Устройство для коррекции аберраций Советский патент 1983 года по МПК H01J29/56 

Изобретение относится к электрон оптическим устройствам для коррекци аберраций при фокусировке и отклоне нии пучков заряженных частиц и може быть использовано в различных электронно-оптических приборах. Известно устройство для коррекци аберраций И-го порядка, выполненное в виде плоского электрода с отверст ем, имеющим и+1 плоскостей симметри Корректором аберраций 2-го порядка является электрод с отверстием, имею щим три плоскости симметрии; 3-го порядка - электрод с отверстием, им щим четыре плоскости симметрии, например крестообразной формы Cl. Однако при высокой эффективности коррекции недостатком устройства является его невысокая светосила, связанная с конструктивными особенностями . Отношение минимального раз мера отверстия в электроде к наружному размеру (например диаметру) не может быть больше (,5. .Наиболее близким к предлагаемому является устройство, выполненное в виде астигматичной трубчатой линзы .из, по крайней мере, двух изолирован ных цилиндрических электродов, обращенных друг к другу, края которых имеют два выступа и два выреза каждый, причем выступы одного электрода входят в вырезы другого. Астигматичная трубчатая линза светосильна, ее поле содержит квадрупольную, осесимметричную и октупольную составляющие Октупольная составляющая поля оказывает влияние на сферическую аберрацию линзы, делая ее отрицательной. Поэтому эта линза может являться корректором аберраций 3-го порядка, в частности, сферической аберрации 2., : Недостатками известного устройств являются невозможность коррекции аберраций других порядков, кроме . 3-го,а также низкая точность коррекции из-за нарушения условий фокусировки пучка при коррекции аберраций 3-го порядка в результате действия осесимметричной и особенно квадрупольной составляющей, наиболее сильной по своей природе. Цель изобретенил-повышение точнос ти коррекции аберраций при уменьшении искажений. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для коррекции аберраций, выполненном, по крайней мере, в виде двух изолированных цилиндрических электродов, обращенных друг к другу, края каждого из которых имеют равномерно чередующиеся выступы и вырезы, причем выступы одного электрода входят в вырезы другого, число выступов на каждом из упомянутых электродов равно П.+1, где , 3, 4 .. .,. при этом отношение длины выс-г тупов и вырезов к диаметру электродов не менее 0,1,а отношение углового размера вырезов к уг-ловому размеру Ьыступов на каждом из эл ктродов составляет 1/8 - 8. На чертеже показана схема реализации предлагаемого технического решения. На общей оптической оси электронно-оптической системы 1, обладающей аберрацией,например 2-го и 3-го порядков , последовательно расположены устройство 2 коррекции аберраций 2-го порядка и устройство 3 коррекции аберраций 3-го порядка, цилиндрические электроды которых повернуты вокруг оси так, о одна из плоскостей симметрии, проходящая через вырез первых по ходу пучка цилиндрических электродов устройства 2, сорпадает с направлением коррекции аберрации, например, направлением X. Причем упомянутый вырез находится со стороны положительных значений X. Отношение длины выступов и вырезов к диаметру электродов в первом устройстве равно 0,35, во втором Oj9; при отнсяаении угловых размеров выступов и вырезов, равным 1. Форма образукицих выступов и вырезов может быть различной. Устройство работает следующим образом. На пучок заряженных частиц, нарример электронов, воздействует электрическое или магнитное поле электронно-оптической систе1 « 1 1, вносящей аберрации 2-го и 3-го порядков. Затем пучок электронов проходит электростатическое поле устройства 2. При этом силы электрического поля в нем действуют на пучок электроновпропррционсшьно квадрату его расстояния от оси, а силы поля устройства 3 - пропорционально третьей степени расстояния.В результате такого взаи-модействия пучкаэлектронов аберрации 2-го и 3-го порядков сводятся к нулю. Так, для коррекции аберраций 2-го порядка число выступов, а соответственно и вырезов в электродах, равно 3. В этом случае поле устройства содержит осесимметричную и секступольную компоненты. Секступольная составляющая корректирует аберрации 2-го порядка. Для коррекции аберраций 3го порядка число выступов в электродах равно 4. В этом случае поле устройства содержит осесимметричную и октупольную составляющие, последняя из которых и корректирует аберрации ретьего порядка. При необходимости одновременной коррекции аберраций азличных порядков используют неободимое число пар, цилиндрических электродов с соответствующим числом ыступов и вырезов на них. В каждом лучае величину корректируемой абер31048533.«

рации регулируют, изменяя разностьуказанных отношений угловых размеров

потенциалов между упомянутыми элек-,от значений меньше 1 до значений

тродами, а изменением полярности больше 1 приводит к повороту мультиисточника питания меняют направлениепольной составляющей и к соответст- .

коррекции аберрации.. вующему изменению направления коррекПри отношении длины выступов и Предлагаемое устройство наряду с

вырезов к диаметру электродов мень--конструктивной простотой обладает

ше, чем 0,1, и при отношении угловогвысокой светосилой и позволяет по

го размера вырезов к угловому размерусравнению о известными устройствами

выступов на каждом из электродов Юкорректировать аберрации h -го по болыые 8 или меньше 1/8 .существеннорядка, практически не нарушая услоослабляется мультипольная составляю-вий фокусировки.

щая (секступольная, октупольная и Устройство может быть реализовано

.) и начинает превалировать, осе-как в виде металлических конструксимметричная составляющая, оказываю - 15ций, так и в виде проводящего покщая фокусирующее действие на пучокрытия на обращенной к пучку заряженэлектронов, что приводит к наруше-ных частиц поверхности вакуумной обонию условий фокусировок. Применениелочки.

,5ции аберрации. . .

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ АБЕРРАЦИЙ, выполненное в виде, по крайней мере, двух изолированных цилиндрических электродов, обращен /. . П -. . ных друг к другу, края каждого из которых имеют равномерно чередующиеся выступы и вьфезы, причем выступы одного электрода размещены в вырезах другого, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности коррекции аберраций при уменьшении искажений, число выступов на каждом из электродов равно и + 1, где п2, 3, ..., при этом отношение длины выступов и вырезов к диаметру электродов не менее 0,1, а отнсхиение углового размера вьфезов к угловому размеру выступов на каждом из электродов составляет 1/8 - 8. (Л