and the electrode ring system (7) with the smaller diameter the rear part (5) of the center electrode (1) with a radial distance surround. 2. Stigmator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufhängen und Justieren der Mittelelektrode im Strahlengang des elektronenoptischen Systems an den beiden Stirnflächen der Mittelelektrode (1) Aufhängevorrichtungen (10, 11) angebracht sind.2. stigmator according to claim 1, characterized in that for hanging and adjusting the Center electrode in the beam path of the electron-optical system on the two end faces suspension devices (10, 11) are attached to the center electrode (1). 3. Stigmator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängevorrichtung (10, 11)3. stigmator according to claim 2, characterized in that the suspension device (10, 11) aus einem zentralen metallischen Teil (10) besteht, an den drei um 120° versetzte, von außen verstellbare metallische Stangen (11) radial angreifen.consists of a central metallic part (10), on the three offset by 120 °, adjustable from the outside attack metallic rods (11) radially. 4. Stigmator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Elektrodenringsysteme (6, 7) zwölf Sektoren umfaßt.4. Stigmator according to one of claims 1 to 3, characterized in that each of the electrode ring systems (6, 7) comprises twelve sectors. 5. Stigmator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur gegenseitigen Isolation der Elektrodennngsysteme (6, 7) ein Kunststoff Verwendung findet.5. stigmator according to one of claims 1 to 4, characterized in that for mutual Isolation of the Elektrodennngsysteme (6, 7) a plastic is used. 6. Stigmator nach Anspruch 5, dadurch gekenn-6. stigmator according to claim 5, characterized zeichnet, daß als Kunststoff zur gegenseitigen Isolation der Elektrodenringsysteme (6, 7) Polytetrafluorethylen Verwendung findet.draws that as plastic for mutual insulation of the electrode ring systems (6, 7) polytetrafluoroethylene Is used. 7. Stigmator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelelektrode (1) und die beiden Ringblenden (2, 3) aus rostfreiem Stahl hergestellt sind.7. Stigmator according to one of claims 1 to 6, characterized in that the central electrode (1) and the two ring diaphragms (2, 3) are made of stainless steel. 8. Stigmator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden der beiden Elektrodenringsysteme (6,7) aus rostfreiem Stahl hergestellt sind.8. stigmator according to one of claims 1 to 7, characterized in that the electrodes of the both electrode ring systems (6,7) are made of stainless steel. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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