JP2006127879A - 多極子 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は多極子に関し、製造コストを抑え、高加工精度及び高位置精度を確保した多極子電場、多極子磁場、多極子電磁場をそれぞれ独立に発生させることができる多極子を提供することを目的としている。
【解決手段】 複数の電極子２又は磁極子４で構成され、荷電粒子の運動を制御する多極子において、同軸上に非磁性体の多電極子と多磁極子を絶縁体１で支持されるように配置し、前記多磁極子が多電極子の外側に位置するように構成される。非磁性体の多電極子と多磁極子を絶縁体で支持し、前記磁極子４が電極子２の外側に位置するようにしたので、製造コストを抑え、高加工精度及び高位置精度を確保した多極子電場、多極子磁場、多極子電磁場をそれぞれ独立に発生させることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は多極子に関し、更に詳しくは電子顕微鏡の収差補正器やウィンフィルタに用いて好適な多極子に関する。

荷電粒子の運動を制御する多極子は、複数の電極又は磁極で構成されている。また、電極材質に磁性体を用いることによって、電極を磁極として使用する場合もある。図３は従来の多極子の構成例を示す図である。図において、１はドーナツ状に形成された絶縁体、６は電極としてもまた磁極としても用いられる電磁極子、５は該電磁極子６に巻回されたコイルである。

図３において、前記電磁極子６は絶縁体１によって支持されている。前記電磁極子６にはコイル５が巻回されていることにより、図に示す装置を多極子電場又は多極子磁場、又は多極子電磁場を発生させることができる。

図４は従来の多極子の他の構成例を示す図である。図３と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、１はドーナツ状に形成された絶縁体、２は該絶縁体１の空洞部の壁面に形成された電極子で、該電極子２はパターンニング（蒸着）されている。電極の極数は１２極子の場合を示す。なお、この従来例は、磁極を持たず電極子としてのみ機能するものである。３は電極子２に接続される電圧印加用の導通線である。該導通線と電極子２とは、例えば接着剤又はハンダ付けにより導通できるように構成されている。

従来のこの種の装置としては、電子光学系の収差補正を、主偏向器によって選択されるユーザフィールド毎に一様な補正量で行ない、該サブフィールド内で露光位置を選択する静電偏向型副偏向器の入力信号の補正によって、該収差補正を補充するようにしたものが知られている（例えば特許文献１参照）。また、管状絶縁基板の内表面に導電体層によるリードと抵抗体層による抵抗体が設けられ、これら構成要素には絶縁体層が形成され、その絶縁体層上には複数領域に分割された導電体層による電極が形成されたものが知られている（例えば特許文献２参照）。
特開昭６２−６５４１９号公報（第３頁、第１図、第２図） 特開平４−３５５０３９号公報（第２頁、図１）

図３に示す多極子では、多極子電場、多極子磁場、多極子電磁場を同じディメンジョンで発生させることができるが、多極子の数が増えてくると、その構成が複雑になり、加工精度及び位置精度が確保できないという問題があった。また、電圧によっては、放電耐圧の関係から極子間のギャップに制約があり、磁極を独立に製作できないという問題があった。また、複雑であるためコストがかかるという問題があった。

図４に示す多極子では、多極子の電場を発生させることができるが、多極子磁場又は多極子電磁場を発生させることができないという問題があった。この多極子は、前記絶縁体１の内面に電極をパターンニング（蒸着）するのみなので、構造が簡単で製造コストを大幅に抑えることができる。しかしながら、磁極を同様な方法でパターンニングすることができず、また磁路を形成することができないという問題があった。

また、図３に示す多電磁極子は電極と磁極が一緒になるため、電極子数と磁極子数を独立に構成することができないという問題があった。また、電極子間の耐圧によって電極子位置は制約を受けるため、磁極としても制約を受けてしまうという問題があった。

多極子を用いる装置として、ウィンフィルタや収差補正器が例としてあるが、これらは多極電磁場を必要とし、従来の多極子では複雑な構成になって製造コストがかかり、また加工精度、位置精度を確保できないという問題があった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、製造コストを抑え、高加工精度及び高位置精度を確保した多極子電場、多極子磁場、多極子電磁場をそれぞれ独立に発生させることができる多極子を提供することを目的としている。

（１）請求項１記載の発明は、複数の電極又は磁極で構成され、荷電粒子の運動を制御する多極子において、同軸上に非磁性体の多電極子と多磁極子を絶縁体で支持されるように配置し、前記多磁極子が多電極子の外側に位置するように構成されたことを特徴とする。
（２）請求項２記載の発明は、前記電極子は前記絶縁体の内面に貼り付けられていることを特徴とする。
（３）請求項３記載の発明は、前記電極子及び磁極子は前記絶縁体に支持されており、かつ該絶縁体により真空が保持されていることを特徴とする。
（４）請求項４記載の発明は、前記電極子は、前記絶縁体の内面に蒸着されていることを特徴とする。
（５）請求項６記載の発明は、前記電極子及び磁極子をそれぞれ独立に制御するようにしたことを特徴とする。

（１）請求項１記載の発明によれば、非磁性体の多電極子と多磁極子を絶縁体で支持し、前記磁極子が電極子の外側に位置するようにしたので、製造コストを抑え、高加工精度及び高位置精度を確保した多極子電場、多極子磁場、多極子電磁場をそれぞれ独立に発生させることができる多極子を提供することができる。
（２）請求項２記載の発明によれば、電極子を絶縁体の内面に貼り付けるようにしているので、製造が簡単となる。
（３）請求項３記載の発明によれば、電極子及び磁極子が絶縁体に支持されており、且つ該絶縁体により真空を保持することができる。
（４）請求項４記載の発明によれば、電極子を絶縁体の内面に蒸着して作るので、製造が簡単になる。
（５）請求項５記載の発明によれば、電極子及び磁極子が同軸に対して離れた位置に存在しているので、電極子及び磁極子をそれぞれ独立に制御することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態例を示す構成図である。図３、図４と同一のものは、同一の符号を付して示す。図に示す構成例は、非磁性体の電極子と、磁極子とからなり、それぞれの光軸からの距離が異なり、かつ磁極子の位置が電極子の外側に位置し、かつ磁極子を支持する絶縁体の内側に電極子がパターンニングされている構成となっている。非磁性体としては、例えば銅（Ｃｕ）が好適に用いられる。

図１において、１はドーナツ状に形成された絶縁体である。該絶縁体１としては、例えば碍子が用いられる。２は該絶縁体１の内部に設けられた４分割された電極子、３は該電極子２と電気的に接続される導通線である。４は４個設けられた磁極子、５は該磁極子４に巻回されたコイルである。７は絶縁体１の内部に形成された空洞部である。絶縁体１をドーナツ状に形成すれば、空洞部７が実現できることになる。

図では、電極子２、磁極子４としてそれぞれ４個設けられた例を示しているが、これに限るものではなく、任意の数の電極子２、磁極子４を設けることができる。電極子２としては、非磁性体が用いられる。そして、電極子２と磁極子４は、光軸（絶縁体１の円の中心）に関して、光軸からの距離が異なり、磁極子の位置が電極子の外側に位置している。そして、磁極子４は真空チャンバの外側、即ち大気中に設けられている。

このように構成された多極子において、絶縁体１の内側はドーナツ状に形成され、中心部は空洞部７となっている。そして、この空洞部７に面して非磁性体の電極子２が形成されている。この電極子２は、非磁性体の膜が貼り付けられて実現されている。非磁性体の膜を貼り付けるようにすると、製造が簡単になる。

このように構成された多極子において、導通線３から電圧を電極子２に印加すると、空洞部７内部に電界が発生する。一方、コイル５に直流電圧を流すと、空洞部７内に磁界が発生する。これら電界と磁界は別々に発生させることもできるし、同時に発生させることができる。即ち、本発明によれば、電極子２と磁極子４が同軸に対して離れた位置に存在しているので、電極子及び磁極子をそれぞれ独立に制御することができる。即ち、同軸である光軸上に多極子電場又は多極子磁場又は多極子電磁場を独立に発生させることができる。

本発明によれば、非磁性体の多電極子と多磁極子を絶縁体１で支持し、前記多磁極子が多電極子の外側に位置するようにしたので、製造コストを抑え、高加工精度及び高位置精度を確保した多極子電場、多極子磁場、多極子電磁場をそれぞれ独立に発生させることができる多極子を提供することができる。また、本発明によれば、電極子２及び磁極子４が絶縁体１に支持されており、且つ該絶縁体１により真空を保持することができる。

図２は本発明の第２の実施の形態例を示す構成図である。この実施の形態例も、非磁性体の電極子と、磁極子とからなり、それぞれの光軸からの距離が異なり、かつ磁極子の位置が電極子の外側に位置する構成は、図１に示す第１の実施の形態例と同じである。

図２において、１はドーナツ状の絶縁体、２は電極子、３は電極子２と電気的に接続された導通線、４は磁極子、５は該磁極子４上に巻回されたコイル、７は絶縁体１の中心部に形成された空洞部である。図１に示す実施の形態例と比較して、この実施の形態例では、電極２が１２極ある場合を示している。そして、電極２は絶縁体１の内部にパターンニング（蒸着）されてできている。このようにすれば、製造を簡単にすることができる。

絶縁体１の内側には光軸を中心として空洞が形成されており、その内面に複数の被磁性体の電極子２がパターンニングされている。前記電極子２は、それぞれ導通線３によって独立に独立に電場を印加することができる。コイル５を巻いた複数の磁極子４が前記絶縁体１に支持されており、その位置は光軸を電極子２と同軸とし、且つ前記電極子２の外側に配置されている。このようにして、同軸である光軸上に多極子電場又は多極子磁場又は多極子電磁場を独立に発生させることができる。

このように構成された多極子において、導通線３から電圧を電極子２に印加すると、空洞部７内部に電界が発生する。一方、コイル５に直流電圧を流すと、空洞部７内に磁界が発生する。これら電界と磁界は別々に発生させることもできるし、同時に発生させることができる。同時に発生させる場合には、電場と磁場が重畳されることになる。

上述したような本発明による多極子は、走査型電子顕微鏡等の収差補正装置や、ウィーンフィルタ等に用いて好適である。

本発明の第１の実施の形態例を示す構成図である。 本発明の第２の実施の形態例を示す構成図である。 従来の多極子の構成例を示す図である。 従来の多極子の他の構成例を示す図である。

符号の説明

１ 絶縁体
２ 電極子
３ 導通線
４ 磁極子
５ コイル
７ 空洞部

Claims (5)

1. 複数の電極子又は磁極子で構成され、荷電粒子の運動を制御する多極子において、
   同軸上に非磁性体の多電極子と多磁極子を絶縁体で支持されるように配置し、前記多磁極子が多電極子の外側に位置するように構成されたことを特徴とする多極子。
2. 前記電極子は前記絶縁体の内面に貼り付けられていることを特徴とする請求項１記載の多極子。
3. 前記電極子及び磁極子は前記絶縁体に支持されており、かつ該絶縁体により真空が保持されていることを特徴とする請求項１又は２記載の多極子。
4. 前記電極子は、前記絶縁体の内面に蒸着されていることを特徴とする請求項１記載の多極子。
5. 前記多極子及び磁極子をそれぞれ独立に制御するようにしたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の多極子。

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