JP2004199912A

JP2004199912A - 荷電粒子ビーム装置における収差補正装置

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Publication number: JP2004199912A
Application number: JP2002364622A
Authority: JP
Inventors: Shinobu Uno; 忍宇野
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 2002-12-17
Filing date: 2002-12-17
Publication date: 2004-07-15

Abstract

【課題】僅かな作動距離の変化によっても、複雑な収差補正の再補正を行うことなく、プローブ径をほぼ一定とすることができる荷電粒子ビーム装置の収差補正装置を実現する。
【解決手段】制御部１９は対物レンズ７の励磁が変化された場合には、その変化量に応じてメモリー３０からその変化量に応じた、例えば補正電圧値を読み出し、この補正電圧値に基づき、対応する極子に印加される電圧を補正する。したがって、対物レンズ７の励磁が変化しても、試料面２０に照射される電子ビームのプローブ径は、常に小さいプローブ径が維持されることになる。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走査電子顕微鏡などの電子ビーム装置やイオンマイクロプローブなどのイオンビーム装置における色収差と球面収差を補正するための荷電粒子ビーム装置における収差補正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
走査電子顕微鏡や透過電子顕微鏡において、高分解能の像を観察したりプローブ電流密度を上げることを目的として、電子光学系の中に収差補正装置が組み込まれている。この収差補正装置として、色収差を静電型４極子と磁場型４極子の組合せで補正し、球面収差を４段の８極子で補正する方式が提案されている。その原理については、非特許文献１〜３に詳しく紹介されている。
【０００３】
ここで、上記した収差補正装置の原理の概略を、図１に基づいて説明する。図１において、対物レンズ７の前段に収差補正装置Ｃが配置されている。収差補正装置Ｃは、４段の静電型４極子１、２、３、４と、静電型４極子の２段目と３段目が作り出す電位分布と相似な磁位分布を作り出し、電界と重畳した磁界を形成する２段の磁場型４極子５、６と、４段の静電型４極子が形成する電界と重畳した電界を形成する４段の静電型８極子１１，１２，１３，１４とより構成されている。
【０００４】
なお、実際の装置では、これら４極子や８極子の電界に、更に４段の２極子（軸合わせ用の偏向装置として動作する）と、４段の６極子（２次の開口収差補正用として働く）が重畳するように構成されているが、本発明とは直接の関係は小さいので、詳しくは説明しない。
【０００５】
このような構成において、図の左側から入射した荷電粒子ビームは、４段の静電型４極子１、２、３、４と対物レンズ７によって、基準となる荷電粒子ビームの軌道が作られ、試料面２０に荷電粒子ビームがフォーカスされる。この図１では、粒子線のＸ方向の軌道ＲｘとＹ方向の軌道Ｒｙを平面上にまとめて模式的に描いている。
【０００６】
基準軌道とは、近軸軌道（収差がないときの軌道と考えてよい）として、４極子１によってＹ方向の軌道Ｒｙが４極子２の中心を通り、４極子２によってＸ方向の軌道Ｒｘが４極子３の中心を通り、最後に４極子３、４と対物レンズ７によって荷電粒子ビームが試料面２０にフォーカスされる軌道をいう。実際には完全なフォーカスのために、これらの相互調整が必要になる。なお、このとき、前記の４段の２極子は、軸合わせのために用いられる。
【０００７】
更に詳細に図１を説明すると、Ｘ方向の軌道Ｒｘの荷電粒子ビームは、４極子１によって拡散（凹レンズと同様な作用）され、次いで手４極子２によって集束（凸レンズと同様な作用）されて４極４によって集束されて、対物レンズ７に向かう。一方、Ｙ方向の軌道Ｒｙの荷電粒子ビームは、４極子１によって集束されて４極子２の中心を通るようになされ、４極子２の中心を通過した後、４極子３によって集束され、最後に４極子４によって拡散された後、対物レンズ７に向かう。このようにＸ方向の軌道Ｒｘら作用する４極子１の拡散作用と、Ｙ方向の軌道Ｒｙに作用する４極子４の拡散作用とを合成することによって、１個の凹レンズの如く働かせることができる。
【０００８】
次に、収差補正装置Ｃによる色収差補正について説明する。図１に示したような系で先ず色収差を補正するには、上記の基準軌道を変えないように静電型４極子２の電位φ_q2［Ｖ］と磁場型４極子５の励磁Ｊ₂［ＡＴ］（あるいは磁位）が調整され、レンズ系全体としてＸ方向の色収差が０に補正される。同様に基準軌道を変えないように静電型４極子３の電位φ_q3［Ｖ］と磁場型４極子６の励磁J₃［ＡＴ］が調整され、レンズ系全体としてＹ方向の色収差が０に補正される。
【０００９】
次に、球面収差補正（３次の開口収差補正）について説明する。球面収差を補正する場合には、Ｘ，Ｙ方向の色収差の補正を行った後に、静電型８極子１２の電位φ_O2［Ｖ］によってレンズ系全体としてＸ方向の球面収差を０に補正し、静電型８極子１３の電位φ_O3によってＹ方向の球面収差を０に補正する。
【００１０】
次に、ＸＹが合成された方向の球面型収差を静電型８極子１１、１４で０に補正する。実際は交互の繰返し調整が必要になる。なお、４極子や８極子の電位や励磁の重畳は、１個の１２極子を用いて、１２極の各極子に印加する電位や励磁を変化させ２極子、４極子、６極子、８極子などの合成が行われ、実用化されている。この方法については、例えば非特許文献４に紹介されている。
【００１１】
すなわち、静電型の場合には、図２に示すように、１２個の電極Ｕｎ（ｎ＝１，２，３，…、１２）に対して、独立に電圧を供給できる最終団電源Ａｎ（ｎ＝１，２，３，…、１２）が接続され、４極子場を作る場合には、理想的な４極子場に近い場が得られるように、４極子電源１０からの出力電圧が各最終団電源Ａｎに供給される。最終団電源Ａｎの出力電圧が４極子電源１０の出力電圧と比例すると仮定すると、１０の出力電圧の比は、非特許文献４に示された値になる。また、この４極子場に重ねて８極子場を作る場合には、理想的な８極子場に近い場が得られるように、８極子電源１８からの出力電圧が前記１０の出力電圧と加算されて各最終団電源Ａｎに供給される。以下同様の考え方で、１個の１２極子で２ｎ極子（ｎ＝１，２，３，…、１２）の多極子場を重ねた場が得られる。
【００１２】
次に、磁場型の場合には、図３に示すように、１２個のマグネットＷｎ（ｎ＝１，２，３，…、１２）のコイルに対して、独立に励磁電流を供給できる最終段電源Ｂｎ（ｎ＝１，２，３，…、１２）が接続され、磁場型４極子場を作る場合には、理想的な磁場型の４極子場に近い場が得られるように、磁場型４極子電源１５からの出力電圧が、各Ｂｎに供給される。最終段電源Ｂｎの出力電流が、磁場型４極子電源１５の出力電圧と比例すると仮定すると、この出力電圧の比は、上記の文献［４］に示されている励磁力の比になる。
【００１３】
上記従来技術では、磁場型の４極子場以外の多極子場の重畳は説明されていないが、最終段電源Ｂｎの入力電圧に多極子場の電圧を加算することによって、静電型と同様に磁場型の多極子場の重畳が可能となる。なお、ここで、図３では、各マグネットＷｎの外側を磁気的につなぐヨークは省略されている。
【００１４】
次に、静電型と磁場型を重ねる場合には、マグネットＷｎが電極Ｕｎを兼ねることができるように、導電性の磁性体を用いればよい。この場合、マグネットのコイルは電極とは電気的に絶縁して配置される。
【００１５】
以下の説明では、説明を簡単にするために、あたかも２ｎ極子を互いに重ねたかのように記述しているが、実際には１つの１２極子に対し、複数の多極子場の重畳は、上記のように電圧信号の加算によって行っている。
【００１６】
以下の説明で、静電型の多極子で電位φ（あるいは電圧）という表現を用いた場合には、図４（ａ）、２（ｂ）に示すような標準配列をした多極子の＋側の値を表すものとする。同様に、磁場型の励磁Ｊという表現を用いた場合には、＋側の励磁［ＡＴ］を表すものとする。
【００１７】
【非特許文献１】
H. Rose, Optik 33, Heft1, 1 (1971)
【非特許文献２】
J. Zach, Optik 83, No1, 30 (1989)
【非特許文献３】
J. Zach and M. Haider, Nucl. Instr. and Meth. In Pyhs. Res.A 363, 316 (1995)
【非特許文献４】
M. Haider et al., Optik 63 No.1, 9-23 (1982)
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
前記した収差補正の理論や、実際に行われた実験に基づく結果では、色収差と球面収差がほぼ完全に補正され、前記収差補正系の優秀性が認められたが、実用化の観点からは、例えば、次に示すような問題点が生じている。
【００１９】
すなわち、実際の試料の表面には凹凸があったり傾斜があったりして、観察する場所によって作業距離（対物レンズと試料との間の距離）は僅かながら変化する。従って、実際の試料観察においては、この僅かな作動距離の変化に合わせるために、当然対物レンズの焦点距離（強度）を変化させなければならない。そして、対物レンズの焦点距離を変えると、それに伴って収差補正装置の各極子の印加電圧等も調整し直す必要が生じる。これに対して、従来の考え方は、補正電圧を調整しなくとも、試料上に照射される荷電粒子ビームのプローブ径の変化は僅かであるとして無視するか、あるいは、作動距離の変化の都度、プローブ径が変化しないように、あらかじめ色収差の補正がなされていた静電型４極子と磁場型４極子の組合せを再補正し、球面収差を４段の８極子で再補正することが考えられる。しかしながら、これらの補正動作は繁雑であるため、やむを得ず、僅かな作動距離変化による荷電粒子ビームのプローブ径の変化は僅かであるとして無視しているのが現状である。
【００２０】
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、その目的は、僅かな作動距離の変化によっても、複雑な収差補正の再補正を行うことなく、プローブ径をほぼ一定とすることができる荷電粒子ビーム装置の収差補正装置を実現するにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に基づく荷電粒子ビーム装置における収差補正装置は、荷電粒子ビーム光学系内部に配置された収差補正装置であって、４段の静電型４極子と、４段の静電型４極子の中央の２段の静電型４極子の電位分布と相似な磁位分布を重畳させる２段の磁場型４極子と、収差補正装置の後段に設けられた対物レンズと、荷電粒子ビームの光路の一部に設けられた対物絞りと、加速電圧や作動距離を変更する操作部と、前記４段の静電４極子のそれぞれに電圧を供給する電源と、２段の磁場型４極子を励磁する電源と、対物レンズの電源と、操作部の操作または設定に基づいて前記３種類の電源を制御する制御部と、作動距離の変化に基づいて対物レンズの強度を変化させた場合、収差を補正するための対物レンズの強度の変化量に応じた各極子の電圧値を記憶したメモリーを備え、制御部は対物レンズの強度の変化に応じてメモリーから対応する各極子の補正電圧値を読み出し、この電圧値に応じて各極子の電源を制御し、作動距離の変化に伴う対物レンズの強度変化による荷電粒子ビームのプローブ径をほぼ一定に維持するようにしたことを特徴としている。
【００２２】
請求項１の発明に基づく荷電粒子ビーム装置における収差補正装置は、試料面の高さ方向（作動距離）が僅かに変化して、それに伴い対物レンズの強度が変化しても、対物レンズの強度の変化に応じてメモリーから対応する各極子の補正電圧値を読み出し、この電圧値に応じて各極子の電源を制御して収差を補正し、作動距離の変化に伴う対物レンズの強度変化による荷電粒子ビームのプローブ径をほぼ一定に維持する。
【００２３】
また、請求項２の発明に基づく荷電粒子ビーム装置における収差補正装置は、試料面の高さ方向（作動距離）が僅かに変化して、それに伴い対物レンズの強度が変化しても、対物レンズの強度の変化に応じてメモリーから対応する静電型８極子の補正電圧値を読み出し、この電圧値に応じて静電型８極子の電源を制御して収差を補正し、作動距離の変化に伴う対物レンズの強度変化による荷電粒子ビームのプローブ径をほぼ一定に維持する。
【００２４】
また、請求項３の発明に基づく荷電粒子ビーム装置における収差補正装置は、試料面の高さ方向（作動距離）が僅かに変化して、それに伴い対物レンズの強度が変化しても、対物レンズの強度の変化に応じてメモリーから対応する静電型８極子を含む各極子の補正電圧値を読み出し、この電圧値に応じて各極子の電源を制御して収差を補正し、作動距離の変化に伴う対物レンズの強度変化による荷電粒子ビームのプローブ径をほぼ一定に維持する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図５は本発明の基本構成を示しており、荷電粒子ビームの一部をプローブとして試料に照射する装置において、色収差を補正するために、４段の静電型４極子１、２、３、４と中央の２段の静電型４極子２、３の電位分布と相似な磁位分布を重畳させる２段の磁場型４極子５、６と、対物レンズ７と、光路の一部に設けられた対物絞り８と、加速電圧や作動距離を変更する操作表示部９と、４段の静電４極子１〜４に電圧を供給する電源１０と、２段の磁場型４極子５、６を励磁する電源１５と、対物レンズの電源１７と、操作表示部９の操作または設定に基づいて前記電源１０、１５を制御する制御部１９が備えられている。
【００２６】
なお、対物レンズ７は、対物レンズ７が磁場型の場合は電源１７から供給される電流を変えることによって、対物レンズ７が静電型の場合は、電源１７から供給される電圧を変えることによって、あるいは、対物レンズ７が電場・磁場重畳型の場合は、電源１７から供給されれる電流および電圧を調整することによって、レンズの強度（焦点距離）が調節される。更に、荷電粒子が高速のイオンの場合には、荷電粒子の質量に関係なく、同じ屈折力が得られる静電型の対物レンズ７が用いられる。
【００２７】
また、球面収差を補正するために、前記した各構成要素に加えて４段の静電型４極子１、２、３、４の電位分布に８極子電位を重畳させる４段の静電型８極子１１、１２、１３、１４と、４段の静電型８極子に電圧を供給する電源１８と、操作表示部９の操作または設定に基づいて前記電源１８を制御する制御部１９が備えられている。
【００２８】
以下において、上記４段の静電型４極子１，２，３，４と２段の磁場型４極子５，６と、これに電源１０，１５を含めたもの、あるいは、これらに更に４段の静電型８極子１１，１２，１３，１４と電源１８を含めたものを収差補正装置Ｃと呼ぶことにする。なお、２０は荷電粒子ビームが照射される試料面である。
【００２９】
このような収差補正装置Ｃは、例えば、図６に示す如き走査電子顕微鏡などに組み込まれる。３０は内部が真空雰囲気にされた鏡筒である。鏡筒３０内には、電子ビームを発生し、加速電圧によって電子にエネルギーを与える電子銃３１，電子銃３１で発生した電子ビームを集束し、かつ電子ビーム電流を適当な値に制限するためのコンデンサレンズ３２と、対物レンズ絞り３３，収差補正装置Ｃ、電子ビームを２次元的に偏向して走査するための偏向器３４，電子ビームをフォーカスして試料３６に照射する対物レンズ３７，試料３６を載置して、所望の場所が電子ビームによって走査されるように試料３６を任意に駆動できる試料ステージ３８，電子ビームの照射・走査に伴って試料３６から発生する２次電子などの信号を検出する検出器３９等が備えられている。なお、電子銃３１から対物レンズ３７までを電子ビームの光学系と呼ぶことがある。
【００３０】
さて、上述した走査電子顕微鏡において、収差補正装置Ｃによって色収差と球面収差が補正され、小さいプローブ径の電子ビームが試料面２０に照射されているとする。この調整された状態から試料面がＺ方向に微動し、作動距離が僅かに変化した場合には、対物レンズの強度（焦点距離）を調整して、電子ビームのフォーカスが試料表面で合うようにしなければならない。以下、対物レンズの強度の調節は磁場型の対物レンズの場合で説明する。作業距離の変化に応じて対物レンズの励磁を△Ｉだけ変化させると、その収差補正の条件下で得られる試料面２０に照射される電子ビームの最小のプローブ径は、図７の実線のように大きくなってしまう。
【００３１】
一方、対物レンズ７の励磁を変えるたびにその都度色収差と球面収差の補正をやり直せば、図７の破線で示すように、プローブ径を小さい状態に維持することができる。すなわち、図７の破線の状態を維持するためには、対物レンズ７の励磁の変化ΔＩに応じて、一段目の８極子１１の電圧を変化させなければならない。
【００３２】
この８極子１１の電圧の変化分ΔＶoctlをΔＩに対してプロットすると、図８のようになり、ΔＩが小さい範囲ではほぼ直線と見なすことができる。このような現象は、他の８極子電極１２〜１４，２段の磁場型４極子５，６，４段の静電型４極子１〜４の電圧や電流値を対物レンズ７の励磁の変化ΔＩに応じて変化させても同様に生じる。
【００３３】
したがって、対物レンズ７の励磁の変化ΔＩの変化に応じた８極子や４極子の電圧や電流の傾きのデータを有していれば、このデータを用いてΔＩの変化に応じて、自動的に補正電圧や電流を調整し、常に図７の破線で示すように小さいプローブ径が維持されることになる。具体的には、制御部１９にメモリー３０が備えられており、このメモリー３０には、ΔＩに応じて各極子に印加される電圧あるいは電流の補正電圧あるいは補正電流がテーブルの形式で記憶されている。
【００３４】
この結果、制御部１９は対物レンズ７の励磁が変化された場合には、その変化量に応じてメモリー３０からその変化量に応じた、例えば補正電圧値を読み出し、この補正電圧値に基づき、対応する極子に印加される電圧を補正する。したがって、対物レンズ７の励磁が変化しても、試料面２０に照射される電子ビームのプローブ径は、図７の破線で示すように常に小さいプローブ径が維持されることになる。
【００３５】
なお、図７の一点鎖線は、対物レンズ７の励磁ΔＩを変えるたびに、その都度球面収差だけを補正し直したときのプローブ径を示している。この図から明らかなように、球面収差が支配的であれば、ΔＩの変化に応じて自動的に調節する電圧を、８極子１１〜１４だけに限っても、充分な効果が得られる。同様に、色収差が支配的であれば、対物レンズ７の励磁ΔＩを変えるたびに、その都度色収差だけを補正し直しても、すなわち、８極子１１〜１４を除く、２段の磁場型４極子５，６，４段の静電型４極子１〜４の電圧や電流値を対物レンズ７の励磁の変化ΔＩに応じて変化させても、充分な効果が得られる。更に、２段の磁場型４極子５，６は補正し直さなくとも、それなりの効果が得られることがあることも分っている。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明に基づく荷電粒子ビーム装置における収差補正装置は、荷電粒子ビーム光学系内部に配置された収差補正装置であって、４段の静電型４極子と、４段の静電型４極子の中央の２段の静電型４極子の電位分布と相似な磁位分布を重畳させる２段の磁場型４極子と、収差補正装置の後段に設けられた対物レンズと、荷電粒子ビームの光路の一部に設けられた対物絞りと、加速電圧や作動距離を変更する操作部と、前記４段の静電４極子のそれぞれに電圧を供給する電源と、２段の磁場型４極子を励磁する電源と、対物レンズの電源と、操作部の操作または設定に基づいて前記３種類の電源を制御する制御部と、作動距離の変化に基づいて対物レンズの強度を変化させた場合、収差を補正するための対物レンズの強度の変化量に応じた各極子の電圧値を記憶したメモリーを備え、制御部は対物レンズの強度の変化に応じてメモリーから対応する各極子の補正電圧値を読み出し、この電圧値に応じて各極子の電源を制御し、作動距離の変化に伴う対物レンズの強度変化による荷電粒子ビームのプローブ径をほぼ一定に維持するように構成した。
【００３７】
その結果、請求項１の発明に基づく荷電粒子ビーム装置における収差補正装置は、試料面の高さ方向（作動距離）が僅かに変化して、それに伴い対物レンズの強度が変化しても、対物レンズの強度の変化に応じてメモリーから対応する各極子の補正電圧値を読み出し、この電圧値に応じて各極子の電源を制御して収差を補正し、作動距離の変化に伴う対物レンズの強度変化による荷電粒子ビームのプローブ径をほぼ一定に維持することができる。
【００３８】
また、請求項２の発明に基づく荷電粒子ビーム装置における収差補正装置は、試料面の高さ方向（作動距離）が僅かに変化して、それに伴い対物レンズの強度が変化しても、対物レンズの強度の変化に応じてメモリーから対応する静電型８極子の補正電圧値を読み出し、この電圧値に応じて静電型８極子の電源を制御して収差を補正し、作動距離の変化に伴う対物レンズの強度変化による荷電粒子ビームのプローブ径をほぼ一定に維持することができる。
【００３９】
また、請求項３の発明に基づく荷電粒子ビーム装置における収差補正装置は、試料面の高さ方向（作動距離）が僅かに変化して、それに伴い対物レンズの強度が変化しても、対物レンズの強度の変化に応じてメモリーから対応する静電型８極子を含む各極子の補正電圧値を読み出し、この電圧値に応じて各極子の電源を制御して収差を補正し、作動距離の変化に伴う対物レンズの強度変化による荷電粒子ビームのプローブ径をほぼ一定に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】収差補正装置の原理の概略を説明するための図である。
【図２】静電型１２極子を１２以下の静電型多極子として用いる方法を示す図である。
【図３】磁場型１２極子を１２以下の磁場型多極子として用いる方法を示す図である。
【図４】静電型多極子の標準配列を示す図である。
【図５】本発明の基本構成を示す図である。
【図６】走査電子顕微鏡の標準的な構成を示す図である。
【図７】作動距離の変化に伴って対物レンズの励磁をΔＩだけ変化させたときの最小のプローブ径の変化を示す図である。
【図８】対物レンズの励磁をΔＩだけ変化させ、色収差と球面収差を補正し直したとき、１段目の８極子の電圧の変化量ΔＶoctlの変化を示す図である。
【符号の説明】
１，２，３，４静電型４極子
５，６磁場型４極子
７対物レンズ
８対物絞り
９操作表示部
１０，１５，１８，１９電源
２０試料面
２１メモリー

Claims

荷電粒子ビーム光学系内部に配置された収差補正装置であって、４段の静電型４極子と、４段の静電型４極子の中央の２段の静電型４極子の電位分布と相似な磁位分布を重畳させる２段の磁場型４極子と、収差補正装置の後段に設けられた対物レンズと、荷電粒子ビームの光路の一部に設けられた対物絞りと、加速電圧や作動距離を変更する操作部と、前記４段の静電４極子のそれぞれに電圧を供給する電源と、２段の磁場型４極子を励磁する電源と、対物レンズの電源と、操作部の操作または設定に基づいて前記３種類の電源を制御する制御部と、作動距離の変化に基づいて対物レンズの強度を変化させた場合、収差を補正するための対物レンズの強度の変化量に応じた各極子の電圧値を記憶したメモリーを備え、制御部は対物レンズの強度の変化に応じてメモリーから対応する各極子の補正電圧値を読み出し、この電圧値に応じて各極子の電源を制御し、作動距離の変化に伴う対物レンズの強度変化による荷電粒子ビームのプローブ径をほぼ一定に維持するようにしたことを特徴とする荷電粒子ビーム装置における収差補正装置。
荷電粒子ビーム光学系内部に配置された収差補正装置であって、４段の静電型４極子と、４段の静電型４極子の電位分布に８極子電位を重畳させる４段の静電型８極子と、４段の静電型４極子の中央の２段の静電型４極子の電位分布と相似な磁位分布を重畳させる２段の磁場型４極子と、収差補正装置の後段に設けられた対物レンズと、荷電粒子ビームの光路の一部に設けられた対物絞りと、加速電圧や作動距離を変更する操作部と、前記４段の静電４極子のそれぞれに電圧を供給する電源と、４段の静電型８極子に電圧を供給する電源と、２段の磁場型４極子を励磁する電源と、対物レンズの電源と、操作部の操作または設定に基づいて前記４種類の電源を制御する制御部と、作動距離の変化に基づいて対物レンズの強度を変化させた場合、収差を補正するための対物レンズの強度の変化量に応じた静電型８極子の電圧値を記憶したメモリーを備え、制御部は対物レンズの強度の変化に応じてメモリーから対応する静電型８極子の補正電圧値を読み出し、この電圧値に応じて静電型８極子の電源を制御し、作業距離の変化に伴う対物レンズの強度変化による荷電粒子ビームのプローブ径をほぼ一定に維持するようにしたことを特徴とする荷電粒子ビーム装置における収差補正装置。
荷電粒子ビーム光学系内部に配置された収差補正装置であって、４段の静電型４極子と、４段の静電型４極子の電位分布に８極子電位を重畳させる４段の静電型８極子と、４段の静電型４極子の中央の２段の静電型４極子の電位分布と相似な磁位分布を重畳させる２段の磁場型４極子と、収差補正装置の後段に設けられた対物レンズと、荷電粒子ビームの光路の一部に設けられた対物絞りと、加速電圧や作動距離を変更する操作部と、前記４段の静電４極子のそれぞれに電圧を供給する電源と、４段の静電型８極子に電圧を供給する電源と、２段の磁場型４極子を励磁する電源と、対物レンズの電源と、操作部の操作または設定に基づいて前記４種類の電源を制御する制御部と、作動距離の変化に基づいて対物レンズの強度を変化させた場合、収差を補正するための対物レンズの強度の変化量に応じた各極子の電圧値を記憶したメモリーを備え、制御部は対物レンズの強度の変化に応じてメモリーから対応する各極子の補正電圧値を読み出し、この電圧値に応じて各極子の電源を制御し、作業距離の変化に伴う対物レンズの強度変化による荷電粒子ビームのプローブ径をほぼ一定に維持するようにしたことを特徴とする荷電粒子ビーム装置における収差補正装置。