JP2022127284A - 多極子ユニットおよび荷電粒子線装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高い位置精度および組み立ての容易性の両立を図れ、磁束の伝達率の低下を抑制できる多極子ユニットを提供する。【解決手段】多極子ユニット（１０９ａ）は、軟磁性金属材からなる極子１と、軟磁性金属材からなり、且つ、極子１に磁気的に接続されたシャフト２と、シャフト２に巻き付けられたコイル３とを備える。極子１は、第１凹部または第１凸部を成す第１嵌合部ＪＰ１を有する。シャフト２は、第２凸部または第２凹部を成す第２嵌合部ＪＰ２を有する。第１嵌合部ＪＰ１および第２嵌合部ＪＰ２は、極子１およびシャフト２が物理的に離間するように、互いに嵌め合わされている。【選択図】図２

Description

本願で開示される技術は、多極子ユニットおよび荷電粒子線装置に関し、特に、シャフトに磁気的に接続された極子を備える多極子ユニット、および、その多極子ユニットを有する荷電粒子線装置に関する。

荷電粒子ビームを応用した顕微鏡および半導体製造装置などの荷電粒子線装置において、荷電粒子ビームの偏向器または収差補正器に、複数の極子を備えた多極子ユニットが用いられている。近年、これらの荷電粒子線装置では、１０ナノメートルのオーダーでの加工、および、０．１ナノメートルのオーダーでの観察が行われている。このようなスケールでの加工および観察を実現するために、荷電粒子線装置内の偏向器または収差補正器では、高い位置精度で多極子ユニットを組み立てることが必要とされる。

例えば、特許文献１には、複数の極子と環状のヨーク（外磁路）との固定部において、上記ヨークに設けられた長穴状の開口に、極子指示棒を固定する技術が開示されている。この固定方法では２点の線接触となるので、極子への応力印加を低減し、極子の位置ずれを低減することができる。

また、特許文献２および特許文献３には、極子の先端部と、コイルが巻きつけられた磁性材シャフトとを別部材とした構造が示されている。

特許文献２には、複数の極子を光軸方向に並べて配置し、極子間を保持する絶縁支柱に複数の極子をロウ付けすることで、多段極子を形成する技術が開示されている。そして、光軸方向と平行なガイド溝を複数持つ非磁性材のハウジングに対して、ガイド溝に多段極子を嵌め込んで固定し、極子にシャフトを固定し、シャフトにヨークを組み付けることで、多段多極子ユニットが形成されている。

特許文献３には、極子の先端部と、コイルが巻きつけられたシャフトとを物理的に離間させた構造が開示されている。シャフトから出た磁束は、離間部の空隙に漏れ、極子の先端部へ伝達する。これにより、極子およびシャフトが、磁気的に接続される。また、離間部に真空隔壁を設けることで、極子の先端部を真空中に配置でき、コイルを大気中に配置できる。

特開２００５－０１９０７１号公報 特開２０１２－２０９１３０号公報 特開２０１５－２０７３５１号公報

特許文献１では、極子にコイルが巻きつけられ、極子の先端部から環状ヨークに固定される基端部まで、極子が一体の部材で作られている。一体の極子では、その長さが長くなるので、基端部の固定箇所において僅かに固定角度がずれると、極子の先端部において大きな位置ずれが生じる。この位置ずれを防ぐためには、複数の極子が、高い位置精度および高い角度精度で同時に組み立てられるまで、位置調整および角度調整と、組立とを繰り返す必要が生じる。それ故、多極子ユニットの製作には、膨大な時間が必要とされる。なお、特許文献１では、複数の極子が同一のヨークに固定されており、各極子間の電気絶縁ができないので、静電型の多極子ユニットを製作することができない。

特許文献２では、非磁性のハウジングおよび極子が、高い精度で加工できる。そして、ハウジングのガイド溝に沿って位置決めをし、ガイド溝に極子を嵌め込むので、ハウジングに対して高い位置精度で極子を固定することができる。しかし、ハウジングと極子との間には隙間があるので、極子に磁性材シャフトを取り付ける際に、極子に応力が掛かる。それ故、極子が変形する、および、極子の位置がずれるという恐れがある。極子の変形および位置ずれが生じた多極子ユニットでは、多極子場を出力する際に、予期せぬ寄生場が発生し、寄生収差が発生する。そうすると、その多極子ユニットを荷電粒子線装置に用いた場合、観察像の分解能が悪化するという問題がある。

特許文献３では、極子および磁性材シャフトが、物理的に接触しておらず、互いに端面で対向するように、単純に離間されている。それ故、極子およびシャフトの締結時に応力が生じないので、極子が変形する、および、極子の位置がずれるという恐れが発生しない。しかし、磁束の伝達を考慮すると、極子およびシャフトを単純に離間するだけでは、コイルで発生した磁束の大半が空気中へ逃げてしまう。それ故、極子への磁束の伝達率が大きく悪化するという問題がある。

また、特許文献３には、極子を真空中に配置するために、離間部に真空隔壁を配置する例も開示されている。しかし、真空隔壁の厚み以上に離間部の距離を大きくする必要があるので、真空隔壁を配置すると、磁束の伝達率が更に悪化してしまう。

本願の主な目的は、高い位置精度および組み立ての容易性の両立を図れ、磁束の伝達率の低下を抑制できる多極子ユニットを提供することにある。そして、その多極子ユニットを適用することで、観察像の分解能の悪化を抑制するなど、荷電粒子線装置の性能を向上させる。その他の課題および新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになる。

一実施の形態おける多極子ユニットは、軟磁性金属材からなる極子と、軟磁性金属材からなり、且つ、前記極子に磁気的に接続されたシャフトと、前記シャフトに巻き付けられたコイルと、を備える。前記極子は、第１凹部または第１凸部を成す第１嵌合部を有し、前記シャフトは、第２凸部または第２凹部を成す第２嵌合部を有し、前記第２嵌合部は、前記第１嵌合部が前記第１凹部である場合に第２凸部を成し、且つ、前記第１嵌合部が前記第１凸部である場合に第２凹部を成し、前記第１嵌合部および前記第２嵌合部は、前記極子および前記シャフトが物理的に離間するように、互いに嵌め合わされている。

一実施の形態によれば、高い位置精度および組み立ての容易性の両立を図れ、磁束の伝達率の低下を抑制できる多極子ユニットを提供できる。また、その多極子ユニットを適用することで、荷電粒子線装置の性能を向上できる。

実施の形態１における多極子ユニットを示す平面図である。 実施の形態１における多極子ユニットを示す断面図である。 実施の形態１における多極子ユニットの効果を説明するための要部断面図である。 実施の形態２における多極子ユニットを示す平面図である。 実施の形態２における多極子ユニットを示す断面図である。 実施の形態３における多極子ユニットを示す断面図である。 実施の形態４における多極子ユニットを示す断面図である。 実施の形態５における多極子ユニットを示す平面図である。 実施の形態５における多極子ユニットを示す断面図である。 実施の形態６における荷電粒子線装置を示す模式図である。

以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。

また、実施の形態を説明するための図面では、各構成を分かり易くするために、ハッチングが省略されている場合もある。

本願において説明されるＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向は互いに交差し、直交している。本願では、Ｚ方向をある構造体の上下方向、高さ方向または厚さ方向として説明する。

（実施の形態１）
以下に図１および図２を用いて、実施の形態１における多極子ユニット１０９ａについて説明する。

多極子ユニット１０９ａは、主に、複数の極子１と、複数のシャフト２と、複数のコイル３と、ハウジング４と、外磁路（磁気ヨーク）６とを備える。また、多極子ユニット１０９ａは、例えば後述の図１０に示される荷電粒子線装置１００に多極子レンズとして適用され、１２極子４段の収差補正器１０９として適用される。

なお、多極子ユニット１０９ａの適用方法は、収差補正器１０９のみに限定されない。例えば、多極子ユニット１０９ａは、偏向器、スティグメータまたはウィーンフィルタにも適用できる。

図１に示されるように、複数の極子１および複数のシャフト２は、平面視において、荷電粒子線装置１００の光軸ＯＡに対して同心円状に配置され、円筒形状のハウジング４に固定されている。また、複数のシャフト２は、平面視において、環状の外磁路６に磁気的に接続されている。複数のコイル（励磁コイル）３は、それぞれ複数のシャフト２に巻き付けられている。

図２に示されるように、極子１は、ハウジング４の内壁に対してネジ５によって固定され、シャフト２は、ハウジング４の外壁に対してネジ５によって固定されている。ハウジング４には、極子１の位置決めのためのガイドとなる溝が彫られており、この溝に沿って極子１を嵌め込むことで、極子１が、ハウジング４に対して高い位置精度で固定される。

外磁路６には、シャフト２を固定するための孔が開いており、この孔にシャフト２を構成する部材の一部であるコマ７を嵌め込むことで、シャフト２および外磁路６が連結される。

極子１、シャフト２、外磁路６およびコマ７は、例えば純鉄、パーマロイまたはパーメンジュールのような軟磁性金属材からなる。これにより、極子１、シャフト２、外磁路６およびコマ７は、磁気的に接続され、これらの間での磁束の伝達が可能となる。

ハウジング４は、非磁性金属材からなる。これにより、ハウジング４の内部に位置する複数の極子１に対して、ハウジング４の外部から供給される磁場を極子１ごとに分離して伝達することができる。

また、極子１は、第１凹部または第１凸部を成す第１嵌合部ＪＰ１を有し、シャフト２は、第２凸部または第２凹部を成す第２嵌合部ＪＰ２を有する。第２嵌合部ＪＰ２は、第１嵌合部ＪＰ１が第１凹部である場合に第２凸部を成し、且つ、第１嵌合部ＪＰ１が第１凸部である場合に第２凹部を成す。以降の説明では、第１嵌合部ＪＰ１が第１凹部を成し、且つ、第２嵌合部ＪＰ２が第２凸部を成す場合について説明する。しかし、第１嵌合部ＪＰ１が第１凸部を成し、且つ、第２嵌合部ＪＰ２が第２凹部を成す場合であっても、本願の技術思想は適用可能である。

シャフト２の端部に設けられた第２嵌合部ＪＰ２は、極子１の端部に設けられた第１嵌合部ＪＰ１に挿入されている。ここで、第１嵌合部ＪＰ１および第２嵌合部ＪＰ２が直接接触しないように、極子１とシャフト２との間（第１嵌合部ＪＰ１および第２嵌合部ＪＰ２の間）には、空隙が設けられている。すなわち、第１嵌合部ＪＰ１および第２嵌合部ＪＰ２は、極子１およびシャフト２が物理的に離間するように、互いに嵌め合わされている。

なお、以降では、第１嵌合部ＪＰ１および第２嵌合部ＪＰ２のように、第１構造体と、第１構造体に挿入された第２構造体との間に空隙が存在し、両者が物理的に直接接触しない関係にあることを、「遊挿」と説明する。

また、シャフト２の固定箇所において固定角度のずれが大きくなる程、シャフト２の先端部（極子１側）における位置ずれも大きくなる。それ故、位置ずれの許容範囲を考慮して、第１構造体と第２構造体との間の空隙の幅を設計する必要がある。この空隙の幅を小さくできれば、磁束の伝達率を更に向上させることができる。以降の説明では、空隙の幅を小さくすることを、組立公差を吸収すると説明する場合もある。

図２に示される距離Ｌ１および距離Ｌ２は、それぞれ、上記空隙の幅であり、極子１とシャフト２との間の距離である。距離Ｌ１は、第２嵌合部ＪＰ２を第１嵌合部ＪＰ１へ嵌め合わす方向（Ｘ方向）と垂直な方向における距離であり、Ｘ方向と垂直な断面視における距離である。距離Ｌ２は、第２嵌合部ＪＰ２を第１嵌合部ＪＰ１へ嵌め合わす方向（Ｘ方向）と平行な方向における距離である。

なお、距離Ｌ１および距離Ｌ２は同じ値でなくともよく、実施の形態１では、距離Ｌ１は数百μｍであり、距離Ｌ２は数ｍｍである。また、他の実施の形態で説明される距離Ｌ３、Ｌ５、Ｌ７、Ｌ９は、実施の形態１における距離Ｌ１と同じ定義の距離であり、距離Ｌ４、Ｌ６、Ｌ８、Ｌ１０は、実施の形態１における距離Ｌ２と同じ定義の距離である。

上述のように、実施の形態１では、極子１およびシャフト２が、ネジ５によってそれぞれ独立してハウジング４に固定されているので、これらをハウジング４に対して高い位置精度で固定することができる。

更に、極子１およびシャフト２を遊挿構造とすることで、多極子ユニット１０９ａを組み立てる際に、シャフト２から極子１へ応力を印加せずに組み立てることが可能である。従って、極子１の位置ずれを防止できるので、多極子場の出力時に予期せぬ寄生場の発生を抑制し、寄生収差が発生することを抑制することができる。

それ故、多極子ユニット１０９ａの組立時に、極子１の位置調整が不要となるので、組み立て作業者の技能に左右されずに、各極子１の寸法、各極子１の位置および周方向の方位の均一性を高めながら多極子ユニット１０９ａを組み立てることができる。

すなわち、実施の形態１によれば、高い位置精度および組み立ての容易性の両立を図れる多極子ユニット１０９ａを提供できる。また、多極子ユニット１０９ａを荷電粒子線装置に適用した際に、寄生収差の発生を抑制できるので、観察像の分解能の悪化を抑制でき、荷電粒子線装置の性能を向上させることができる。

以下に図３を用いて、極子１とシャフト２との間の空隙、および、磁束伝達率の関係について説明する。図３には、本願発明者らが特許文献３を基に検討した検討例の構造と、実施の形態１の構造とが示されている。

検討例では、極子１およびシャフト２が物理的に離間しているが、互いの平面が対向する構造である。それ故、コイル３で発生した磁束の大部分が空気中へ逃げてしまう。すなわち、極子１およびシャフト２を単純に離間するだけでは、極子への磁束の伝達率が大きく悪化するという問題がある。

これに対して実施の形態１では、第１嵌合部ＪＰ１および第２嵌合部ＪＰ２は、物理的に離間しながら、互いに嵌め合わされている。それ故、コイル３で発生した磁束の大部分は、シャフト２の第２嵌合部ＪＰ２から空隙へ染み出して透過し、極子１の第１嵌合部ＪＰ１へと伝達される。すなわち、第２嵌合部ＪＰ２から漏れ出た磁束を第１嵌合部ＪＰ１で受け取ることができるので、磁束の伝達率の低下を抑制することができる。

このように、実施の形態１によれば、高い位置精度および組み立ての容易性の両立を図れると共に、磁束の伝達率の低下を抑制できる多極子ユニット１０９ａを提供できる。

以下に、実施の形態１における多極子ユニット１０９ａの組み立て方法について説明する。

まず、ネジ５によって、極子１およびハウジング４を固定する。次に、シャフト２の第２嵌合部ＪＰ２を極子１の第１嵌合部ＪＰ１に遊挿する。次に、ネジ５によって、シャフト２をハウジング４に固定し、コマ７によって、シャフト２を外磁路６に固定する。

以下に記す項目は、実施の形態１に限られず、後述の実施の形態２～５についても同様である。

例えば、実施の形態１において、第１嵌合部ＪＰ１および第２嵌合部ＪＰ２の凹凸形状の組み合わせについては、遊挿が可能であれば、特に制限は無い。例えば、円筒形の凹部および円柱形の凸部の組み合わせ、四角穴の凹部および角柱形の凸部の組み合わせ、または、円筒形の凹部および角柱形の凸部の組み合わせなど、任意の形状の組み合わせが適用できる。

また、実施の形態１の説明では、多極子ユニット１０９ａは、円周方向に等間隔に配置された１２個の極子１を有し、この多極子ユニット１０９ａが、光軸ＯＡに沿った方向に４段配置され、１２極子４段の収差補正器１０９として適用されている。しかし、極子１の数は４個、６個または８個など任意の数でよく、円周方向の極子１の配置の間隔も任意でよい。また、段数も１段または２段など、任意の段数にすることもできる。

（実施の形態２）
以下に図４および図５を用いて、実施の形態２における多極子ユニット１０９ａについて説明する。なお、以下の説明では、実施の形態１との相違点について主に説明し、実施の形態１と重複する点については説明を省略する。

実施の形態２における極子１は、電磁界複合型極子を構成する。これを実現させるために、図４および図５に示されるように、シャフト２には、シャフト２へ所定の電圧を供給するための電圧供給端子８が設けられている。ここでは、シャフト２を構成する部材の一部であるコマ７に電圧供給端子８が設けられている。

また、第１嵌合部ＪＰ１と第２嵌合部ＪＰ２との間の空隙には、極子１およびシャフト２が電気的に接続されるように、導電性を有する弾性部材９が設けられている。弾性部材９は、例えば金属製のバネ、導電性ゲルまたは導電性ポリマーなどである。しかし、導電性および弾性を有する部材であれば、弾性部材９は、他の構造体および他の材料であってもよい。

なお、実施の形態２では、弾性部材９が設けられるので、距離Ｌ４は数ｍｍを必要とするが、距離Ｌ３は、距離Ｌ４より短く、数百μｍである。これにより、磁束の伝達率の低下を抑制できる。

極子１へ電圧を印加する場合、極子１およびハウジング４を電気的に絶縁させる必要がある。そのため、極子１の上下に、固定用金具１０と、碍子などからなる絶縁部材１１とを加え、固定用金具１０およびハウジング４をネジ５によって固定する。すなわち、極子１は、ハウジング４に対して電気的に絶縁されるように、絶縁部材１１および固定用金具１０を介してハウジング４に固定されている。なお、極子１、絶縁部材１１および固定用金具１０は、ロウ付けなどにより組付けられる。

また、シャフト２およびハウジング４も極子１と同様に、電気的に絶縁させる必要がある。そのため、シャフト２とハウジング４との間、および、シャフト２とネジ５との間に、絶縁部材１２を挟み込む。すなわち、シャフト２は、ハウジング４に対して電気的に絶縁されるように、絶縁部材１２を介してハウジング４に固定されている。

更に、シャフト２およびコマ７と、外磁路６とも、電気的に絶縁させる必要がある。そのため、シャフト２およびコマ７と、外磁路６との間に絶縁スリーブ１３を配置する。すなわち、シャフト２は、外磁路６に対して電気的に絶縁されるように、絶縁スリーブ１３を介して外磁路に固定されている。なお、絶縁部材１２および絶縁スリーブ１３は、絶縁性を有する樹脂からなり、例えばポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）からなる。

以上のようにして、電圧が印加される箇所（極子１、弾性部材９、シャフト２、コマ７および電圧供給端子８）は、外磁路６、ハウジング４および他の極子１から電気的に絶縁される。複数の極子１の間が絶縁されるので、複数の極子１の各々に電気的に接続されている電圧供給端子８から、複数の極子１へ互いに異なる電圧を独立して印加できる。このようにして、電界および磁界を同時に出力可能な電磁界複合型極子が形成される。

また、弾性部材９が、磁束の伝達が可能な材料からなり、例えば軟磁性金属材からなる場合、弾性部材９は、シャフト２からの磁束を極子１へ伝達できる。その場合、磁束の伝達率の低下を更に抑制することができ、磁場の均一性が更に向上する。

以下に、実施の形態２における多極子ユニット１０９ａの組み立て方法について説明する。

まず、極子１、絶縁部材１１および固定用金具１０を、例えばロウ付けによって組付ける。次に、ネジ５によって、固定用金具１０およびハウジング４を固定する。次に、極子１の第１嵌合部ＪＰ１に、弾性部材９を設ける。次に、シャフト２の第２嵌合部ＪＰ２を第１嵌合部ＪＰ１に遊挿しながら、第２嵌合部ＪＰ２を弾性部材９に接触させる。次に、ネジ５によって、絶縁部材１２を介してシャフト２をハウジング４に固定し、コマ７によって、絶縁スリーブ１３を介してシャフト２を外磁路６に固定する。

ここで、実施の形態２では、極子１とシャフト２との間に弾性部材９が配置されるので、シャフト２を遊挿する際に、弾性部材９を介して極子１へ応力が印加される。しかし、この応力は、バネなどからなる弾性部材９の弾性力程度に小さい。従って、この応力によって、極子１の位置ずれおよび変形がほぼ発生しないので、予期せぬ寄生場の発生を抑制できる。

（実施の形態３）
以下に図６を用いて、実施の形態３における多極子ユニット１０９ａについて説明する。なお、以下の説明では、実施の形態２との相違点について主に説明し、実施の形態２と重複する点については説明を省略する。

図６に示されるように、実施の形態３における極子１は、実施の形態２と同様に、電磁界複合型極子を構成しているが、実施の形態３では、シャフト２は、第１シャフト部材２ａと、第１シャフト部材２ａに物理的に接触した第２シャフト部材２ｂとで構成される。なお、第１シャフト部材２ａおよび第２シャフト部材２ｂを接触させた状態の全体の長さは、実施の形態１または実施の形態２におけるシャフト２の長さと同等である。

第１シャフト部材２ａおよび第２シャフト部材２ｂは、実施の形態１で説明したシャフト２と同様に、例えば純鉄、パーマロイまたはパーメンジュールのような軟磁性金属材からなる。また、コイル３は、第１シャフト部材２ａに巻き付けられ、電圧供給端子８は、第１シャフト部材２ａ（コマ７）に設けられている。

第２シャフト部材２ｂは、第１シャフト部材２ａよりも極子１の近くに設けられ、且つ、第２嵌合部ＪＰ２を構成している。第２嵌合部ＪＰ２が、極子１の第１嵌合部ＪＰ１へ遊挿される。これにより、磁束は、第１シャフト部材２ａから第２シャフト部材２ｂを介して極子１へ伝達される。

第２シャフト部材２ｂは、第１嵌合部ＪＰ１に設けられた弾性部材９から弾性力を受け、第１シャフト部材２ａ側へ押し出される。それ故、第１シャフト部材２ａおよび第２のシャフト１７は、互いに物理的に接触する。

実施の形態１および実施の形態２では、シャフト２が長いので、第１嵌合部ＪＰ１と第２嵌合部ＪＰ２との間の空隙（距離Ｌ１、Ｌ３）は、組立公差を吸収するために、少なくとも数百μｍである必要があった。

これに対して実施の形態３では、第１シャフト部材２ａの組立公差を吸収するために、極子１の第１嵌合部ＪＰ１と第１シャフト部材２ａとの間の空隙は、数百μｍに確保されている。一方で、第２シャフト部材２ｂの長さは、実施の形態１および実施の形態２のシャフト２の長さよりも短く、実施の形態３の第１シャフト部材２ａの長さよりも短い。

それ故、第２嵌合部ＪＰ２である第２シャフト部材２ｂを第１嵌合部ＪＰ１へ直接遊挿することで、第１嵌合部ＪＰ１と第２シャフト部材ＪＰ２との間の距離Ｌ５を数十μｍ以下にすることができる。すなわち、第１嵌合部ＪＰ１とシャフト２との間の距離のうち最も短い距離は、第２嵌合部ＪＰ２を第１嵌合部ＪＰ１へ嵌め合わす方向（Ｘ方向）と垂直な方向における、第１嵌合部ＪＰ１と第２シャフト部材２ｂとの間の距離Ｌ５である。なお、距離Ｌ６は、数ｍｍである。

実施の形態３では、距離Ｌ５が、実施の形態１の距離Ｌ１および実施の形態２の距離Ｌ３よりも短いので、磁束の伝達率を向上させることができる。また、空隙が小さいことで、極子１ごとの磁束の伝達率のバラつきが低減され、極子１の先端部で発生させる磁場の均一性を向上させることができる。

以下に、実施の形態３における多極子ユニット１０９ａの組み立て方法について説明する。

まず、極子１、絶縁部材１１および固定用金具１０を、例えばロウ付けによって組付ける。次に、ネジ５によって、固定用金具１０およびハウジング４を固定する。次に、極子１の第１嵌合部ＪＰ１に、弾性部材９を設ける。次に、第２シャフト部材２ｂ（第２嵌合部ＪＰ２）を第１嵌合部ＪＰ１に遊挿し、第２嵌合部ＪＰ２を弾性部材９に接触させる。次に、第１シャフト部材２ａを第２シャフト部材２ｂに押し当てる。第２シャフト部材２ｂは、弾性部材９からの弾性力によって第１シャフト部材２ａ側へ押し出され、第１シャフト部材２ａに接触する。

次に、ネジ５によって、絶縁部材１２を介して第１シャフト部材２ａをハウジング４に固定し、コマ７によって、絶縁スリーブ１３を介して第１シャフト部材２ａを外磁路６に固定する。第２シャフト部材２ｂが第１シャフト部材２ａに接触した状態で、第１シャフト部材２ａの位置が固定されることで、第２シャフト部材２ｂの位置も固定される。

（実施の形態４）
以下に図７を用いて、実施の形態４における多極子ユニット１０９ａについて説明する。なお、以下の説明では、実施の形態３との相違点について主に説明し、実施の形態３と重複する点については説明を省略する。

図７に示されるように、実施の形態４では、第２シャフト部材２ｂは、単純な円柱または直方体のような形状ではなく、中腹部に出張った突出部２ｃを含む。また、多極子ユニット１０９ａは、保護部材１４を更に備えている。保護部材１４は、極子１の第１嵌合部ＪＰ１に固定され、第２シャフト部材２ｂが通過可能な貫通孔１４ａを有する。

保護部材１４は、リング状の部材であり、第２シャフト部材２ｂが第１嵌合部ＪＰ１から脱落することを防止するために設けられている。なお、保護部材１４を極子１の第１嵌合部ＪＰ１に固定する方法としては、例えば、保護部材１４の側面部にネジ山部が切られ、このネジ山部を極子１に設けられたネジ穴へ固定する方法、または、保護部材１４の側面部を第１嵌合部ＪＰ１へ圧入する方法が挙げられる。

突出部２ｃは、Ｚ方向において、その周囲の第２シャフト部材２ｂの幅および貫通孔１４ａの口径よりも大きな幅を有する。また、突出部２ｃは、保護部材１４よりも第１シャフト部材２ａから遠くに位置している。第２シャフト部材２ｂの一部は、貫通孔１４ａを通過するが、突出部２ｃは、貫通孔１４ａを通過せず、保護部材１４に接触する。

実施の形態４でも実施の形態３と同様に、第１シャフト部材２ａおよび第２シャフト部材２ｂが物理的に接触していることで、磁束が伝達される。ここでは、第２シャフト部材２ｂのうち突出部２ｃよりも第１シャフト部材２ａに近い箇所が、貫通孔１４ａの内部を通過し、且つ、第１シャフト部材２ａに物理的に接触している。

また、実施の形態４でも実施の形態３と同様に、極子１の第１嵌合部ＪＰ１と第１シャフト部材２ａとの間の空隙を数百μｍにし、距離Ｌ７を数十μｍ以下にし、距離Ｌ８を数ｍｍにすることができる。すなわち、実施の形態４においても、第１嵌合部ＪＰ１とシャフト２との間の距離のうち最も短い距離は、第２嵌合部ＪＰ２を第１嵌合部ＪＰ１へ嵌め合わす方向（Ｘ方向）と垂直な方向における、第１嵌合部ＪＰ１と第２シャフト部材２ｂとの間の距離Ｌ７である。

従って、実施の形態４でも、距離Ｌ７が短いので、磁束の伝達率を向上させることができる。また、空隙が小さいことで、極子１ごとの磁束の伝達率のバラつきが低減され、極子１の先端部で発生させる磁場の均一性を向上させることができる。

以下に、実施の形態４における多極子ユニット１０９ａの組み立て方法について説明する。

まず、極子１、絶縁部材１１および固定用金具１０を、例えばロウ付けによって組付ける。次に、極子１の第１嵌合部ＪＰ１に、弾性部材９を設ける。次に、第２シャフト部材２ｂ（第２嵌合部ＪＰ２）を第１嵌合部ＪＰ１に遊挿し、第２嵌合部ＪＰ２を弾性部材９に接触させる。

次に、第２シャフト部材２ｂの一部が貫通孔１４ａを通過するように、保護部材１４を極子１の第１嵌合部ＪＰ１に固定する。ここで、第２シャフト部材２ｂは、弾性部材９からの弾性力によって極子１から離れる方向へ押し出されるが、突出部２ｃが保護部材１４を通過しないので、突出部２ｃが保護部材１４に接触した状態で、第２シャフト部材２ｂの位置が固定される。次に、ネジ５によって、固定用金具１０およびハウジング４を固定する。

このように、実施の形態４では、第２シャフト部材２ｂが第１嵌合部ＪＰ１から脱落することを、保護部材１４によって防止できる。従って、極子１をハウジング４へ固定するよりも前に、弾性部材９、第２シャフト部材２ｂおよび保護部材１４を第１嵌合部ＪＰ１へ組み込むことができ、これらの位置を固定できる。それ故、極子１をハウジング４に固定した後、極子１へ応力が印加される作業が発生しないので、極子１の位置ずれおよび変形をより効率的に防止でき、組み立ての容易性を図れる。

その後、第１シャフト部材２ａを第２シャフト部材２ｂに押し当てる。第２シャフト部材２ｂは、第１シャフト部材２ａに接触しながら、極子１側へ押し出される。従って、突出部２ｃが保護部材１４から離間した状態となる。次に、ネジ５によって、絶縁部材１２を介して第１シャフト部材２ａをハウジング４に固定し、コマ７によって、絶縁スリーブ１３を介して第１シャフト部材２ａを外磁路６に固定する。第２シャフト部材２ｂが第１シャフト部材２ａに接触した状態で、第１シャフト部材２ａの位置が固定されることで、第２シャフト部材２ｂの位置も固定される。

なお、ここでは、第１シャフト部材２ａを第２シャフト部材２ｂに押し当てた後、突出部２ｃが保護部材１４から離間した状態となると説明したが、最終構造として突出部２ｃが保護部材１４から離間していることは、必須ではない。第２シャフト部材２ｂの位置が適正であり、且つ、第１シャフト部材２ａおよび第２シャフト部材２ｂの物理的接触が成されていれば、必要以上に第１シャフト部材２ａを第２シャフト部材２ｂに押し当てず、最終構造として突出部２ｃが保護部材１４に物理的に接触していてもよい。

（実施の形態５）
以下に図８および図９を用いて、実施の形態５における多極子ユニット１０９ａについて説明する。なお、以下の説明では、実施の形態４との相違点について主に説明し、実施の形態４と重複する点については説明を省略する。

図８および図９に示されるように、実施の形態５では、極子１は、第１極子部材１ａと、第１極子部材１ａに物理的に接触した第２極子部材１ｂとで構成される。第２極子部材１ｂは、第１極子部材１ａよりも第２シャフト部材２ｂの近くに設けられ、且つ、第１嵌合部ＪＰ１を構成している。第２極子部材１ｂにはネジ山部が切られ、このネジ山部を第１極子部材１ａに設けられたネジ穴に固定することで、第１極子部材１ａおよび第２極子部材１ｂが、連結され、物理的に接触している。

また、第１極子部材１ａおよび第２極子部材１ｂは、実施の形態１で説明した極子１と同様に、例えば純鉄、パーマロイまたはパーメンジュールのような軟磁性金属材からなる。

第１極子部材１ａは、ハウジング４に対して電気的に絶縁されるように、絶縁部材１１および固定用金具１０を介してハウジング４に固定されている。なお、第１極子部材１ａ、絶縁部材１１および固定用金具１０は、ロウ付けなどにより組付けられる。また、保護部材１４は、第２極子部材１ｂに固定されている。

実施の形態５でも実施の形態４と同様に、極子１の第１嵌合部ＪＰ１と第１シャフト部材２ａとの間の空隙を数百μｍにし、距離Ｌ９を数十μｍ以下にし、距離Ｌ１０を数ｍｍにすることができる。すなわち、実施の形態５においても、第１嵌合部ＪＰ１とシャフト２との間の距離のうち最も短い距離は、第２嵌合部ＪＰ２を第１嵌合部ＪＰ１へ嵌め合わす方向（Ｘ方向）と垂直な方向における、第１嵌合部ＪＰ１と第２シャフト部材２ｂとの間の距離Ｌ９である。

従って、実施の形態５でも、距離Ｌ９が短いので、磁束の伝達率を向上させることができる。また、空隙が小さいことで、極子１ごとの磁束の伝達率のバラつきが低減され、極子１の先端部で発生させる磁場の均一性を向上させることができる。

また、実施の形態５では、多極子ユニット１０９ａは、隔壁１５を更に備える。隔壁１５は、非磁性金属からなり、第１シャフト部材２ａが通過可能な貫通孔１５ａを有する。実施の形態５でも極子１は、電磁界複合型極子を構成しているので、極子１およびシャフト２は、ハウジング４および外磁路６だけでなく、隔壁１５からも電気的に絶縁されている必要がある。

そのため、第１シャフト部材２ａは、隔壁１５に対して電気的に絶縁されるように、絶縁部材１２を介して隔壁１５に固定され、且つ、外磁路６に対して電気的に絶縁されるように、絶縁スリーブ１３を介して外磁路に固定されている。また、第２シャフト部材２ｂは、第１シャフト部材２ａのうち貫通孔１５ａの内部を通過した箇所に物理的に接触している。

なお、隔壁１５と、絶縁部材１２および第１シャフト部材２ａとの締結部に、封止部材１６を組み込むことで、隔壁１５の内部を真空状態として封止することができる。この封止部材１６には、例えばＯリングが適用できるが、封止部材１６は、Ｏリングに限定はされず、他の構成であってもよい。

第１極子部材１ａ、第２極子部材１ｂおよび第２シャフト部材２ｂは、隔壁１５によって、コイル３および外磁路６から隔離される。それ故、第１極子部材１ａ、第２極子部材１ｂおよび第２シャフト部材２ｂが設けられた空間の圧力を、コイル３および外磁路６が設けられた空間の圧力と異なる圧力へ変更できる。例えば、前者の空間を真空状態とし、後者の空間を大気中とすることもできる。

例えば、コイル３を大気中に配置することで、コイル３から放出されるガスによる真空度の低下と、試料および真空中部品の汚染とを防止することができる。また、コイル３を大気中に配置することで、電流を流した際に、ジュール熱を大気に伝えることができ、温度上昇を緩和できる。

なお、隔壁１５を用いた隔離構造は、実施の形態５に限られず、実施の形態１～４においても適用可能である。その場合、ハウジング４とは別に隔壁１５を設け、上述の隔離構造を構成することで、極子１を真空内に配置し、シャフト２の一部、励磁コイル３および外磁路６を大気中に配置できる。

以下に、実施の形態５における多極子ユニット１０９ａの組み立て方法について説明する。

まず、第１極子部材１ａ、絶縁部材１１および固定用金具１０を、例えばロウ付けによって組付ける。次に、第２極子部材１ｂ（第１嵌合部ＪＰ１）に、弾性部材９を設ける。次に、第２シャフト部材２ｂ（第２嵌合部ＪＰ２）を第１嵌合部ＪＰ１に遊挿し、第２嵌合部ＪＰ２を弾性部材９に接触させる。

次に、第２シャフト部材２ｂの一部が貫通孔１４ａを通過するように、保護部材１４を第１嵌合部ＪＰ１に固定する。ここで、第２シャフト部材２ｂは、弾性部材９からの弾性力によって極子１から離れる方向へ押し出されるが、突出部２ｃが保護部材１４を通過しないので、突出部２ｃが保護部材１４に接触した状態で、第２シャフト部材２ｂの位置が固定される。

次に、第１極子部材１ａおよび第２極子部材１ｂを連結する。次に、ネジ５によって、固定用金具１０およびハウジング４を固定することで、連結された第１極子部材１ａおよび第２極子部材１ｂが、ハウジング４に固定される。

なお、先に、第１極子部材１ａをハウジング４に固定し、その後で、第２極子部材１ｂを第１極子部材１ａに連結させてもよい。このように、実施の形態５では、実施の形態４と同様に、極子１の位置ずれおよび変形をより効率的に防止でき、組み立ての容易性を図れる。更に、実施の形態５では、実施の形態４と比較して組み立ての自由度が広い。

その後、第１シャフト部材２ａを第２シャフト部材２ｂに押し当てる。第２シャフト部材２ｂは、第１シャフト部材２ａに接触しながら、極子１側へ押し出される。従って、突出部２ｃが保護部材１４から離間した状態となる。次に、ネジ５によって、絶縁部材１２を介して第１シャフト部材２ａを隔壁１５に固定し、コマ７によって、絶縁スリーブ１３を介して第１シャフト部材２ａを外磁路６に固定する。第２シャフト部材２ｂが第１シャフト部材２ａに接触した状態で、第１シャフト部材２ａの位置が固定されることで、第２シャフト部材２ｂの位置も固定される。

なお、実施の形態４と同様に、最終構造として突出部２ｃが保護部材１４に物理的に接触していてもよい。

（実施の形態６）
以下に図１０を用いて、実施の形態６における荷電粒子線装置１００について説明する。荷電粒子線装置１００は、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ: Scanning Electron Microscope）であり、実施の形態１～５で説明した多極子ユニット１０９ａを有する。また、荷電粒子線装置１００は、荷電粒子ビーム１０４を照射するための荷電粒子銃２００と、荷電粒子ビーム１０４を収束するための荷電粒子ビーム照射系３００と、各構成の動作を制御するための制御部１５０～１６２とを有する。また、荷電粒子線装置１００は、その内部または外部に、総合制御部１６２に電気的に接続された画像表示部１６３を有する。

多極子ユニット１０９ａは、荷電粒子ビーム照射系３００に含まれ、荷電粒子ビーム１０４の光軸ＯＡに沿った方向において多段に配置され、且つ、荷電粒子ビーム照射系３００で発生する収差を補正するための収差補正器１０９を構成している。

なお、各制御部１５０～１６１は、図１０に示されるように、荷電粒子源１０１などの各構成に電気的にされ、これらの動作を制御する。総合制御部１６２は、各制御部１５０～１６１に電気的に接続され、これらを統括する。それ故、本願では、各制御部１５０～１６１を総合制御部１６２の一部と見做し、総合制御部１６２を単に「制御部」と称する場合もある。

荷電粒子銃２００は、荷電粒子ビーム１０４を生成するための荷電粒子源１０１と、第１陽極１０２と、第２陽極１０３とを備える。荷電粒子銃制御部１５０からの制御によって、荷電粒子源１０１と第１陽極１０２との間に電圧を印加することで、荷電粒子源１０１から荷電粒子（電子）が放出される。次に、荷電粒子銃制御部１５０からの制御によって、第１陽極１０２と第２陽極１０３との間に電圧を印加することで、放出された荷電粒子は、加速および集束され、荷電粒子ビーム（一次電子ビーム）１０４となる。このように、荷電粒子ビーム１０４が、荷電粒子銃２００から荷電粒子ビーム照射系３００へ照射される。

荷電粒子ビーム１０４は、第１コンデンサレンズ１０５で集束され、対物絞り１０６の開口部によって通過する荷電粒子量が制限される。対物絞り１０６を通過した荷電粒子ビーム１０４は、第２コンデンサレンズ１０７へ入射し、光軸ＯＡと平行な軌道へ調整され、２段偏向器１０８を通過して収差補正器１０９へ入射する。２段偏向器１０８では、荷電粒子ビーム１０４は、収差補正器１０９の中心軸へ向けてシフトされる。収差補正器１０９に入射した荷電粒子ビーム１０４は、荷電粒子ビーム照射系３００で生じる収差を相殺するために、荷電粒子の軌道の角度が調整されて、収差補正器１０９から射出される。

収差補正器１０９から射出された荷電粒子ビーム１０４は、２段偏向器１０８で第３コンデンサレンズ１１１の中心軸へ向けてシフトされ、第３コンデンサレンズ１１１へ入射する。第３コンデンサレンズ１１１へ入射した荷電粒子ビーム１０４は、非点補正器１１２によって軌道が修正され、二次電子変換板１１３の開口部を通過し、光軸ＯＡ上に集束される。その後、荷電粒子ビーム１０４は、ＥｘＢ偏向器１１４、イメージシフト偏向器１１６および走査偏向器１１７を通過し、対物レンズ１１８へ入射する。入射した荷電粒子ビーム１０４は、対物レンズ１１８によって試料１２０上に集束され、微小なスポットが形成される。なお、試料１２０は、ステージ１１９上に設置され、ステージ１１９には、リターディング電源１２１が電気的に接続されている。

試料１２０上に集束された荷電粒子ビーム１０４は、走査偏向器１１７により試料１２０上を走査される。この時、荷電粒子ビーム１０４と、試料１２０上に形成されている微小パターンとの相互作用によって、二次電子および反射電子などの信号電子１２２が発生する。発生した信号電子１２２は、対物レンズ１１８を抜けて、二次電子変換板１１３に衝突し、三次電子１２３を発生させる。信号電子１２２および三次電子１２３は、ＥｘＢ偏向器１１４によって偏向され、検出器１１５によって検出される。

検出された電子は、走査と同期した電気信号に変換される。この電子信号は、総合制御部１６２に取り込まれ、総合制御部１６２において画像処理が行われ、画像表示部１６３にＳＥＭ画像が表示される。表示される画像の視野を移動する場合、ステージ１１９を移動させる、または、イメージシフト偏向器１１６によって試料１２０上での荷電粒子ビーム１０４の照射位置を移動させる。

例えば、従来の多極子ユニットでは、極子１の位置ずれおよび変形が生じた場合、予期せぬ寄生場が発生し、寄生収差が発生するという問題がある。そうすると、その多極子ユニットを荷電粒子線装置に用いた場合、観察像の分解能が悪化するという問題がある。

これに対して、実施の形態１～５における多極子ユニット１０９ａを実施の形態６の荷電粒子線装置１００に用いることで、観察像の分解能の悪化を抑制することができる。

なお、実施の形態６では、荷電粒子線装置１００として走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を例示したが、荷電粒子線装置１００は、他の装置にも適用できる。例えば、荷電粒子線装置１００は、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ: Transmission Electron Microscope）、走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ: Scanning Transmission Electron Microscope）、走査イオン顕微鏡（ＳＩＭ：Scanning ion microscope）または集束イオンビーム（ＦＩＢ：Focused Ion Beam）装置であってもよい。荷電粒子線装置１００が走査イオン顕微鏡（ＳＩＭ）または集束イオンビーム（ＦＩＢ）装置である場合、荷電粒子源１０１からイオンが生成され、荷電粒子ビーム１０４は、イオンビームである。

以上、本発明を上記実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

ＪＰ１ 第１嵌合部（凹部、凸部）
ＪＰ２ 第２嵌合部（凸部、凹部）
ＯＡ 光軸
１ 極子
１ａ 第１極子部材
１ｂ 第２極子部材（キャップ）
２ シャフト
２ａ 第１シャフト部材
２ｂ 第２シャフト部材
２ｃ 突出部
３ コイル
４ ハウジング
５ ネジ
６ 外磁路（磁気ヨーク）
７ コマ
８ 電圧供給端子
９ 弾性部材
１０ 固定用金具
１１ 絶縁部材
１２ 絶縁部材
１３ 絶縁スリーブ
１４ 保護部材
１４ａ 貫通孔
１５ 隔壁
１５ａ 貫通孔
１６ 封止部材
１００ 荷電粒子線装置
１０１ 荷電粒子源
１０２ 第１陽極
１０３ 第２陽極
１０４ 荷電粒子ビーム
１０５ 第１コンデンサレンズ
１０６ 対物絞り
１０７ 第２コンデンサレンズ
１０８ ２段偏向器
１０９ 収差補正器
１０９ａ 多極子ユニット
１１０ ２段偏向器
１１１ 第３コンデンサレンズ
１１２ 非点補正器
１１３ 二次電子変換板
１１４ ＥｘＢ偏向器
１１５ 検出器
１１６ イメージシフト偏向器
１１７ 走査偏向器
１１８ 対物レンズ
１１９ ステージ
１２０ 試料
１２１ リターディング電源
１２２ 信号電子
１２３ 三次電子
１５０ 荷電粒子銃制御部
１５１ 第１コンデンサレンズ制御部
１５２ 第２コンデンサレンズ制御部
１５３ 偏向器制御部
１５４ 補正器制御部
１５５ 偏向器制御部
１５６ 第３コンデンサレンズ制御部
１５７ 非点補正器制御部
１５８ 検出器制御部
１５９ ＥｘＢ制御部
１６０ 偏向器制御部
１６１ 対物レンズ制御部
１６２ 総合制御部
１６３ 画像表示部
２００ 荷電粒子銃
３００ 荷電粒子ビーム照射系

例えば、特許文献１には、複数の極子と環状のヨーク（外磁路）との固定部において、上記ヨークに設けられた長穴状の開口に、極子支持棒を固定する技術が開示されている。この固定方法では２点の線接触となるので、極子への応力印加を低減し、極子の位置ずれを低減することができる。

第２シャフト部材２ｂは、第１嵌合部ＪＰ１に設けられた弾性部材９から弾性力を受け、第１シャフト部材２ａ側へ押し出される。それ故、第１シャフト部材２ａおよび第２シャフト部材２ｂは、互いに物理的に接触する。

それ故、第２嵌合部ＪＰ２である第２シャフト部材２ｂを第１嵌合部ＪＰ１へ直接遊挿することで、第１嵌合部ＪＰ１と第２嵌合部ＪＰ２との間の距離Ｌ５を数十μｍ以下にすることができる。すなわち、第１嵌合部ＪＰ１とシャフト２との間の距離のうち最も短い距離は、第２嵌合部ＪＰ２を第１嵌合部ＪＰ１へ嵌め合わす方向（Ｘ方向）と垂直な方向における、第１嵌合部ＪＰ１と第２シャフト部材２ｂとの間の距離Ｌ５である。なお、距離Ｌ６は、数ｍｍである。

収差補正器１０９から射出された荷電粒子ビーム１０４は、２段偏向器１１０で第３コンデンサレンズ１１１の中心軸へ向けてシフトされ、第３コンデンサレンズ１１１へ入射する。第３コンデンサレンズ１１１へ入射した荷電粒子ビーム１０４は、非点補正器１１２によって軌道が修正され、二次電子変換板１１３の開口部を通過し、光軸ＯＡ上に集束される。その後、荷電粒子ビーム１０４は、ＥｘＢ偏向器１１４、イメージシフト偏向器１１６および走査偏向器１１７を通過し、対物レンズ１１８へ入射する。入射した荷電粒子ビーム１０４は、対物レンズ１１８によって試料１２０上に集束され、微小なスポットが形成される。なお、試料１２０は、ステージ１１９上に設置され、ステージ１１９には、リターディング電源１２１が電気的に接続されている。

Claims (11)

1. 軟磁性金属材からなる極子と、
   軟磁性金属材からなり、且つ、前記極子に磁気的に接続されたシャフトと、
   前記シャフトに巻き付けられたコイルと、
   を備え、
   前記極子は、第１凹部または第１凸部を成す第１嵌合部を有し、
   前記シャフトは、第２凸部または第２凹部を成す第２嵌合部を有し、
   前記第２嵌合部は、前記第１嵌合部が前記第１凹部である場合に第２凸部を成し、且つ、前記第１嵌合部が前記第１凸部である場合に第２凹部を成し、
   前記第１嵌合部および前記第２嵌合部は、前記極子および前記シャフトが物理的に離間するように、互いに嵌め合わされている、多極子ユニット。
2. 請求項１に記載の多極子ユニットにおいて、
   前記シャフトには、前記シャフトへ所定の電圧を供給するための電圧供給端子が設けられ、
   前記第１嵌合部と前記第２嵌合部との間の空隙には、前記極子および前記シャフトが電気的に接続されるように、導電性を有する弾性部材が設けられている、多極子ユニット。
3. 請求項２に記載の多極子ユニットにおいて、
   前記弾性部材は、軟磁性金属材からなり、且つ、前記シャフトからの磁束を前記極子へ伝達できる、多極子ユニット。
4. 請求項２に記載の多極子ユニットにおいて、
   複数の前記極子と、
   複数の前記シャフトと、
   複数の前記コイルと、
   非磁性金属からなるハウジングと、
   軟磁性金属材からなり、且つ、前記複数の前記シャフトに磁気的に接続された外磁路と、
   を更に備え、
   前記複数の前記極子は、前記ハウジングに対して電気的に絶縁されるように、それぞれ第１絶縁部材を介して前記ハウジングに固定され、
   前記複数の前記シャフトは、前記ハウジングに対して電気的に絶縁されるように、それぞれ第２絶縁部材を介して前記ハウジングに固定され、且つ、前記外磁路に対して電気的に絶縁されるように、それぞれ絶縁スリーブを介して前記外磁路に固定され、
   前記複数の前記極子の各々に電気的に接続されている前記電圧供給端子から、前記複数の前記極子へ互いに異なる電圧を独立して印加できる、多極子ユニット。
5. 請求項２に記載の多極子ユニットにおいて、
   前記シャフトは、第１シャフト部材と、前記第１シャフト部材に物理的に接触した第２シャフト部材とで構成され、
   前記第１シャフト部材および前記第２シャフト部材は、それぞれ軟磁性金属材からなり、
   前記コイルは、前記第１シャフト部材に巻き付けられ、
   前記電圧供給端子は、前記第１シャフト部材に設けられ、
   前記第２シャフト部材は、前記第１シャフト部材よりも前記極子の近くに設けられ、且つ、前記第２嵌合部を構成している、多極子ユニット。
6. 請求項５に記載の多極子ユニットにおいて、
   前記第１嵌合部と前記シャフトとの間の距離のうち最も短い距離は、前記第２嵌合部を前記第１嵌合部へ嵌め合わす方向と垂直な方向における、前記第１嵌合部と前記第２シャフト部材との間の距離である、多極子ユニット。
7. 請求項５に記載の多極子ユニットにおいて、
   前記極子の前記第１嵌合部に固定され、且つ、前記第２シャフト部材が通過可能な第１貫通孔を有する保護部材を更に備え、
   前記第２シャフト部材は、前記第２嵌合部を前記第１嵌合部へ嵌め合わす方向と垂直な方向において、その周囲の前記第２シャフト部材の幅および前記第１貫通孔の口径よりも大きな幅を有する突出部を含み、
   前記突出部は、前記保護部材よりも前記第１シャフト部材から遠くに位置し、
   前記第２シャフト部材のうち前記突出部よりも前記第１シャフト部材に近い箇所が、前記第１貫通孔の内部を通過し、且つ、前記第１シャフト部材に物理的に接触している、多極子ユニット。
8. 請求項７に記載の多極子ユニットにおいて、
   前記極子は、第１極子部材と、前記第１極子部材に物理的に接触した第２極子部材とで構成され、
   前記第１極子部材および前記第２極子部材は、それぞれ軟磁性金属材からなり、
   前記保護部材は、前記第２極子部材に固定され、
   前記第２極子部材は、前記第１極子部材よりも前記第２シャフト部材の近くに設けられ、且つ、前記第１嵌合部を構成している、多極子ユニット。
9. 請求項８に記載の多極子ユニットにおいて、
   非磁性金属からなるハウジングと、
   軟磁性金属材からなり、且つ、前記シャフトに磁気的に接続された外磁路と、
   非磁性金属からなり、且つ、前記第１シャフト部材が通過可能な第２貫通孔を有する隔壁と、
   を更に備え、
   前記第１極子部材は、前記ハウジングに対して電気的に絶縁されるように、第１絶縁部材を介して前記ハウジングに固定され、
   前記第１シャフト部材は、前記隔壁に対して電気的に絶縁されるように、第２絶縁部材を介して前記隔壁に固定され、且つ、前記外磁路に対して電気的に絶縁されるように、絶縁スリーブを介して前記外磁路に固定され、
   前記第２シャフト部材は、前記第１シャフト部材のうち前記第２貫通孔の内部を通過した箇所に物理的に接触し、
   前記第１極子部材、前記第２極子部材および前記第２シャフト部材は、前記隔壁によって、前記コイルおよび前記外磁路から隔離され、
   前記第１極子部材、前記第２極子部材および前記第２シャフト部材が設けられた空間の圧力を、前記コイルおよび前記外磁路が設けられた空間の圧力と異なる圧力へ変更できる、多極子ユニット。
10. 請求項１に記載の多極子ユニットを有する荷電粒子線装置であって、
    荷電粒子ビームを照射するための荷電粒子銃と、
    前記荷電粒子銃から照射された前記荷電粒子ビームを収束するための荷電粒子ビーム照射系と、
    を有し、
    前記多極子ユニットは、前記荷電粒子ビーム照射系に含まれる、荷電粒子線装置。
11. 請求項１０に記載の荷電粒子線装置であって、
    前記多極子ユニットは、複数の前記極子、複数の前記シャフトおよび複数の前記コイルを備え、前記荷電粒子ビームの光軸に沿った方向において多段に配置され、且つ、前記荷電粒子ビーム照射系で発生する収差を補正するための収差補正器を構成している、荷電粒子線装置。
    

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