JP7095180B2 - ビーム偏向デバイス、収差補正器、モノクロメータ、および荷電粒子線装置 - Google Patents

Description

本開示は、ビーム偏向デバイス、ビーム偏向デバイスを備えた収差補正器、モノクロメータ、および荷電粒子線装置に関し、例えば、ビーム軌道に電極と磁極を近接配置可能なビーム偏向デバイス、当該ビーム偏向デバイスを備える収差補正器、モノクロメータ、および荷電粒子線装置に関する。

電子顕微鏡等の荷電粒子線装置で使用されるレンズは、静電場や磁場を発生することによって、ビームを集束する。電子レンズにおける電子等の軌道は、実際には完全な結像をしないで、完全な結像をすると考えたときの軌道からずれてしまう。このずれの長さを収差という。特に球面収差や色収差は、電子顕微鏡等の分解能を低下させる要因となる。このような収差を抑制するために、電子ミラーを備える収差補正器が知られている。

特許文献１には、中間空間を挟んで第１の電子ミラーと第２の電子ミラーが配置される収差補正器が開示されている。当該収差補正器は、電子顕微鏡の光軸から離軸するように偏向された電子ビームを、第１のミラーに向かって偏向するウィーンフィルタを備え、当該ウィーンフィルタは、第２のミラーに到達するビームの軌道が、第１のミラーを反射したビームの軌道の延長線上に位置付けられるように、第２のミラーへ導くと共に、第２のミラーで反射した電子ビームを電子顕微鏡の光軸に戻すように偏向するように構成されている。第１のミラーと第２のミラーは、電子ビームに収差を相殺する収差を与えるように構成されているため、電子顕微鏡で発生する収差を抑制することができる。

特許文献２には、電子ビームを偏向させることなく、２次電子を検出器側に導くための２つの一対の電極と一対の磁極を設け、２つの一対の電極間に設置された検出器に２次電子を導くための電場と磁場を発生させることが説明されている。

ＷＯ２０１８／０１６９６１ 特開２００３－１８７７３０号公報

特許文献１に開示されているように、収差補正器内にウィーンフィルタを配置することによって、収差補正器内に入射し出射するまでの電子ビームの軌道をコントロールすることができる。しかし、特許文献１に開示の構成において、電界や磁界を発生させるための電極や磁極をビーム軌道に近接させることは困難である。これは電極や磁極のビーム軌道への対向面が所定の大きさを持っているので、両者が干渉しない程度にビーム軌道から離間して配置する必要があるためである。限られた空間内にビーム軌道を偏向する偏向器を設置するためには、電極や磁極をビーム軌道に対して近接して配置することが望ましい。

また、特許文献２には、電界と磁界が直交するように、２つの一対の電極と一対の磁極を配置するビームセパレータが開示されている。しかし、ビーム軌道に対し電極と磁極を近接配置するための手段については何等論じられていない。

このような状況に鑑みて、本開示は、ビーム軌道に対し、電極と磁極を近接配置する、ビーム偏向デバイス、当該ビーム偏向デバイスを備える収差補正器、モノクロメータ、および荷電粒子線装置の構成について提案する。

上記課題を解決するための一態様として、本開示は、荷電粒子線装置内でビームを偏向するためのビーム偏向デバイスであって、ビームの軌道に直交する第１の方向に、ビーム軌道を挟むように配列される一対の電極を含む１以上の静電偏向器と、ビームの軌道と第１の方向に直交する第２の方向に、ビーム軌道を挟むように配列される一対の磁極を含む１以上の磁界偏向器と、を備え、ビームの入射方向から見て、一対の電極の少なくとも一部が、一対の磁極に重なるように、１以上の静電偏向器と１以上の磁界偏向器が、ビームの軌道に沿って積層されるビーム偏向デバイス、当該ビーム偏向デバイスを備えた収差補正器、モノクロメータ、および荷電粒子線装置を提案する。

本開示に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、本開示の態様は、要素および多様な要素の組み合わせおよび以降の詳細な記述と添付される請求の範囲の様態により達成され実現される。
本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、本開示の特許請求の範囲又は適用例をいかなる意味においても限定するものではない。

本開示によれば、ビームの軌道に電極と磁極を近接配置することが可能なビーム偏向デバイス、当該ビーム偏向デバイスを備える収差補正器、モノクロメータ、および荷電粒子線装置の提供が可能となる。

収差補正器を備える走査電子顕微鏡の概略構成例を示す図である。 ダブルミラー収差補正器の概要を示す図である。 ダブルミラー収差補正器に含まれる直交電磁界発生ユニットの概要を示す図である。 直交電磁界発生ユニットを構成する電極と磁極の形状を示す図である。 直交電磁界発生ユニットとビーム軌道との関係を示す図である。 直交電磁界発生ユニットとビーム軌道との関係を示す図である。 直交電磁界発生ユニットの他の構成を説明する図である。 直交電磁界発生ユニットが発生させる電界Ｅ、磁界Ｂ、およびこれら電界と磁界によって偏向されたビームの軌道を説明する図である。 本実施形態によるＥ－Ｂ－Ｅユニットを備える電子銃の構成例を示す図である。 直交電磁界発生ユニットを備えるモノクロメータの動作概要を説明するための図である。 静電偏向器を構成する一対の電極と、磁界偏向器を構成する一対の磁極の位置関係を示す図である。 ２つの直交電磁界発生ユニットを備えたモノクロメータの動作概要を説明するための図である。 ２つの直交電磁界発生ユニットを含むモノクロメータを備えた荷電粒子線装置の構成例を示す図である。 不所望のエネルギーを持つ電子によって発生する色収差を補正する光学系を説明するための図である。 ２つの直交電磁界発生ユニットを包囲する減速電極を備えた荷電粒子線装置の構成例を示す図である。 外部への磁場の漏洩を防止するＥ－Ｂ－Ｅユニットの構成例を示す図である。 閉磁気回路内に発生する磁界（磁束）の流れ（例）を示す図である。

以下、添付図面を参照して本開示の実施形態について説明する。添付図面では、機能的に同じ要素は同じ番号で表示される場合もある。なお、添付図面は本開示の原理に則った具体的な実施形態を示しているが、これらは本開示の理解のためのものであり、決して本開示を限定的に解釈するために用いられるものではない。

また、本実施形態では、当業者が本開示を実施するのに十分詳細にその説明がなされているが、他の実装・形態も可能で、本開示の技術的思想の範囲と精神を逸脱することなく構成・構造の変更や多様な要素の置き換えが可能であることを理解する必要がある。従って、以降の記述をこれに限定して解釈してはならない。

＜走査電子顕微鏡の構成例＞
図１は、収差補正器を備える走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）の概略構成例を示す図である。チップ１０１から引出電極１０２によって電子ビームが引き出され、不図示の加速電極や加速筒により加速される。加速された電子ビームは、理想光軸１０３を通過し、集束レンズの一形態であるコンデンサレンズ１０４により絞られた後、走査偏向器１０５により偏向される。これにより、電子ビームは、試料１０９上を一次元的又は二次元的に走査する。

試料１０９に入射する電子ビームは、試料台１０８に内蔵された電極に印加された負電圧により減速されると共に、対物レンズ１０６のレンズ作用により集束されて試料１０９の表面を照射される。試料台１０８は、真空試料室１０７内に配置されている。

試料１０９上の照射箇所からは電子１１０（二次電子、後方散乱電子等）が放出される。放出された電子１１０は、試料台１０８に内蔵された前記電極に印加された負電圧に基づく加速作用により、チップ（電子源）１０１の方向に加速される。

加速された電子１１０は変換電極１１２に衝突し、二次電子１１１を発生させる。変換電極１１２から放出された二次電子１１１は、検出器１１３により捕捉され、捕捉された二次電子量により検出器１１３の出力Ｉが変化する。この出力Ｉの変化に応じ、表示装置の輝度が変化する。例えば二次元像を形成する場合には、走査偏向器１０５への偏向信号と、検出器１１３の出力Ｉとを同期させ、走査領域の画像を形成する。なお、図１に例示するＳＥＭは、試料１０９から放出された電子１１０を変換電極１１２において二次電子１１１に一端変換して検出する例を示しているが、無論このような構成に限られることはない。例えば、加速された電子の軌道上に、電子倍像管や検出器の検出面を配置する構成を採用しても良い。
制御装置１１４は、撮像レシピと呼ばれるＳＥＭを制御するための動作プログラムに従って、上記ＳＥＭの各光学要素に必要な制御信号を供給する。

次に検出器１１３で検出された信号は、Ａ／Ｄ変換器１１７によってデジタル信号に変換され、画像処理部１１８に送られる。画像処理部１１８は複数の走査によって得られた信号をフレーム単位で積算することによって積算画像を生成する。

ここで、走査領域の１回の走査で得られる画像を１フレームの画像と呼ぶ。例えば、８フレームの画像を積算する場合、８回の２次元走査によって得られた信号を画素単位で加算平均処理を行うことによって、積算画像を生成する。同一走査領域を複数回走査して、走査毎に１フレームの画像を複数個生成して保存することもできる。

さらに、画像処理部１１８は、デジタル画像を一時記憶するための画像記憶媒体である画像メモリ１２０と、画像メモリ１２０に記憶された画像から特徴量（ラインやホールの幅の寸法値、ラフネス指標値、パターン形状を示す指標値、パターンの面積値、エッジ位置となる画素位置等）の算出を行うＣＰＵ１１９を有する。

また、各パターンの計測値や各画素の輝度値等を保存する記憶媒体１２１を有する。全体制御はワークステーション１２２によって行われる、必要な装置の操作、検出結果の確認等がグラフィカルユーザーインタフェースによって実現できるようになっている。画像メモリ１２０は、走査偏向器１０５に供給される走査信号に同期して、検出器の出力信号（試料から放出される電子量に比例する信号）を、対応するメモリ上のアドレス（ｘ,ｙ）に記憶するように構成されている。また、画像処理部１１８は、画像メモリ１２０に記憶された輝度値からラインプロファイルを生成し、閾値法等を用いてエッジ位置を特定し、エッジ間の寸法を測定する演算処理装置としても機能する。

このようなラインプロファイル取得に基づく寸法測定を行うＳＥＭは、ＣＤ－ＳＥＭと呼ばれ、半導体回路の線幅測定の他、様々な特徴量を計測するために用いられている。例えば、上記回路パターンのエッジにはラインエッジラフネス（ＬＥＲ）と呼ばれる凹凸が存在し、回路性能を変化させる要因となる。ＣＤ－ＳＥＭは、上記ＬＥＲの計測に用いることができる。

なお、本実施形態では荷電粒子線装置の一種である走査電子顕微鏡を例に挙げているが、以下に説明する収差補正器は、走査電子顕微鏡以外の、例えば水素イオンやヘリウムイオン、或いはガリウム等の液体金属を照射するイオン顕微鏡や集束イオンビーム（ＦＩＢ：Focused Ion Beam）装置のような他の荷電粒子線装置への適用も可能である。

＜収差補正器の構成例および動作概要＞
図１に例示する走査電子顕微鏡１には、レンズ等の光学素子で発生した収差を抑制するための収差補正器１２３が設けられている。収差補正器１２３は、走査電子顕微鏡の理想光軸１０３から電子ビームを離軸（偏向）させるための磁界偏向器１２４と、離軸した電子ビームの収差を補正するための収差補正ユニット１２６と、収差補正ユニット１２６から出射した電子ビームの軌道を電子ビームの理想光軸１０３に一致させるように偏向する磁界偏向器１２５と、を備えている。

図２は、収差補正器１２３の具体的な構成例を示す図である。収差補正ユニット１２６には、ダブルミラー収差補正器が含まれている。当該ダブルミラー収差補正器内には、所定の中間空間を挟んで、第１の電子ミラー２０２と第２の電子ミラー２０３が配置されている。

収差補正器１２３内に配置された磁界偏向器１２４に入射する電子ビームは、磁界偏向器１２４の磁界Ｂ１によって方向ａに偏向され、直交電磁界発生ユニット２０１に入射する。直交電磁界発生ユニット２０１に入射した電子ビームは、直交電磁界発生ユニット２０１が発生する偏向電磁界によって方向ｂに偏向され、第１の電子ミラー２０２に向かう。

第１の電子ミラー２０２は、入射する電子ビームの到達エネルギーと同等の電位でバイアスされている。そのため、電子ミラーでは電子は減速され、電子の運動エネルギーがゼロに達する等電位面で反射する。よって、個々の電子の運動エネルギーが０に達する等電位面は、これらの電子の反射面を提供する。この等電位面を湾曲させることにより、電子顕微鏡レンズの収差を少なくとも部分的に補償するように配置された反射電子ビームに負の球面収差および色収差を導入することができる。

第１の電子ミラー２０２によって方向ｃに反射された反射電子ビームは、直交電磁界発生ユニット２０１を通過し、第２の電子ミラー２０３に向かう。なお、直交電磁界発生ユニット２０１は、第１の電子ミラー２０２にて反射した反射電子ビームの軌道を偏向しないように、偏向条件が調整されている。具体的には、図２に例示する直交電磁界発生ユニット２０１は、上下２段の静電偏向器２０７、２０８の偏向作用と、静電偏向器２０７、２０８間に配置される磁界偏向器２０９の偏向作用が相殺されるように、それぞれの偏向器の偏向条件が調整されている。よって、方向ｃと方向ｄは同方向となる。

直交電磁界発生ユニット２０１を通過した電子ビームは、第２の電子ミラー２０３によって、方向ｅに向かって反射され、再度、直交電磁界発生ユニット２０１に入射する。第１の電子ミラー２０２および第２の電子ミラー２０３の少なくとも一方にて、電子ビームの収差を補償する収差を発生させることによって、収差補正ユニット１２６は、収差補正器として機能する。

第２の電子ミラー２０３によって反射され直交電磁界発生ユニット２０１に入射した電子ビームは、直交電磁界発生ユニット２０１によって方向ｆに偏向され、走査電子顕微鏡の理想光軸１０３に向かう。電子ビーム軌道と理想光軸１０３の交点には、磁界偏向器１２５が配置されている。磁界偏向器１２５が発生する磁界Ｂ３は、所定のエネルギーを持ち、方向ｆに向かう電子ビームを理想光軸１０３方向に偏向するように調整されており、磁界偏向器１２５は、収差補正ユニット１２６によって収差が補正された電子ビームを、走査電子顕微鏡の理想光軸１０３に戻すように機能する。

レンズ２０４および２０５は、各電子ミラーに入射するビームを平行ビームにすると共に、各電子ミラーによって反射されたビームが磁界偏向器２０９で集束するように調整されている。各電子ミラーに入射したビームは、電子ミラー上の収差を相殺する電位分布を持つ電界によって反射されることによって、その収差が補正される。

なお、直交電磁界発生ユニット２０１は、収差補正ユニット１２６を用いた収差補正を行うときに、電子ビームが通過する開口２１０と、収差補正ユニット１２６を使用しない（収差補正しない）ときに、電子ビームが通過する開口２１１を備えている。制御装置１１４は、磁界偏向器１２４および１２５と、収差補正ユニット１２６に対して所定の電圧や電流を供給することによる収差補正機能の「オン」と、磁界偏向器１２４、１２５に電流を供給しないことによる収差補正機能の「オフ」を切り替え制御することによって、２つの開口を使い分ける。また、図２では、２つの磁界偏向器１２４、１２５を用いて、ビームを光軸外に偏向し、軸外から入射するビームを、光軸を通過するように偏向する例について説明したが、静電偏向器やウィーンフィルタによって、ビームを偏向するようにしても良い。

＜直交電磁界発生ユニット２０１の具体的な構造例＞
図３は、直交電磁界発生ユニット２０１の具体的な構造（一例）を説明する図である。図３に例示する直交電磁界発生ユニット２０１は、磁界偏向器２０９を構成する磁極板３０３と、静電偏向器２０７を構成する１対の電極３０２および３０８と、静電偏向器２０８を構成する１対の電極３０４および３０９と、を含んでいる。図３の下図は、第２の電子ミラー２０３側から見た磁極板３０３と、１対の電極３０４との位置関係を示す図である。図３の上図は、直交電磁界発生ユニット２０１のＡ－Ａ´断面を示す図である。

磁極板３０３は、磁性材料で形成されており、図４（ａ）に例示するようにギャップ４０１を有し、当該ギャップ間に矢印方向の磁界（Ｂ２）を発生するように構成されている。例えば磁極板３０３の一部にコイルを巻回することによって、ギャップ４０１に磁界を発生させるように構成されている。一方、図４（ｂ）に例示するように、静電偏向器２０８は、一対の電極３０４、３０９の他に、中間電極３１２を含んでいる。電極３０９に－Ｖｅを印加し、中間電極３１２に＋Ｖｅを印加するように構成することによって、両電極間に電界Ｅ２を発生させる。

１対の電極３０２および３０８と、中間電極３１１と、磁極板３０３と、１対の電極３０４および３０９と、中間電極３１２は、図示しない冶具によって案内され、図３上図に例示するように積層される。また、中間電極３１１、および第1の静電偏向器２０７を構成する１対の電極３０２および３０８と、磁界偏向器２０９との間には、絶縁性のスペーサ３０６が配置され、当該スペーサ３０６によって、両者間が絶縁される。それと共に、静電偏向器２０７が発生する電界と、磁界偏向器２０９が発生する磁界は、ｚ方向（ビームの理想光軸と同じ方向）で重畳しない程度の距離が保たれている。なお、スペーサに替えて、電極と磁極を非接触に支持する支持部材を用いることによって、両者間を絶縁するようにしても良い。

磁極板３０３と、中間電極３１２および1対の電極３０４および３０９との間にも、スペーサ３０６が配置されている。これによって、２つの偏向静電界と１つの偏向磁界が、それぞれｚ方向で重畳しない電界（Ｅ）、磁界（Ｂ）、電界（Ｅ）の３段の偏向器（Ｅ－Ｂ－Ｅユニット）が構成される。

さらに、図３下図に例示するように、直交電磁界発生ユニット２０１は、電子顕微鏡の理想光軸１０３と、第１の電子ミラー２０２と第２の電子ミラー２０３との間の電子ビーム軌道３０７を通過するビームを偏向するように、電界Ｅと磁界Ｂを形成する。また、図３上図に例示するように、Ｅ－Ｂ－Ｅユニットは、図示しない冶具に案内される上下２段の蓋３０１、３０５と共に、１つの直交電磁界発生ユニットを構成している。蓋３０１、３０５には、収差補正をしないときにビームが通過する理想光軸１０３と、収差補正を行うときにビームが通過する軌道３０７を確保するように、それぞれ２つの開口が設けられている。

図３および図４に例示するようなＥ－Ｂ－Ｅユニットは、複数の異なる高さに位置する（ビームの照射方向において異なる位置に配置されている）複数の偏向器から構成されている。このような構成により、微小な偏向器を用いることなく、適切な軌道調整を行うことができる。また、本実施形態のように、板状の電極や磁極を積層するように構成し、且つ複数段の偏向器に供給する信号を独立に調整可能とすることによって、装置の公差等によらず、適切な軌道調整を行うことが可能となる。このように、板状の電極や磁極を積層するという比較的簡単な構成で、高次収差を発生させることなく高精度な収差補正を実現することが可能となる。

＜収差補正を行う場合の、電界および磁界とビーム軌道との関係＞
図５は、Ｅ－Ｂ－Ｅユニットが発生する電界および磁界と、ビームの軌道との関係を示す図である。まず、電子顕微鏡の理想光軸１０３を通過するビームは、磁界偏向器１２４が発生する磁界Ｂ１によって、軌道５０２に偏向される。軌道５０２に偏向されたビームは、電界Ｅ１（第１の静電偏向器が発生する電界）によって、軌道５０２´を通過するように（紙面右側に向かって）偏向される。

次に、軌道５０２´を通過するビームは、磁界Ｂ２（磁界偏向器が発生する磁界）によって、軌道５０２´´を通過するように（紙面右側に向かって）偏向される。軌道５０２´´を通過するビームは、更に電界Ｅ２（第２の静電偏向器が発生する電界）によって、軌道５０２´´´（２つのミラー間のビーム軌道３０７）を通過するように（紙面右側に向かって）偏向される。

以上のように、Ｅ、Ｂ、およびＥの３つの偏向場によって、理想光軸１０３から偏向されたビームは、収差補正器内のビーム軌道３０７に沿うように偏向される。ビーム軌道３０７を通過するように偏向されたビームは、図１に例示した電子ミラー２０２で反射され、再びビーム軌道３０７を通って、Ｅ－Ｂ－Ｅユニットに入射する。このときビームは電界Ｅ２によって紙面右側に偏向されるが、磁界Ｂ２によって逆に偏向（ビーム軌道３０７に向かって偏向される）され、更に、電界Ｅ１によって、ビーム軌道３０７に沿うように偏向される。

Ｅ－Ｂ－Ｅユニットに印加される電圧や供給される電流は、軌道５０２を通って入射されるビームを、ビーム軌道３０７を通過するように偏向するように調整されている。また、当該電圧や電流は、第１の電子ミラー２０２で反射し、ビーム軌道３０７を通ってＥ－Ｂ－Ｅユニットに入射するビームが、偏向電界や偏向磁界の存在によらず、ビーム軌道３０７を通過して、第２の電子ミラー２０３に到達させるように調整されている。

第２の電子ミラー２０３によって反射され、再びＥ－Ｂ－Ｅユニットに入射する軌道５０３を通過するビームは、電界Ｅ１によって、軌道５０３´を通過するように（紙面右側に向かって）ビーム軌道３０７外に偏向される。次に、軌道５０３´を通過するビームは、磁界Ｂ２によって、軌道５０３´´を通過するように（紙面右側に向かって）偏向される。軌道５０３´´を通過するビームは、更に電界Ｅ２によって、軌道５０３´´´を通過するように（紙面右側に向かって）偏向される。

軌道５０３´´´を通過するビームは、磁界偏向器１２５が発生する磁界Ｂ３によって紙面左側に向かって偏向される。磁界Ｂ３は軌道５０３´´´を通過するビームが、理想光軸１０３を通過するような強度に調整されている。

＜収差補正を行わない場合の、電界および磁界とビーム軌道との関係＞
図６は、収差補正ユニット１２６を用いた収差補正を行わない場合のビーム軌道を例示する図である。上述のように磁界偏向器１２４および１２５をオフにすることによって、ビームは偏向されることなく理想光軸１０３を通ってＥ－Ｂ－Ｅユニットに入射する。Ｅ－Ｂ－Ｅユニットに入射した電子ビームは、電界Ｅ１によって、軌道６０１を通過するように（紙面左側に向かって）偏向される。

次に、軌道６０１を通過するビームは、磁界Ｂ２によって軌道６０１´を通過するように（紙面右側に向かって）偏向される。軌道６０１´を通過するビームは、電界Ｅ２によって理想光軸１０３を通過するように（紙面左側に向かって）偏向され、Ｅ－Ｂ－Ｅユニットを通過する。図６に例示するようなＥ－Ｂ－Ｅユニットによれば、収差補正を行うか否かに関係なく、コイルに電流を流し続けることになる。このため、コイルと磁性材料の温度を熱平衡状態で安定化させることができる。また、磁性材料の磁気ヒステリシス発生を回避することもできる。

なお、ウィーンフィルタは、特定方向に向かうビームを偏向させる一方で、特定方向とは反対の方向に向かうビームを偏向しないようにする。このため、電界と磁界を直交させると共に、その電界と磁界を適切に調整する必要があるが、限られた同じ高さ空間に電極と磁極を配置することは困難である。

一方、図３等に例示するように、同じ高さではなく、異なる高さに電極と磁極を積層（電極と磁極が部分的にに重なるように構成）すると共に、ビーム軌道に対して電界と磁界が直交するように電極と磁極を構成することによって、比較的簡単な構造、構成で微小空間にて直交電磁界を形成することができる。また、図３下図に例示するような電極形状と磁極形状によれば、収差補正器を使用するときのビーム軌道３０７と、収差補正器を使用しないときのビーム軌道（理想光軸１０３）を確保しつつ、ビーム軌道３０７に対する直交電磁界を形成することが可能となる。

＜ビーム通過開口と電界および磁界との位置関係＞
図８（ａ）は、Ｅ－Ｂ－Ｅユニットが発生させる電界Ｅ、磁界Ｂと、これら電界と磁界発生させる電極と磁極の積層によって形作られるビーム通過開口８０１（電界、或いは磁界の発生領域）の位置関係を説明する図である。Ｅ－Ｂ－Ｅユニットの電極と磁極は、中心にビームの通過開口となる隙間を設けつつ、＃（井桁：Number sign）状に積層される。本実施形態にて例示するように、１対の電極や磁極からなる静電偏向器と磁界偏向器の１対の電極や磁極の対向方向を所定角度ずらしながら（例えば、本実施形態では９０°）１対の電極と１対の磁極を積層配置することによって、微小な構造体を用意することなく、簡単な構成で、ビーム軌道と電極、ビーム軌道と磁極を近接させることができる。

図８（ｂ）、（ｃ）、および（ｄ）は、それぞれ電子顕微鏡の理想光軸１０３から、Ｅ－Ｂ－Ｅユニットにビームが入射するときのビーム軌道、第１の電子ミラー２０２で反射したビームが第２の電子ミラー２０３に向かう際のビーム軌道、第２の電子ミラーで反射したビームがＥ－Ｂ－Ｅユニットを経由して、理想光軸１０３に戻る際のビーム軌道を示す図である。図８（ｂ）、（ｃ）、および（ｄ）に例示するように、静電偏向器の偏向角（θ）に対して、磁界偏向器の偏向角を２倍（２θ）となるように、偏向条件が調整される。

＜Ｅ－Ｂ－Ｅユニットの他の構成例＞
図７は、Ｅ－Ｂ－Ｅユニットの他の構成例を示す図である。図７に示されるように、磁界偏向器２０９（磁界層）を構成する磁極７０１および７０２には、磁界Ｂ２を発生させるためのコイル７０３および７０４がそれぞれ巻回されている。ここでは、磁極７０１と磁極７０２間で電界Ｅ３を発生させるための図示しない電圧印加電源を有するＥ－Ｂ－Ｅユニットについて説明する。

当該構成において、磁極７０１と磁極７０２との間に電界を形成するように両磁極に電圧を印加すると、磁界Ｂ２と同じ方向の電界Ｅ３を発生させることが可能となる。また、図７に例示するＥ－Ｂ－Ｅユニットは、静電偏向器２０７（第１の電界層）を構成する電極３０２および３０８のそれぞれに、磁界Ｂ４を発生させるためのコイル７０５および７０７が巻回されている。さらに、静電偏向器２０８（第２の電界層）を構成する電極３０４および３０９のそれぞれにコイル７０７および７０８が巻回されている。

以上、図７に例示するように、Ｅ－Ｂ－Ｅユニットが発生する磁界と同じ方向に電界を、Ｅ－Ｂ－Ｅユニットが発生する電界と同じ方向に磁界を発生させるような構成によれば、紙面奥行き方向のビームの軸ずれを補正することができる。

また、図７に例示するような構成では、磁界層を構成する磁極と、電界層を構成する電極が近接した位置に配置されることになり、磁界Ｂ２が上下の電極を通過して、磁極に戻るような磁束のパスが形成されることが考えられる。このような磁束によって発生する上下の静電偏向器における不要な偏向作用を磁界Ｂ４、或いは磁界Ｂ５によって相殺することができる。上下静電偏向器の電極間のギャップにおいて、磁界の均一性を維持することが可能となる。

＜Ｅ－Ｂ－Ｅユニットを備える電子銃の構成例＞
上述したビームの偏向器であるＥ－Ｂ－Ｅユニットを、電子顕微鏡の他の光学素子として適用した例について説明する。図９は、上述したＥ－Ｂ－Ｅユニットを備える電子銃の一例を示す図である。アノード（引出電極１０２）によってチップ１０１から引き出された電子は、加速筒９０３によって加速され、図示しない試料に照射される。

図９に例示する電子銃は、Ｅ－Ｂ－Ｅユニット９０１を含むモノクロメータを備えている。モノクロメータとは、ビームを単色化させる装置であり、ビームをエネルギー分散させ、特定のエネルギーを持つビームを、スリット９０２等を用いて選択的に通過させることによって、不所望のエネルギーを持つ電子をビームから取り除く目的で用いられるものである。

図９に例示する電子銃では、エネルギー分散手段として、Ｅ－Ｂ－Ｅユニット９０１が用いられている。Ｅ－Ｂ－Ｅユニット９０１は、静電偏向器２０７、磁界偏向器２０９、および静電偏向器２０８を含み、各偏向器の偏向作用により、ビームをエネルギー分散させる。図９に例示するように、所望のエネルギーを持つ電子９０５は、スリット形成部材に形成されたスリット９０２を通過するが、所望のエネルギーより低いエネルギーの電子９０６と、所望のエネルギーより高いエネルギーの電子９０４は、スリット形成部材に遮断される。

スリットを通過した電子は、加速筒９０３（或いは加速電極や接地電位の電子顕微鏡カラム）によって加速され、電子ビームとして試料に照射される。チップ１０１には、チップ１０１を加熱するための電圧Ｖｔｉｐが印加されている。また、引出電極１０２には、電子の引き出し量に応じた電圧Ｖｅｘｔが印加される。さらに、Ｅ－Ｂ－Ｅユニット９０１は、電圧Ｖ_Ｍでバイアスされ、Ｖｅｘｔとの電位差によって、静電レンズが構成される。本実施形態の場合、Ｖｅｘｔ＞Ｖ_Ｍとすることによって、引出電極１０２とＥ－Ｂ－Ｅユニット９０１との間に形成される静電レンズを減速レンズとしている。なお、引出電極１０２とＥ－Ｂ－Ｅユニット９０１との間に、Ｅ－Ｂ－Ｅユニット９０１との間で静電レンズを形成するための電圧を印加する他の電極を配置するようにしても良い。スリット９０２によって選択された電子９０５は、チップに対して電圧Ｖ_Ｏ分、電位差が設けられた加速筒９０３によって加速され、試料に照射される。
Ｅ－Ｂ－Ｅユニット９０１上に形成される静電レンズを、スリット９０２上に焦点を結ぶように調整することによって、高度な単色化を実現することができる。

＜Ｅ－Ｂ－Ｅユニットを含むモノクロメータの構成例＞
図１０は、Ｅ－Ｂ－Ｅユニットを含むモノクロメータの概略構成例を示す図である。図１０に例示するように、引出電極１０２と電極１００１および１００２を含む第１の電界層（静電偏向器２０７）と、磁極１００３および１００４を含む磁界層（磁界偏向器２０９）と、電極１００５および１００６を含む第２の電界層（静電偏向器２０８）と、スリット９０２と、加速筒（加速電極）９０３とが積層配置されている。

図１０に例示するように、ビーム通過軌道３０７を確保しつつ、電極と磁極の一部が重なるように積層配置することによって、電子銃周りのような限られた空間であっても、モノクロメータに要する光学素子を容易に配置することが可能となる。

＜静電偏向器（第１の静電偏向器）を構成する一対の電極３０２および３０８と、磁界偏向器を構成する一対の磁極７０１および７０２の位置関係＞
図１１は、静電偏向器（第１の静電偏向器）を構成する一対の電極３０２および３０８と、磁界偏向器を構成する一対の磁極７０１および７０２の位置関係を示す図である。なお、上述のＥ－Ｂ－Ｅユニットは、静電偏向器（第１の静電偏向器）、磁界偏向器、および静電偏向器（第２の静電偏向器）の計３段の偏向器で構成されているが、磁界偏向器の偏向作用を相殺するように、静電偏向器の偏向作用が調整されていれば、３段より多くの偏向器を積層するようにしても良い。また、上から順に、磁界偏向器、静電偏向器、および磁界偏向器が積層されるＢ－Ｅ－Ｂユニットとするようにしても良い。

一対の電極３０２および３０８は、ビーム光軸を挟んで対向して配置（図１１の例ではｘ方向に配列）される。両電極は、電界Ｅ１を発生させるための空間としてＥｇａｐ分、離間して設置される。

一方、一対の磁極７０１および７０２は、ビーム光軸を挟んで対向して配置（図１１の例ではｙ方向に配列）される。両磁極は、磁界Ｂ２を発生させるための空間としてＢｇａｐ分、離間して設置される。

電極の配列方向（対向方向）と磁極の配列方向を直交させることにより、Ｅ－Ｂ－Ｅユニットは直交電磁界を発生することができる。また、一対の電極３０２および３０８と、一対の磁極７０１および７０２は、ｚ方向（ビームの入射方向）から見て、その一部が重なるように、ビーム軌道に沿って積層して設置される。さらに、一対の電極３０２および３０８は、一対の磁極７０１および７０２間のギャップとも重なるように設置される。一対の磁極７０１および７０２も、一対の電極３０２および３０８間のギャップとも重なるように設置される。

さらに、電極３０２および３０８は、Ｅｇａｐが磁極７０１および７０２の幅Ｂｗｉｄｔｈ（２つの磁極の対向方向（ｙ方向）とビームの通過方向（ｚ方向）に対し、直交する方向（ｘ方向）の寸法（対向面１１０１のｘ方向の寸法））より狭く（小さく）なるように、設置されている。

また、磁極７０１および７０２は、Ｂｇａｐが電極３０２および３０８の幅Ｅｗｉｄｔｈ（２つの電極の対向方向（ｘ方向）とｚ方向に対し直交する方向（ｙ方向）の寸法（対向面１１０２のｙ方向の寸法））より狭く（小さく）なるように、設置されている。

以上のようにｚ方向から見たときに、電極と磁極との間の重なりを許容しつつ、電極間および磁極間でギャップが形成されるように構成すると共に、電極間のギャップと磁極間のギャップが重畳している部分をビーム通過開口７０１とするように構成する。このようにすることによって、比較的簡単な構成で、電極と磁極をビーム軌道に近接させることが可能となる。

仮に、同じ高さに電極と磁極を設けつつ、ビーム軌道に電極と磁極を近接することを試みた場合、ビーム通過開口７０１の周囲に一対の電極と一対の磁極を非接触且つ軸対称に配置する必要がある。即ち、電極と磁極をビーム軌道に近づける程、電極と磁極を小さく形成する必要があり、結果として高い加工精度が要求されることになる。

一方、図１１に例示するような構成によれば、比較的簡単にビーム軌道に電極と磁極を近接させることができ、均一性の高い電場と磁場からなる直交電磁界を形成することが可能となる。また、板状体を積層するような構成によれば、偏向素子を小型化することができ、電子銃内のような限られた空間内に、偏向器となる光学素子を容易に収容することができる。

また、図１１に例示するように、ＢｗｉｄｔｈをＢｇａｐ（偏向磁界が形成される領域）より大きく（例えば、Ｂｗｉｄｔｈ≧２×Ｂｇａｐとすることができる）することによって、磁極端１１０３とビーム軌道との間を十分に離間させることが可能となる。更に、ＥｗｉｄｔｈをＥｇａｐ（偏向電界が形成される領域）より大きく（例えば、Ｅｗｉｄｔｈ≧２×Ｅｇａｐとすることができる）することによって、電極端１１０４とビーム軌道との間を十分に離間させることが可能となる。

図１１に例示するような電極と磁極を部分的に重ね合わせるような構成によれば、磁極（電極）の幅を十分に大きくすることができ、磁極端（磁極端）とビーム軌道との間の距離を大きくすることが可能となる。これにより、磁極端（電極端）で発生する磁場（電場）の乱れがビームに及ぼす影響を抑制することが可能となる。

＜複数のＥ－Ｂ－Ｅユニットを備える荷電粒子線装置＞
次に、複数のＥ－Ｂ－Ｅユニットを備える荷電粒子線装置について説明する。図１２は、上述のＥ－Ｂ－Ｅユニット（第１のＥ－Ｂ－Ｅユニット９０１）に加え、第２のＥ－Ｂ－Ｅユニット１２０１を備える荷電粒子線装置の一例を示す図である。電子顕微鏡カラム１２０２は接地されており、チップ１０１との電位差によって、ビームを加速させる。

図１３は、図１２に例示した荷電粒子線装置の構成をより詳細に説明するための図である。図１３に例示するように、集束電極（集束レンズ）１３０１は、チップ１０１から放出されるビームをスリット９０２に集束するように構成されている。また、図１３に例示する光学系では、クロスオーバ１３０２が、対物レンズ１０６の物点となるように構成されている。

図１４は、第２のＥ－Ｂ－Ｅユニット１２０１を用いて、スリット９０２を通過した電子の内、不所望のエネルギーを持つ電子によって発生する色収差を補正する光学系を示す図である。図１４に例示する光学系では、第１のＥ－Ｂ－Ｅユニット９０１に含まれる電極と磁極間の距離と、第２のＥ－Ｂ－Ｅユニット１２０１に含まれる電極と磁極間の距離が一致している（距離Ｌ）。また、第１のＥ－Ｂ－Ｅユニット９０１とスリット９０２との間の距離と、第２のＥ－Ｂ－Ｅユニット１２０１とスリット９０２との間の距離も一致している（距離Ｓ）。即ち、第１のＥ－Ｂ－Ｅユニット９０１と、第２のＥ－Ｂ－Ｅユニット１２０１は、スリット９０２を対称面として面対称に配置されている。

第１のＥ－Ｂ－Ｅユニット９０１は、２回の偏向によってビームをエネルギー分散させ、スリット９０２を用いて所定のエネルギーを持つ電子１４０１を選択的に通過させる。図１４（ａ）は、ビームの本来のエネルギーＶｃ（チップと加速電極間に印加される電圧）を持つ電子１４０１の軌道を示している。第２のＥ－Ｂ－Ｅユニット１２０１は、第１のＥ－Ｂ－Ｅユニット９０１と同じ条件でビームを偏向するように調整されているため、電子１４０１は理想光軸１０３を通過した状態で、試料１０９に到達する。

一方、スリット９０２を通過した電子の中には、Ｖｃ±α（例えばαは０．１ｅＶ～０．５ｅＶ）のエネルギーを持つ電子が含まれることがある。図１４（ｂ）は、スリット９０２を通過する（Ｖｃ－α）ｅＶのエネルギーを持つ電子１４０２の軌道を示している。電子１４０２は、理想光軸１０３を外れた状態で試料１０９に到達することになるため、色収差の発生要因となる。よって、第２のＥ－Ｂ－Ｅユニット１２０１を用いて、見かけ上、クロスオーバ１３０２（対物レンズ１０６の物点）から電子が放出されているように（クロスオーバ１３０２でビームが分散しているように）、電子１４０２の軌道を偏向することによって、エネルギー差によらず、試料１０９上の一点にビームが集束させることができる。

第２のＥ－Ｂ－Ｅユニット１２０１は、仮想光源１４０３から放出され、理想光軸１０３への相対角がθである電子１４０２を、第１のＥ－Ｂ－Ｅユニット９０１と同じ条件で偏向しているため、第２のＥ－Ｂ－Ｅユニット１２０１によって偏向された電子１４０４の理想光軸１０３への相対角は２θとなる。２つのＥ－Ｂ－Ｅユニットの偏向条件（偏向角θ）を、図１４のようになるように調整することによって、１段のＥ－Ｂ－Ｅユニットと比較して相対的に高度に色収差を補償することが可能となる。対物レンズ物点（クロスオーバ１３０２）から放出され、対物レンズによって集束された電子は、その放出方向によらず、試料上の同じ位置に到達することになるため、色収差（分散）が補償される。

なお、上述の例では２つのＥ－Ｂ－Ｅユニットが、スリットに関して面対称である構成について例示したが、面対称としなくてもＥ－Ｂ－Ｅユニットに供給する電圧や電流の調整によって、色分散の発生点をクロスオーバに合わせることができる。即ち、色分散の発生点（電子１４０１、１４０４に共通する見かけ上の放出点）と、対物レンズ物点を一致させるような調整によって、高度な収差補正を実現することが可能となる。

＜複数のＥ－Ｂ－Ｅユニットを備える荷電粒子線装置の他の構成例＞
図１５は、複数のＥ－Ｂ－Ｅユニットを備える荷電粒子線装置の他の例を示す図である。図１５に例示する構成によれば、２つのＥ－Ｂ－Ｅユニットをビームの減速領域内に配置することによって、通過するビームに対する色分散発生効果を向上することができる。ビームのエネルギーが低い程、磁界偏向器や静電偏向器によるビームの偏向角が大きくなり、その結果、色分散も大きくなる。

そこで、図１５に例示する荷電粒子線装置は、２つのＥ－Ｂ－Ｅユニットを、負の電圧が印加される減速電極１５０２によって包囲することによって、集束電極（集束レンズ）１３０１と電子顕微鏡カラム１２０２との間に減速領域を形成する。減速領域形成部材である減速電極１５０２と、Ｅ－Ｂ－Ｅユニットを構成する電極等との間には、絶縁体１５０１、１５０３、１５０４が配置されており、減速電極１５０２はフローティングしている。

図１５に例示する構成において、集束電極（集束レンズ）１３０１は、スリット９０２（クロスオーバ１３０２）にビームを集束させている。この状態でＥ－Ｂ－Ｅユニット９０１と１２０１に、図１２から図１４に示した例と同様にスリット９０２に対して面対称に電圧、電流を供給させることで、不所望のエネルギーの電子を遮蔽することができる。

但し、領域１５０６は減速電極１５０２と電子顕微鏡カラム１２０２間に位置するため、減速電極１５０２に印加される負電圧と、電子顕微鏡カラム１２０２の接地電位間の電位差によって静電レンズが形成される。この静電レンズによって、ビーム軌道が集束されるため、対物レンズ１０６から見た物点の位置は、クロスオーバ１３０２から、位置１５０５（仮想物点１５０５）にずれる。そのため対物レンズ１０６には仮想物点１５０５から放出される電子を試料１０９に結像させる電圧、電流が供給されなければならない。

また、図１２から図１５に示した構成では、２段のＥ－Ｂ－Ｅユニットの後段には対物レンズ１０６が配置されているが，Ｅ－Ｂ－Ｅユニットと対物レンズとの間に絞りを配置するようにしても良いし、１以上の検出器や偏向器を配置するようにしても良い。また、Ｅ－Ｂ－Ｅユニットと対物レンズとの間に複数のコンデンサレンズを配置することで、複数のクロスオーバを形成するようにしても良い。

＜磁場漏洩を抑制するＥ－Ｂ－Ｅユニットの構成例＞
図１６は、外部への磁場の漏洩を防止するＥ－Ｂ－Ｅユニットの構成例を示す図である。図１６（ａ）は、Ｅ－Ｂ－Ｅユニットにおける、一対の磁極と、閉磁気回路とを示す図である。図１６（ｂ）は、図１６（ａ）の閉磁気回路をビーム照射方向から見た図である。

図１６（ａ）を参照すると、当該Ｅ－Ｂ－Ｅユニットは、磁場Ｂ２を発生させるための一対の磁極１６０１と、磁場Ｂ２がビームの他の部分に与える影響を抑制するための閉磁気回路を構成する複数の磁性体１６０２、１６０６、および１６０８と、を備えている。ここで、磁性体１６０８は、一対の磁極１６０１および磁性体１６０２を支持するように構成されている。また、図示される一対の磁性体１６０２の間、および一対の磁性体１６０６の間には、ビームを通過させるための空間１６０３および１６０７（「ビーム通過開口」）がそれぞれ形成されている。なお、磁性体１６０２および１６０６と磁性体１６０８とは、絶縁材料１６０４を介して結合されるように構成される。また、閉磁気回路を構成する磁極１６０１と、磁性体１６０２および１６０６と、磁性体１６０８とは、例えば、軟磁性体で構成することができる。

磁性体１６０２および１６０６は、それら自体がＥ－Ｂ－Ｅユニットを構成する電極となっている。この場合、図１６（ｂ）に示されるように、電極となっている一対の磁性体１６０２間の空間（ビーム通過開口）１６０３には上述の電界Ｅ１（図１０参照）が発生する。また、図１６（ｂ）には示されてはいないが、電極となっている一対の磁性体１６０６間の空間（ビーム通過開口）１６０５にも上述の電界Ｅ２（図１０）が発生する。また、閉磁気回路を構成する磁性体１６０２の一部は、ビームの入射方向から見て、一対の磁極１６０１と重なるように（接触せずに、一対の磁極１６０１の一部を覆うように）配置されている。

なお、磁性体１６０２および１６０６自体を電極として構成しなくてもよい。この場合には、磁性体１６０２および１６０６から離間した位置に一対の電極を配置し、これをＥ－Ｂ－Ｅユニットを構成する要素としてもよい。例えば、磁性体１６０２および１６０６と磁極１６０１との間に所定の支持部材を用いて電極を配置してもよいし、磁性体１６０２および１６０６の側面部に絶縁材を取り付け（貼り付け）、それを介して電極を設置してもよい。このとき、磁性体１６０２および１６０６自体を電極として用いていないため、上記絶縁材料１６０４は不要となる。

図１７は、閉磁気回路内に発生する磁界（磁束）の流れ（例）を示す図である。閉磁気回路内に発生した磁界は、図１７に示されるように、磁性体１６０２→磁性体１６０８→磁極１６０１→Ｂ２（Ｂｇａｐ）→磁極１６０１→磁性体１６０８→磁性体１６０２→・・・と当該回路内を通過する。なお、図１７には、上側の閉磁気回路の磁界の流れのみが示されているが、下側の閉磁気回路（磁性体１６０６、磁性体１６０８、および磁極１６０１によって構成される閉磁気回路）でも同様の磁界の流れがある。

このように閉磁気回路を構成することにより、Ｅ－Ｂ－Ｅユニットの外部に磁界（磁場）が漏洩することを抑制することが可能となる。

１０１ チップ
１０２ 引出電極
１０３ 理想光軸
１０４ コンデンサレンズ
１０５ 走査偏向器
１０６ 対物レンズ
１０７ 真空試料室
１０８ 試料台
１０９ 試料
１１０ 電子
１１１ 二次電子
１１２ 変換電極
１１３ 検出器
１１４ 制御装置

Claims (23)

1. 荷電粒子線装置内でビームを偏向するためのビーム偏向デバイスであって、
   前記ビームの軌道に直交する第１の方向に、前記ビームの軌道を挟むように配列される一対の電極を含む１以上の静電偏向器と、
   前記ビームの軌道と前記第１の方向に直交する第２の方向に、前記ビームの軌道を挟むように配列される一対の磁極を含む１以上の磁界偏向器と、を備え、
   前記ビームの入射方向から見て、前記一対の電極の少なくとも一部が、前記一対の磁極に重なるように、前記１以上の静電偏向器と前記１以上の磁界偏向器が、前記ビームの軌道に沿って積層されるビーム偏向デバイス。
2. 請求項１において、
   前記磁極の前記ビームに直交する方向の寸法であるＢｗｉｄｔｈは、前記一対の磁極間のギャップの寸法であるＢｇａｐの２倍以上であるビーム偏向デバイス。
3. 請求項１において、
   前記電極の前記ビームに直交する方向の寸法であるＥｗｉｄｔｈは、前記一対の電極間のギャップの寸法であるＥｇａｐの２倍以上であるビーム偏向デバイス。
4. 請求項１において、
   前記ビームの入射方向から見て、
   前記一対の電極に含まれる第１の電極と、前記一対の磁極に含まれる第１の磁極との間に第１の重畳部、
   前記第１の電極と、前記一対の磁極に含まれる第２の磁極との間に第２の重畳部、
   前記一対の電極に含まれる第２の電極と、前記第１の磁極との間に第３の重畳部、及び
   前記第２の電極と前記第２の磁極との間に第４の重畳部が存在するように、前記１以上の静電偏向器と前記１以上の磁界偏向器が積層されるビーム偏向デバイス。
5. 請求項１において、
   前記静電偏向器は、前記ビームに対する前記磁界偏向器の偏向方向とは逆の方向に前記ビームを偏向すると共に、前記磁界偏向器の偏向を補償するように構成されるビーム偏向デバイス。
6. 請求項１において、
   前記一対の磁極は、磁性材料で構成されたフレームに接続され、当該一対の磁極とフレームは、閉磁気回路を構成するビーム偏向デバイス。
7. 請求項６において、
   前記一対の電極は磁性体で構成され、磁気回路の一部を構成するビーム偏向デバイス。
8. 請求項７において、
   前記一対の磁極は、互いに電気的に絶縁され、当該一対の磁極間で発生する磁界に平行な電界の形成を許容するように、それぞれが電位を持つビーム偏向デバイス。
9. 請求項７において、
   前記一対の電極は、互いに磁気的に絶縁され、当該一対の電極間で発生する電界に平行な磁界を形成するように構成されるビーム偏向デバイス。
10. 請求項１において、
    前記１以上の静電偏向器と１以上の磁界偏向器は、前記荷電粒子線装置内のダブルミラー型の収差補正器のミラー間に配置され、当該１以上の静電偏向器と１以上の磁界偏向器は、前記荷電粒子線装置の光軸から偏向されたビームを、前記ダブルミラー型の収差補正器の一方のミラーに向かって方向付け、当該一方のミラーで反射したビームを前記ダブルミラー型の収差補正器の他方のミラーに向かって方向付け、前記他方のミラーで反射したビームを前記荷電粒子線装置の光軸に向かって方向付けるように構成されるビーム偏向デバイス。
11. 請求項１において、
    前記１以上の静電偏向器と１以上の磁界偏向器を通過した前記ビームの一部の通過を制限するスリットが形成されたスリット形成部材を備え、当該スリット形成部材は、前記１以上の静電偏向器と１以上の磁界偏向器を通過した前記ビームの内、特定のエネルギーを持つビームを選択的に通過させるように構成されたビーム偏向デバイス。
12. 請求項１に記載のビーム偏向デバイスを備える荷電粒子線装置。
13. 請求項１に記載のビーム偏向デバイスと、
    各々がビーム反射面を含み、少なくともそのいずれか一方が、前記ビームに補正収差を与えるように構成された第１及び第２のミラーと、
    当該第１のミラーと第２のミラー間に位置すると共に、前記ビーム偏向デバイスが配置される中間空間と、
    ビームを放出するビーム源から第１の軌道に沿って放出されたビームを、前記ビーム偏向デバイスに向かって偏向するように構成された前段偏向器と、
    前記第１及び第２のミラーで反射され、前記ビーム偏向デバイスによって偏向されたビームが前記第１の軌道に沿うように偏向する後段偏向器と、
    を備える収差補正器。
14. 請求項１に記載のビーム偏向デバイスと、
    前記ビームの一部の通過を制限するスリットが形成されたスリット形成部材と、を備え、
    前記ビーム偏向デバイスは、前記スリットに照射される前のビームをエネルギー分散するように構成されるモノクロメータ。
15. 請求項１４において、さらに、
    前記ビームを集束する対物レンズと、
    前記スリット形成部材との間に配置される直交電磁界発生ユニットと、を備え、
    前記直交電磁界発生ユニットは、見かけ上、前記対物レンズの物点で前記ビームが分散しているように、前記ビームを偏向するように構成されるモノクロメータ。
16. 請求項１４において、さらに、
    前記ビームを集束する対物レンズと、
    前記スリット形成部材との間に配置される直交電磁界発生ユニットと、を備え、
    前記直交電磁界発生ユニットは、前記ビーム偏向デバイスで発生する分散を補償するように前記ビームを偏向するモノクロメータ。
17. 請求項１４において、さらに、
    前記ビーム偏向デバイスを包囲すると共に、前記ビームを減速させる減速領域形成部材を備えるモノクロメータ。
18. 請求項１において、さらに、
    前記一対の磁極と共に閉磁気回路を構成する磁性材料を備え、
    前記ビームの入射方向から見て、当該磁性材料の少なくとも一部は前記一対の磁極と重なるように構成されているビーム偏向デバイス。
19. 請求項１８において、
    前記閉磁気回路は、前記一対の磁極を支持する磁性体で構成される支持部を含み、
    前記支持部と前記磁性材料とは、絶縁材料を介して接続されるビーム偏向デバイス。
20. 請求項１９において、
    前記磁性材料は、前記一対の電極を構成するビーム偏向デバイス。
21. 請求項１８において、
    前記一対の電極は、前記磁性材料から離間して、或いは絶縁層を介して閉磁気回路に取り付けられるビーム偏向デバイス。
22. 請求項１８において、
    前記閉磁気回路は、軟磁性体で構成されるビーム偏向デバイス。
23. 試料にビームを照射するための光学素子を含む荷電粒子ビームカラムと、
    請求項１に記載のビーム偏向デバイスと、
    を備える荷電粒子線装置。

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