DE69822139T2 - Korrekturvorrichtung zur linsenfehlerkorrektur in ladungsträger-optischen geräten - Google Patents

Korrekturvorrichtung zur linsenfehlerkorrektur in ladungsträger-optischen geräten Download PDF

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine teilchenoptische Vorrichtung, die aufweist: eine Teilchenquelle zur Erzeugung eines Strahls elektrisch geladener Teilchen, die sich längs einer optischen Achse der Vorrichtung bewegen, um einen Gegenstand zu bestrahlen, der in der Vorrichtung mittels des Teilchenstrahls bestrahlt werden soll, eine Fokussierlinse zur Fokussierung des Strahls elektrisch geladener Teilchen, und eine Korrekturvorrichtung zur Korrektur von Linsenfehlern der Fokussierlinse, wobei die Korrekturvorrichtung eine Korrektureinheit aufweist, die mit mindestens zwei Hexapolen versehen ist, wozwischen ein erstes Abbildungsübertragungssystem angeordnet ist, um einen Hexapol auf den anderen Hexapol abzubilden, und wobei die Korrekturvorrichtung außerdem ein zweites Übertragungssystem zur Abbildung einer komafreien Ebene der Fokussierlinse auf den Eingang der Korrektureinheit aufweist.
  • Die Erfindung betrifft außerdem eine Korrekturvorrichtung zur Verwendung in einer solchen Vorrichtung.
  • Eine Korrekturvorrichtung dieser Art zur Verwendung in einer solchen Vorrichtung ist aus dem US-Patent Nr. 5,084,622 bekannt.
  • Allgemein sind teilchenoptische Vorrichtungen, wie Elektronenmikroskope oder Elektronenlithographie-Vorrichtungen dazu bestimmt, einen Gegenstand zu bestrahlen, der mittels eines Strahls elektrisch geladener Teilchen (meist einem Elektronenstrahl) untersucht oder behandelt werden soll, der mittels einer Teilchenquelle, wie einer thermischen Elektronen quelle oder einer Elektronenquelle des Feldemissionstyps, erzeugt wird. Die Bestrahlung des Gegenstands kann auf die Abbildung der Gegenstände, die in solchen Vorrichtungen untersucht werden (Proben in Elektronenmikroskopen) oder auf die Bildung sehr kleiner Strukturen auf dem Gegenstand abzielen, zum Beispiel für die Mikroelektronik (Elektronenlithographievorrichtungen). In beiden Fällen sind Fokussierlinsen erforderlich, um den Elektronenstrahl zu fokussieren.
  • Der Elektronenstrahl kann im Prinzip auf zwei Arten fokussiert werden. Gemäß dem ersten Verfahren wird eine zu untersuchende Probe mehr oder weniger gleichmäßig durch den Elektronenstrahl bestrahlt und es wird ein vergrößertes Bild der Probe mittels der Fokussierlinse gebildet. Die Fokussierlinse ist in diesem Fall die Objektivlinse eines Abbildungslinsensystems; die Auflösung der Objektivlinse entscheidet dann die Auflösung der Vorrichtung. Vorrichtungen dieser Art sind als Transmissions-Elektronenmikroskope (TEM) bekannt. Gemäß einem zweiten Fokussierverfahren wird die emittierende Oberfläche der Elektronenquelle oder ein Teil derselben meist in einem stark verkleinerten Maßstab (im Rasterelektronenmikroskop oder REM oder im Rastertransmissionselektronenmikroskop oder RTEM) auf die zu untersuchende Probe oder (in der Lithographievorrichtung) auf einen Gegenstand abgebildet, auf dem die relevante Mikrostruktur bereitgestellt werden soll. Das Bild der Elektronenquelle (der „Punkt", der über den Gegenstand mittels zum Beispiel Ablenkungsspulen verschoben wird) wird wiederum mittels eines Abbildungslinsensystems gebildet. Im letztgenannten Fall wird die Fokussierlinse durch die Objektivlinse des punktbildenden Linsensystems gebildet; die Auflösung dieser Objektivlinse entscheidet die Punktgröße des Strahls und folglich die Auflösung der Vorrichtung.
  • Die Linsen, die in allen Vorrichtungen dieser Art verwendet werden, sind meist magnetische Linsen, können jedoch auch elektrostatische Linsen sein. Beide Arten von Linsen sind praktisch immer rotationssymmetrische Linsen. Solche Linsen weisen unvermeidlich ein nicht ideales Verhalten auf, d. h. sie weisen Linsenfehler auf, unter denen die sogenannte sphärische Aberration und die chromatische Aberration meist bezüglich der Auflösung der Linse entscheidend sind; diese Linsenfehler bestimmen folglich die Grenze der Auflösung der bekannten elektronenoptischen Vorrichtungen. Gemäß einem Theorem der Teilchenoptik können solche Linsenfehler nicht durch eine Kompensation mittels rotationssymmetrischer elektrischer oder magnetischer Felder beseitigt werden.
  • Um nichtsdestoweniger die Auflösung der teilchenoptischen Vorrichtung zu verbessern, ist es aus dem zitierten US-Patent Nr. 5,084,622 bekannt, die Linsenfehler mittels einer Korrekturvorrichtung zu reduzieren, die eine Struktur aufweist, die nicht rotationssymmetrisch ist. In einer solchen Struktur wird eine komafreie Ebene der Fokussierlinse, die korrigiert werden soll, auf den Eingang der Korrektureinheit mittels eines Übertragungslinsensystem abgebildet, das aus rotationssymmetrischen Linsen besteht. Diese Korrektureinheit wird durch zwei Hexapole gebildet, wozwischen ein Abbildungsübertragungslinsensystem angeordnet ist, das aus rotationssymmetrischen Linsen besteht und dazu dient, einen Hexapol auf den anderen abzubilden. Der Eingang der Korrektureinheit wird dann in die Richtung der einfallenden Elektronen gesehen durch das Zentrum des ersten Hexapols gebildet.
  • Eine Anordnung dieser Art muß strenge Anforderungen hinsichtlich der Herstellungstoleranzen, der mechanischen Stabilität (unter anderem in Hinblick auf eine thermische Drift) und der Ausrichtung der verschiedenen Elemente relativ zuein ander erfüllen. Daher ist es das Ziel, die Anzahl getrennter Bauteile zu minimieren, so daß die Anforderungen hinsichtlich der Herstellungstoleranzen, der mechanischen Stabilität und der Ausrichtung so leicht wie möglich erfüllt werden können.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Korrekturvorrichtung zur Korrektur von Linsenfehlern bereitzustellen, deren Aufbau einfacher als der der bekannten Korrekturvorrichtung ist. Zu diesem Zweck ist die erfindungsgemäße teilchenoptische Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß das erste Übertragungssystem aus mindestens vier Quadrupolen besteht, die im wesentlichen gleiche Quadrupolstärken aufweisen, wobei die Quadrupolwirkungen benachbarter Quadrupole jeweils senkrecht zueinander gerichtet sind.
  • Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis der Tatsache, daß die strengen Anforderungen, die bezüglich der Auflösung einer solchen Korrekturvorrichtung gestellt werden, mittels eines Übertragungssystems erfüllt werden können, das in der Form von vier Quadrupolen aufgebaut ist, anstelle eines Übertragungslinsensystems, das als ein Zweilinser aus runden Linsen aufgebaut ist. Unter Verwendung einer solchen Anordnung kann die sphärische Aberration des Objektivs in einem hohen Maß korrigiert werden. Diese Schritte zu unternehmen, bietet eine Reihe von Vorteilen. Zuallererst sind im Gegensatz zu rotationssymmetrischen Linsen die Bilder, die durch ein Abbildungsquadrupolsystem gebildet werden, relativ zum abgebildeten Gegenstand rotationsfrei. Dies erleichtert die Einstellung und Ausrichtung des gesamten optischen Systems der teilchenoptischen Vorrichtung. Zweitens sind Quadrupole sogenannte starke Linsen, was bedeutet, daß für eine gegebene Brennweite im Vergleich mit entsprechenden rotationssymmetrischen (runden) Linsen ein sehr viel kleinerer Erregungsstrom erforderlich ist. Dies bietet den Vorteil, daß die Kühlung solcher Quadru pole sehr viel leichter als die von runden Linsen ist, und daß eine thermische Drift einer teilchenoptischen Vorrichtung, die sich nicht in einem thermischen Gleichgewichtszustand befindet, stark reduziert wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das zweite Übertragungssystem aus mindestens vier Quadrupolen, die eine im wesentlichen gleiche Quadrupolstärke aufweisen, wobei die Quadrupolwirkungen benachbarter Quadrupole jeweils senkrecht zueinander gerichtet sind. Die Quadrupole im zweiten Übertragungssystem ergeben dann dieselben Vorteile wie die Quadrupole in der Korrektureinheit.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Hexapole der Korrektureinheit im wesentlichen identisch. Dies führt zu einem hohen Maß an Symmetrie der Korrektureinheit, so daß die Korrektureinheit für ein REM (in dem sich die Elektronen durch die Korrektureinheit zu der Linse bewegen, die korrigiert werden soll) als auch für ein TEM besonders geeignet ist (in dem sich die Elektronen durch die Linse, die korrigiert werden soll, zur Korrektureinheit bewegen).
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, ist jeder der beiden Hexapole als ein Hexapol-Zweilinser aufgebaut. Eine axiale Verschiebung der Zentren der Hexapole kann folglich ohne eine physikalische Verschiebung dieser Elemente realisiert werden; die macht es leichter, die Anforderungen zu erfüllen, die hinsichtlich der mechanischen Präzision und Ausrichtung gestellt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die zentralen Quadrupole des ersten Übertragungssystems als eine Multipoleinheit aufgebaut, die mindestens acht physikalische Pole aufweist, von denen mindestens vier in einer gegenseitig unabhängigen Weise auf ein elektrisches Potential eingestellt werden können. Wenn die elektrischen Spannungen an den Polen geeignet gewählt werden, wird ein elektrisches Quadrupolfeld gebildet; ein zusätzliches magnetisches Quadrupolfeld wird ebenfalls erzeugt. Diese beiden Felder, d. h. das elektrische Feld und das zusätzliche magnetische Feld, sind dem magnetischen Quadrupolfeld überlagert, das für die Korrektur des sphärischen Aberration vorhanden ist. Folglich ist diese Ausführungsform nicht nur zur Korrektur der sphärischen Aberration, sondern auch der chromatischen Aberration des Objektivs der teilchenoptischen Vorrichtung geeignet.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, ist mindestens einer der Quadrupole des ersten und/oder das zweiten Übertragungssystems und/oder mindestens einer der Hexapole der Korrektureinheit als eine Multipoleinheit aufgebaut, die mindestens acht physikalische Pole aufweist, die in einer gegenseitig unabhängigen Weise erregt werden können. Die erwünschten Quadrupolfelder und Hexapolfelder in dieser Ausführungsform werden durch eine spezifische Erregung der physikalischen Pole verwirklicht. In dieser Ausführungsform können nicht nur die erwünschten Quadrupol- und Hexapolfelder erzeugt werden, sondern es ist auch möglich, eine Vielzahl parasitärer Symmetrien mit einer Symmetrie höherer Ordnung zu korrigieren, die als Octupol-, Zehnpol- oder Zwölfpolfelder auftreten. Überdies bietet dieser Schritt den Vorteil, daß nur eine physikalische Komponente hergestellt und vorrätig gehalten werden muß, so daß bedeutende Herstellungs- und organisatorische Vorteile erhalten werden.
  • Die Erfindung wird im folgenden im Detail unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben, in denen entsprechende Bezugsziffern entsprechende Elemente bezeichnen. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Querschnittansicht einer teilchenoptischen Vorrichtung in der Form eines Elektronenmikroskops, in dem die Erfindung verwendet wird;
  • 2 eine bekannte Korrekturvorrichtung zur Korrektur der sphärischen Aberration in einem Elektronenmikroskop;
  • 3 eine schematische Darstellung der Elemente in einer erfindungsgemäßen Korrekturvorrichtung zur Korrektur von Linsenfehlern in einem Elektronenmikroskop;
  • 4 eine Ausführungsform einer Korrekturvorrichtung zur Korrektur der sphärischen und/oder chromatischen Aberration in einem erfindungsgemäßen Elektronenmikroskop;
  • 5 graphisch den Effekt der Korrektur der sphärischen Aberration in einem REM.
  • 1 zeigt eine teilchenoptische Vorrichtung in der Form eines Elektronenmikroskops. Die Vorrichtung weist eine Elektronenquelle 1, ein Strahlausrichtungssystem 3 und eine Strahlblende 4, eine Kondensorlinse 6, eine Objektivlinse 8, ein Strahlabtastungssystem 10, einen Gegenstandsraum 11 einem Probenhalter 13, eine Beugungslinse 12, eine Zwischenlinse 14, eine Projektionslinse 16 und einen Elektronendetektor 18 auf. Die Objektivlinse 8, die Zwischenlinse 14 und die Projektionslinse 16 bilden zusammen ein Abbildungslinsensystem. Diese Elemente sind in einem Gehäuse untergebracht, das mit einer elektrisch Versorgungsleitung 2 für die Elektronenquelle, einem Sichtfenster 7 und einer Vakuumpumpenvorrichtung 17 versehen ist. Die Erregerspulen für die Objektivlinse 8 sind mit einer Steuereinheit 15 versehen, die dazu bestimmt ist, die Erregung des Abbildungslinsensystems zu steuern. Das Elektronenmikroskop weist auch eine Aufzeichnungsquelle mit dem Elektronendetektor 18, eine Bildverarbeitungseinheit 5 und eine Videoanzeige 9 zur Beobachtung der gebildeten Bilder auf.
  • 2 zeigt eine Korrekturvorrichtung, wie sie aus dem zitierten US-Patent Nr. 5,084,622 bekannt ist, zur Korrektur der sphärischen Aberration in einem Elektronenmikroskop. Diese Korrekturvorrichtung weist eine Korrektureinheit 22 auf, die mit zwei identischen Hexapolen 24 und 26 versehen ist, wozwischen ein Abbildungsübertragungslinsensystem 28 zur Abbildung der Hexapole 24 und 26 aufeinander mit einer Vergrößerung von –1 angeordnet ist.
  • Es ist zu beachten, daß die in 2 gezeigte Korrekturvorrichtung und die erfindungsgemäßen Korrekturvorrichtungen in einem TEM als auch in einem REM oder einem RTEM verwendet werden können. Im Falle eines TEM gehen die Elektronen zuerst durch das Objektiv 8 und anschließend in die Korrekturvorrichtung; in der Figur bewegen sie sich dann von links nach rechts. Im Falle eines REM oder eines RTEM gehen die Elektronen zuerst durch die Korrekturvorrichtung und anschließend durch das Objektiv 8; in diesem Fall bewegen sie sich von rechts nach links in der Figur. In 2 wird wie in der 3, die noch beschrieben werden soll, angenommen, daß sich die Elektronen von links nach rechts bewegen.
  • Die Fokussierlinse zur Fokussierung des Elektronenstrahls ist in diesem Fall das Objektiv 8 eines TEM, das korrigiert werden soll. Das Objektiv 8 weist eine komafreie Ebene 32 auf, die durch ein zweites Übertragungslinsensystem 30 auf die Eingangsebene 34 der Korrektureinheit 22 abgebildet wird. Das System 30 ist notwendig, da die komafreie Ebene im magnetischen Feld des Objektivs so angeordnet ist, daß sie nicht mit der Eingangsebene 34 zusammenfallen könnte, die mit der zentralen Ebene des Hexapols 24 zusammenfällt. Alle Linsen der beiden Übertragungslinsensysteme 28 und 30 der bekannten Korrekturvorrichtung weisen eine Brennweite ft auf. Die Abstände zwischen den verschiedenen Komponenten sind wie folgt. Der Abstand zwischen dem Objektiv und der angrenzenden Linse des Systems 30 ist ft; der Abstand zwischen den beiden Linsen des Systems 30 ist 2ft; der Abstand zwischen der Eingangsebene 34 und der angrenzenden Linse des Systems 30 ist ft; der Abstand zwischen der Eingangsebene 34 und der angrenzenden Linse des Systems 28 ist ft; der Abstand zwischen den beiden Linsen des Systems 28 ist 2ft; und der Abstand zwischen dem Hexapol 26 und der angrenzenden Linse des Systems 28 ist ft. Die Figuren zeigen den Weg zweier Elektronenstrahlen von der Gegenstandsebene 40 durch das Übertragungslinsensystem 30 und die Korrektureinheit 22. Ein Strahl 42 breitet sich von einem Punkt auf der Achse in der Gegenstandsebene aus, wohingegen der andere Strahl 44 sich von einem Punkt in der Gegenstandsebene ausbreitet, der nicht auf der Achse angeordnet ist. Die Wege der Strahlen 42 und 44 zeigen deutlich, daß die komafreie Ebene 32 durch das System 30 auf den Eingang der Korrektureinheit 22 abgebildet wird, und daß das Zentrum des Hexapols 24 durch das System 28 auf das andere Zentrum des Hexapols 26 abgebildet wird.
  • 3 zeigt eine erfindungsgemäße Korrektureinheit 22. In dieser Korrektureinheit ist das Übertragungslinsensystem 28 durch ein System 46 ersetzt worden, das vier identische magnetisch Quadrupole 48, 50, 52 und 54 aufweist. In dieser Figur werden die Quadrupole in der x-z-Ebene (oberer Teil der Figur) als auch in der y-z-Ebene (unterer Teil der Figur) gezeigt, wie aus den Darstellungen der verschiedenen Linseneffekte abgeleitet werden kann: ein Quadrupol, der in der x-z-Ebene konvergiert, divergiert in der y-z Ebene und umgekehrt.
  • Benachbarte Quadrupole im System 46 erstrecken sich immer senkrecht zueinander, d. h. der Quadrupol 48 erstreckt sich senkrecht zum Quadrupol 50, der sich selbst senkrecht zum Quadrupol 52 erstreckt; der letztgenannte Quadrupol erstreckt sich wiederum senkrecht zum Quadrupol 54. Jeder Quadrupol im System 46 weist eine Brennweite fQ auf. Der Abstand zwischen dem ersten Hexapol 24 (d. h. der Eingangsebene 34 der Korrektureinheit 22) und dem ersten Quadrupol 48 ist gleich fQ, wie der Abstand zwischen dem ersten Quadrupol 48 und dem zweiten Quadrupol 50, zwischen dem dritten Quadrupol 52 und dem vierten Quadrupol 54, und zwischen dem zweiten Hexapol 26 und dem vierten Quadrupol 54. Der Abstand zwischen dem zweiten Quadrupol 50 und dem dritten Quadrupol 52 ist gleich 2fQ.
  • Es ergibt sich aus den Wegen des Strahls 42, der von einem Punkt auf der Achse in der Gegenstandsebene ausgeht, und dem Strahl 44, der von einem Punkt in der Gegenstandsebene außerhalb der Achse ausgeht, daß der Hexapol 24 auf den Hexapol 26 mit einer Vergrößerung von –1 und umgekehrt abgebildet wird.
  • Das in 2 gezeigte Übertragungslinsensystem 30 kann auch durch ein System ersetzt werden, das aus vier identischen magnetischen Quadrupolen besteht, wie das System 46. In diesem Fall ist der Abstand zwischen der komafreien Ebene 32 des Objektivs 8 und dem ersten Quadrupol 48 gleich fQ, wie der Abstand zwischen dem vierten Quadrupol 54 und dem Eingang 34 der Korrektureinheit 22. Die Quadrupole der Übertragungssystem zwischen dem Objektiv 8 und der Korrektureinheit 2 weisen eine Brennweite fQ auf, die gleich der Brennweite fQ der Quadrupole im Übertragungssystem sein kann (jedoch nicht sein muß), die einen Teil der Korrektureinheit 22 bilden. In diesem Fall sind die anderen Abstände im Übertragungssystem zwischen dem Objektiv 8 und der Korrektureinheit 22 dieselben wie jene in der Korrektureinheit 22.
  • Die in 3 gezeigte Anordnung ermöglicht auch die Korrektur der chromatischen Aberration der Objektivlinse 8. Zu diesem Zweck müssen die Quadrupole 50 und 52 des Systems 46 ein elektrisches Quadrupolfeld und ein zusätzliches magnetisches Quadrupolfeld erzeugen (wobei sich beide Felder senkrecht zur optische Achse erstrecken). Das elektrische Quadrupolfeld wird dann um 45° relativ zum magnetischen Quadrupolfeld gedreht; es muß dann die sogenannte Wien-Bedingung erfüllt werden, d. h. für ein Elektron der Geschwindigkeit v muß die Kraft, die auf das Elektron durch das magnetische Feld ausgeübt wird, gleich, jedoch entgegengesetzt zu der Kraft sein, die durch das elektrische Feld ausgeübt wird, es muß also die Bedingung E = B × v erfüllt werden (B = zusätzliche magnetische Quadrupolfeldstärke und E elektrische Feldstärke). Die Korrektur der chromatischen Aberration, während ein solches System verwendet wird, ist als solche bekannt, d. h. aus einem Artikel von J. Zach: „Design of a high-resolution low-voltage scanning electron microscope", in „Optik", B. 83, Nr. 1 (1989), S. 30–40.
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Multipolvorrichtung zur Verwendung in einer Korrekturvorrichtung, die zur Verwendung in einem teilchenoptischen Instrument bestimmt ist. Die Multipolvorrichtung besteht aus einem magnetischen Kreis, der aus einer zylindrischen Fläche 60 besteht, in der eine Zahl von n Polen 62-1 bis 62-n so vorgesehen sind, daß sie gleichmäßig über den Zylinder verteilt sind, wobei n in dieser Figur gleich 8 ist. Obwohl diese Ausführungsform der Erfindung im Prinzip keine Multipolfelder einer Ordnung benötigt, die höher als Hexapole ist, ist es für die Kompensation von mechanischen Mängeln wünschenswert, die Möglichkeit zu haben, auch Felder höherer Ordnung zu erzeugen, zum Beispiel n = 8, wie in dieser Figur, jedoch sind auch n = 10 oder n = 12 machbar und manchmal sogar wünschenswert. Wenn die Korrekturvorrichtung zur Bildung eines Quadrupolsystems für die Korrektur der sphärischen als auch der chromatischen Aberration verwendet wird (wie für die Bildung eines magnetischen Quadrupolfelds und eines elektrischen Quadrupolfelds, das um 45° bezüglich dazu gedreht ist), sollte die Anzahl der physikalischen Pole mindestens acht sein. Wenn die Korrekturvorrichtung geeignet ausgerichtet ist, sollte die Zylinderachse der Fläche 60 mit der optischen Achse des teilchenoptischen Instruments zusammenfallen, das in 1 gezeigt wird.
  • Die verschiedenen Multipolfelder, d. h. die magnetischen als auch die elektrostatischen Felder, werden mittels der n Pole erzeugt. Jeder dieser Pole ist dazu bestimmt, ein elektrisches Feld als auch ein magnetisches Feld zu erzeugen; die Polflächen, die die Multipolfelder bestimmen, erstrecken sich parallel zur optischen Achse der Vorrichtung. Jeder Pol 62-i ist mit einer Erregungsspule 64-i zur Erzeugung eines magnetischen Felds und mit einer Polkappe 66-i zur Erzeugung eines elektrischen Felds versehen. Jede der Erregerspulen 64-i und jede der Polkappen 66-i kann einzeln erregt werden, so daß jedes erwünschte Multipolfeld, elektrisch als auch magnetisch, mittels der acht Pole 62-1 bis 62-8 erzeugt werden kann. Dies gilt für die Quadrupole 48, 50, 52 und 54 als auch für die Hexapole 24 und 26. Es ist zu beachten, daß die beschriebene Korrekturvorrichtung im Detail in der veröffentlichten europäischen Patentanmeldung Nr. 0 868 739 (= US Nr. 08/932981 = PHN 15.991) beschrieben wird, die vorher durch die Anmelderin eingereicht wurde.
  • 5 stellt graphisch den Effekt der Korrektur der sphärischen Aberration in einem RTEM dar. In dieser Figur sind die Abmessungen des Abtastpunktes auf der Probe vertikal in Nanometern aufgetragen, und der Abstand zwischen dem Abtastpunkt auf der Probe und der optischen Achse ist wiederum in Nanometern horizontal aufgetragen. Die gestrichelte Linie repräsentiert die Situation, in der die sphärische Aberration des Objektivs nicht korrigiert ist, und die durchgezogene Linie repräsentiert die Situation, in der die erfindungsgemäße Korrektur der sphärischen Aberration des Objektivs angewendet wird. Diese Figur zeigt deutlich, daß eine wesentliche Verbesserung der Punktgröße und folglich der Auflösung der teilchenoptischen Vorrichtung über den gesamten interessierenden Bereich der Probe erzielt wird.

Claims (6)

  1. Teilchenoptische Vorrichtung, die aufweist: eine Teilchenquelle (1) zur Erzeugung eines Strahls elektrisch geladener Teilchen, die sich längs einer optischen Achse der Vorrichtung bewegen, um einen Gegenstand (13) zu bestrahlen, der in der Vorrichtung mittels des Teilchenstrahls bestrahlt werden soll, eine Fokussierlinse (8) zur Fokussierung des Strahls elektrisch geladener Teilchen, und eine Korrekturvorrichtung zur Korrektur von Linsenfehlern der Fokussierlinse (8), – wobei die Korrekturvorrichtung eine Korrektureinheit (22) aufweist, die mit mindestens zwei Hexapolen (24, 26) versehen ist, zwischen denen ein erstes Abbildungsübertragungssystem (28) angeordnet ist, um einen Hexapol auf den anderen Hexapol abzubilden, und – wobei die Korrekturvorrichtung außerdem ein zweites Übertragungssystem (30) zur Abbildung einer komafreien Eene (32) der Fokussierlinse auf den Eingang der Korrektureinheit aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Übertragungssystem (28) aus mindestens vier Quadrupolen (48, 50, 52, 54) besteht, die im wesentlichen gleiche Quadrupolstärken aufweisen, wobei die Quadrupolwirkungen benachbarter Quadrupole (48, 50; 50, 52; 52, 54) jeweils senkrecht zueinander gerichtet sind.
  2. Teilchenoptische Vorrichtung nach Anspruch 1, in der das zweite Übertragungssystem (30) aus mindestens vier Quadrupolen besteht, die im wesentlichen gleiche Quadrupolstärken aufweisen, wobei die Quadrupolwirkungen benachbarter Quadrupole jeweils senkrecht zueinander gerichtet sind.
  3. Teilchenoptische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, in der die beiden Hexapole (24, 26) im wesentlichen identisch sind.
  4. Teilchenoptische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in der jeder der beiden Hexapole (24, 26) als ein Hexapol-Dublet aufgebaut ist.
  5. Teilchenoptische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in der die zentralen Quadrupole des ersten Übertragungssystems als eine Multipoleinheit aufgebaut sind, die mindestens acht physikalische Pole aufweist, von denen mindestens vier in einer gegenseitig unabhängigen Weise auf ein elektrisches Potential eingestellt werden können.
  6. Teilchenoptische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in der mindestens einer der Quadrupole des ersten und/oder des zweiten Übertragungssystems und/oder mindestens einer der Hexapole der Korrektureinheit (22) als eine Multipoleinheit aufgebaut ist, die mindestens acht physikalische Pole aufweist, die in einer gegenseitig unabhängigen Weise erregt werden können.
DE69822139T 1997-12-11 1998-12-10 Korrekturvorrichtung zur linsenfehlerkorrektur in ladungsträger-optischen geräten Expired - Lifetime DE69822139T2 (de)

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