[发明专利]带电粒子射线装置

说明书

技术领域

本发明涉及带电粒子射线装置，特别涉及具备自动球面像差校正装置的带电粒子射线装置。 

背景技术

在近年的透射型电子显微镜(TEM)或扫描型透射电子显微镜(STEM)等带电粒子射线装置中，具备球面像差校正装置(下面称作像差校正器)。该像差校正器为了在TEM或STEM中对限制分辨率的主要原因的物镜的球面像差(Cs)进行校正而使用。作为像差校正器，已知产生6极子场的2个多极子透镜、和在其间配置2片轴对称透镜(传递透镜)的构成(例如参考专利文献1)。 

通过像差校正器来校正物镜的Cs。但是，由于像差校正器的不完整性、即构成多极子透镜的各个极子的位置偏离、极子材料的磁特性的偏差等，会产生被称作寄生像差的多余的像差。产生的3阶以下的寄生像差为2重对称1阶像散(A1)、1重对称2阶彗星像差(B2)、3重对称2阶像散(A2)、2重对称3阶星形像差(S3)、4重对称3阶像散(A3)。在像差校正器的调整中，除了Cs的校正以外，这些寄生像差的校正也成为必须。 

在产品的像差校正器中附属用于校正Cs和寄生像差的校准工具，调整者能通过使用校准工具来半自动地进行像差校正器的调整(例如参考非专利文献1)。在校准工具的GUI(图形用户界面)上配置像差测定按钮、和与多个像差分别对应的像差校正按钮。通过按下像差测定按钮来从取得的多张电子显微镜像中测定表征残留于光学系统的各像差的大小的像差系数(关于像差测定的方法例如参考专利文献2)。通过按下像差校正按钮，对应于测定的像差系数对像差校正器施加反馈，校正指定的像差(关于像差校正的方法例如参考专利文献3、专利文献4)。 

虽然通过使用校准工具来自动进行像差的测定和校正，但基于像差测定的结果来判断要优先校正哪个像差则交给调整者。通常，调整者从像差系数最大的像差起优先进行校正，直到3阶以下的像差全都成为容许值以下为止反复校正。 

在光盘装置的领域，公开了学习用于校正像差的最佳控制量(记录通过搜索找到的最佳状态)的方法(参考专利文献5)。 

先行技术文献 

专利文献 

专利文献1：JP特表2002-510431号公报 

专利文献2：JP特开2007-180013号公报 

专利文献3：JP特开2007-266008号公报 

专利文献4：JP特开2006-114304号公报 

专利文献5：JP特开2010-218591号公报 

非专利文献 

非专利文献1：P.Hawkes，“Advances in IMAGING and ELECTRON PHYSICS Vol.153Aberration-corrected Electron microscopy”，Academic Press，p.63(2008) 

发明的概要 

发明要解决的课题 

如上述那样，虽然通过使用校准工具来半自动进行像差校正器的调整，但调整所需的时间因校正的像差的判断而改变。 

在此的难点在于校正哪个像差的判断。在像差测定中得到的像差系数中不能避免误差，有越是相对小的像差则测定误差越变大的倾向。例如，在某一像差支配性地大的情况下，其它的小的像差的测定误差变大，若基于测定误差大的像差系数进行校正则有时会导致像差增加。另外，像差校正既相互独立又相互干涉，在对一方进行校正时有时会导致另一方增加。特别地，3阶像差的校正有使2阶以下的像差增加的倾向。 

为此，在现有技术中，只能实现基于仅选择1个像差系数最大的像差来优先进行校正这样比较简单的规则的自动调整(例如参考专利文献4)。 

另外，向专利文献5记载的技术的带电粒子射线装置的应用困难。这 是因为，由于在电磁透镜中有磁滞特性，因此在断开装置的电源等使电磁透镜的状态较大变化后，即使将电磁透镜的状态恢复到以前的最佳状态，也回不到原来的最佳状态。 

在带电粒子射线装置中，若不仅像差系数最大的像差，还要一次性校正第2、第3大像差，则考虑减少像差测定的次数。一般，在像差测定中，由于对于1次的像差测定需要取得多个电子显微镜像，因此花费1分钟前后的时间。但是，在向用于像差校正的像差校正器的反馈中，仅花费1秒以下程度的时间。为此，由于若能相对于1次的像差测定同时校正多个像差，则能减少像差测定的次数，因此认为调整时间缩短的效果较大。