[發明專利]帶電粒子射線裝置

有效

• 申請號: 201280036624.8
• 申請日: 2012-07-09
• 公開（公告）號: CN103718267A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 秋間學尚;平山陽一
• 申請（專利權）人: 株式會社日立高新技術
• 主分類號: H01J37/153
• 分類號: H01J37/153;G05B13/02;G06N3/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王亞愛

技術領域

本發明涉及帶電粒子射線裝置，特別涉及具備自動球面像差校正裝置的帶電粒子射線裝置。?

背景技術

在近年的透射型電子顯微鏡(TEM)或掃描型透射電子顯微鏡(STEM)等帶電粒子射線裝置中，具備球面像差校正裝置(下面稱作像差校正器)。該像差校正器為了在TEM或STEM中對限制分辨率的主要原因的物鏡的球面像差(Cs)進行校正而使用。作為像差校正器，已知產生6極子場的2個多極子透鏡、和在其間配置2片軸對稱透鏡(傳遞透鏡)的構成(例如參考專利文獻1)。?

通過像差校正器來校正物鏡的Cs。但是，由于像差校正器的不完整性、即構成多極子透鏡的各個極子的位置偏離、極子材料的磁特性的偏差等，會產生被稱作寄生像差的多余的像差。產生的3階以下的寄生像差為2重對稱1階像散(A1)、1重對稱2階彗星像差(B2)、3重對稱2階像散(A2)、2重對稱3階星形像差(S3)、4重對稱3階像散(A3)。在像差校正器的調整中，除了Cs的校正以外，這些寄生像差的校正也成為必須。?

在產品的像差校正器中附屬用于校正Cs和寄生像差的校準工具，調整者能通過使用校準工具來半自動地進行像差校正器的調整(例如參考非專利文獻1)。在校準工具的GUI(圖形用戶界面)上配置像差測定按鈕、和與多個像差分別對應的像差校正按鈕。通過按下像差測定按鈕來從取得的多張電子顯微鏡像中測定表征殘留于光學系統的各像差的大小的像差系數(關于像差測定的方法例如參考專利文獻2)。通過按下像差校正按鈕，對應于測定的像差系數對像差校正器施加反饋，校正指定的像差(關于像差校正的方法例如參考專利文獻3、專利文獻4)。?

雖然通過使用校準工具來自動進行像差的測定和校正，但基于像差測定的結果來判斷要優先校正哪個像差則交給調整者。通常，調整者從像差系數最大的像差起優先進行校正，直到3階以下的像差全都成為容許值以下為止反復校正。?

在光盤裝置的領域，公開了學習用于校正像差的最佳控制量(記錄通過搜索找到的最佳狀態)的方法(參考專利文獻5)。?

先行技術文獻?

專利文獻?

專利文獻1：JP特表2002-510431號公報?

專利文獻2：JP特開2007-180013號公報?

專利文獻3：JP特開2007-266008號公報?

專利文獻4：JP特開2006-114304號公報?

專利文獻5：JP特開2010-218591號公報?

非專利文獻?

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

發明的概要?

發明要解決的課題?

如上述那樣，雖然通過使用校準工具來半自動進行像差校正器的調整，但調整所需的時間因校正的像差的判斷而改變。?

在此的難點在于校正哪個像差的判斷。在像差測定中得到的像差系數中不能避免誤差，有越是相對小的像差則測定誤差越變大的傾向。例如，在某一像差支配性地大的情況下，其它的小的像差的測定誤差變大，若基于測定誤差大的像差系數進行校正則有時會導致像差增加。另外，像差校正既相互獨立又相互干涉，在對一方進行校正時有時會導致另一方增加。特別地，3階像差的校正有使2階以下的像差增加的傾向。?

為此，在現有技術中，只能實現基于僅選擇1個像差系數最大的像差來優先進行校正這樣比較簡單的規則的自動調整(例如參考專利文獻4)。?

另外，向專利文獻5記載的技術的帶電粒子射線裝置的應用困難。這?是因為，由于在電磁透鏡中有磁滯特性，因此在斷開裝置的電源等使電磁透鏡的狀態較大變化后，即使將電磁透鏡的狀態恢復到以前的最佳狀態，也回不到原來的最佳狀態。?

在帶電粒子射線裝置中，若不僅像差系數最大的像差，還要一次性校正第2、第3大像差，則考慮減少像差測定的次數。一般，在像差測定中，由于對于1次的像差測定需要取得多個電子顯微鏡像，因此花費1分鐘前后的時間。但是，在向用于像差校正的像差校正器的反饋中，僅花費1秒以下程度的時間。為此，由于若能相對于1次的像差測定同時校正多個像差，則能減少像差測定的次數，因此認為調整時間縮短的效果較大。?