(57)【要約】【課題】  補正用多極子により、球面収差と、必要があれば軸上色収差の両方を補正することのできる収差補正装置を提供する。【解決手段】  １２極子からなる２π型ウィーンフィルタにおいて、２次の幾何収差を小さくする条件｜ｅ２＋（ｍ＋２）／８｜＜ε１，｜ｂ２＋ｍ／８｜＜ε２，｜ｅ３−ｂ３−ｍ／１６｜＜ε３の下、出射窓での荷電粒子流の断面形状を略円形にする条件｜ｂ３−５ｍ２／１４４｜＜ε４，｜ｅ４−ｂ４−２９ｍ２／１１５２｜＜ε６球面収差及び色収差を負値にする条件ｍ＜６−２√６を適用し、さらに条件｜ｍ｜＜ε７によって軸外収差の増加を抑えるとともに球面収差及び色収差の補正に用いることができるようにする。【選択図】  図２３
2006147520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多極子構造の２π型ウィーンフィルタを用いた収差補正装置において、
前記２π型ウィーンフィルタの光軸近傍における電場及び磁場の双極子、４極子及び６極子の成分をそれぞれＥ１，Ｂ１，Ｅ２、Ｂ２、Ｅ３、Ｂ３とし、サイクロトロン半径をＲとおき、ｅ２＝Ｅ２Ｒ／Ｅ１，ｂ２＝Ｂ２Ｒ／Ｂ１，ｅ３＝Ｅ３Ｒ２／Ｅ１、ｂ３＝Ｂ３Ｒ２／Ｂ１としたとき、これらのすべての項を含むとともに、それぞれの項の値を独立に制御して収差を補正する収差補正装置。
【請求項２】
ｍを−２≦ｍ≦８の任意の数とするとき、
｜ｅ２＋（ｍ＋２）／８｜＜ε１，
｜ｂ２＋ｍ／８｜＜ε２，
｜ｅ３−ｂ３−ｍ／１６｜＜ε３
を満たす請求項１に記載の収差補正装置。
【請求項３】
前記ε１，ε２，ε３はそれぞれ０．０００１，０．０００２，０．０００５，０．００１，０．００２，０．００５，０．０１，０．０２，０．０５，０．１，０．２，０．５，１のいずれか一つである請求項２に記載の収差補正装置。
【請求項４】
｜ｂ３−５ｍ２／１４４｜＜ε４をさらに満たす請求項２に記載の収差補正装置。
【請求項５】
前記ε４は０．０００１，０．０００２，０．０００５，０．００１，０．００２，０．００５，０．０１，０．０２，０．０５，０．１，０．２，０．５，１のいずれか一つである請求項４に記載の収差補正装置。
【請求項６】
｜ｅ３−ｍ／１６−（５／１４４）ｍ２｜＜ε５をさらに満たす請求項４に記載の収差補正装置。
【請求項７】
前記ε５は０．０００１，０．０００２，０．０００５，０．００１，０．００２，０．００５，０．０１，０．０２，０．０５，０．１，０．２，０．５，１のいずれか一つである請求項６に記載の収差補正装置。
【請求項８】
前記２π型ウィーンフィルタの光軸近傍における電場及び磁場の双極子及び８極子の成分をそれぞれＥ１，Ｂ１，Ｅ４，Ｂ４、サイクロトロン半径をＲとし、
ｅ４＝Ｅ４Ｒ３／Ｅ１，ｂ４＝Ｂ４Ｒ３／Ｂ１により与えられるｅ４，ｂ４を用いた、
｜ｅ４−ｂ４−２９ｍ２／１１５２｜＜ε６をさらに満たす請求項４又は６に記載の収差補正装置。
【請求項９】
ε６は０．０００１，０．０００２，０．０００５，０．００１，０．００２，０．００５，０．０１，０．０２，０．０５，０．１，０．２，０．５，１のいずれか一つである請求項８に記載の収差補正装置。
【請求項１０】
ｍ＜６−２√６を満たす請求項８に記載の収差補正装置。
【請求項１１】
ｍ＜１．１である請求項１０に記載の収差補正装置。
【請求項１２】
｜ｍ｜＜ε７をさらに満たすこと請求項１０又は１１に記載の収差補正装置。
【請求項１３】
前記ε７は０．０００１，０．０００２，０．０００５，０．００１，０．００２，０．００５，０．０１，０．０２，０．０５，０．１，０．２，０．５，１のいずれか一つである請求項１２に記載の収差補正装置。
【請求項１４】
前記多極子は、一つの１２極子からなる請求項１乃至１３のいずれかに記載の収差補正装置。
【請求項１５】
入射した荷電粒子流が１回目に収束する位置にスリットを設けた請求項１４記載の収差補正装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれかに記載の収差補正装置をレンズ系の前段又は後段に備え、該収差補正装置によって前記レンズ系で発生した収差を相殺する電子顕微鏡。
【請求項１７】
レンズ系に発生する収差を補正するための収差補正装置を有する電子顕微鏡において、
前記収差補正装置の前方に設けて前記収差補正装置に入る電子ビームの開き角を調整する開き角調整部と、
前記開き角調整部によって開き角が調整されて入射された電子ビームに対して、前記収差補正装置は６極子以上の多極子を用いて負の色収差又は負の球面収差を作り、収差補正を行う電子顕微鏡。
【請求項１８】
前記収差補正装置は、補正されるべきレンズ系に発生する収差と値が同じで符号が逆の収差を作る請求項１７記載の電子顕微鏡。
【請求項１９】
前記収差補正装置の後方であり、対物レンズの前方に、前記対物レンズに入るビームの開き角を調整する他の開き角調整部を設ける請求項１７記載の電子顕微鏡。
【請求項２０】
前記収差補正装置は、２π型ウィーンフィルタを用いた収差補正装置であり、電場、磁場の双極子、４極子、６極子成分をそれぞれＥ１，Ｂ１，Ｅ２、Ｂ２、Ｅ３、Ｂ３とし、サイクロトロン半径をＲとおき、ｅ２＝Ｅ２Ｒ／Ｅ１，ｂ２＝Ｂ２Ｒ／Ｂ１，ｅ３＝Ｅ３Ｒ２／Ｅ１、ｂ３＝Ｂ３Ｒ２／Ｂ１としたとき、これらのすべての項を含むとともに、それぞれの項の値を独立に制御できるようにして、収差を補正することを特徴とする請求項１７記載の電子顕微鏡。
【請求項２１】
レンズ系に発生する収差を補正するための収差補正装置を有する電子顕微鏡において、
前記収差補正装置は、１２極子以上の多極子を持つ色収差補正子と６極子以上の多極子を持つ球面収差補正子とを光軸上に直列に配置してなり、
前記色収差補正子の前方及び前記球面収差補正子の前方それぞれに、各補正子に入射するビームの開き角を調整する各開き角調整部を配設し、
前記各開き角調整部によって開き角が調整されて入射された電子ビームに対して、前記収差補正装置の前記球面収差補正子は負の球面収差を、前記色収差補正子は負の色収差を作り、収差補正を行う電子顕微鏡。
【請求項２２】
前記色収差補正子、前記球面収差補正子のそれぞれは、複数個に分割される請求項２１に記載の電子顕微鏡。
【請求項２３】
レンズ系に発生する収差を補正するための収差補正装置を有する電子顕微鏡において、
前記収差補正装置は、３次までの収差のうち、軸対称な収差以外の収差を４極子、６極子、８極子の電場および磁場の組み合わせによって補正し、かつ軸対称な色収差と軸対称な開口収差のみを持つ多極子を用いて、３次までの収差についての球面収差と色収差を補正する電子顕微鏡。
【請求項２４】
前記収差補正装置は、球面収差の補正について、一様電場、一様磁場と４極電場のみを設定して補正する請求項２３に記載の電子顕微鏡。
【請求項２５】
レンズ系に発生する収差を補正するための収差補正装置を有する電子顕微鏡において、
前記収差補正装置は、３次までの収差のうち、軸対称な収差以外の収差を一様電場、一様磁場のほか、電場４極子によって補正し、かつ軸対称な色収差と軸対称な開口収差のみを持つ多極子を用いて、３次までの収差についての球面収差と色収差を補正する電子顕微鏡。
【請求項２６】
前記収差補正装置は、色収差についての補正を、球面収差を含む開口収差が零となる条件に多極子の電場磁場を設定して行う請求項２３又は２５に記載の電子顕微鏡。
【請求項２７】
前記収差補正装置は、球面収差補正用の収差量調整に連動して色収差補正を行い、球面収差補正に伴って発生する色収差を補正する請求項２６に記載の電子顕微鏡。
【請求項２８】
レンズ系に発生する収差を補正するための収差補正装置を有する電子顕微鏡において、
前記収差補正装置は、対物レンズの使用条件が固定されている用途においては、使用する対物レンズの色収差と球面収差の割合に等しい割合を示す４極子の磁場成分に条件を設定し、両収差をひとつの多極補正子で補正するように構成される電子顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子顕微鏡やイオン顕微鏡など荷電粒子（適宜、電子線という）を利用した装置において、多極子を用いてレンズの色収差、球面収差を補正する収差補正装置、及びかかる収差補正装置を備える電子顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
球面収差や軸上色収差などは、軸対称なレンズを用いた場合、必ず正の値を持つことが知られている。このため、電子顕微鏡のレンズなどが持つこれらの収差を補正するために、負の値の収差を生成できる多極子系が用いられている。
【０００３】
これまでに提案されている多極子系として、走査電子顕微鏡（scanning electron microscope：ＳＥＭ）や走査透過電子顕微鏡（scanning transmission electron microscope：ＳＴＥＭ）あるいは低エネルギー電子顕微鏡（low energy electron microscope：ＬＥＥＭ）などの低加速電圧で使用する電子顕微鏡の収差補正に関しては、４極子と８極子を組み合わせた４極子８極子（以下、４−８極子という）方式がすでに製品化され、実用になっている。
【０００４】
ＳＥＭの収差補正は、ドイツ、ダルムスタットのRoseの設計した４段の４−８極子場を用いた補正子でＣＥＯＳ（Corrected Electron Optical Systems GmbH）のZachが実験的に成功した。ＳＴＥＭでは、Krivanekによる４−８極子があるが、球面収差Ｃｓのみの補正に用いられているほかは、基本的原理は同じである。また、ＴＥＭ／ＳＴＥＭの収差補正は、シカゴ大のCrewの考えと、ドイツのRoseに発するものとがあるが、いずれも２段の６極子とラウンドレンズの組み合わせを用いている。これら周知の収差補正装置では、４極子は色収差Ｃｃ,６極子あるいは８極子は球面収差Ｃｓの補正に使うとしている。６極補正子の場合は、２段の補正子が２次の幾何収差をキャンセルするのに用いられているほかは、球面収差Ｃｓ，色収差Ｃｃ以外の２次あるいは３次収差のことは考慮されていない。つまり、いろいろな収差も作られるかもしれないが、軸上に限れば負の球面収差Ｃｓ，色収差Ｃｃの成分が大きいということである。
【０００５】
色収差補正では、電場Ｅと磁場Ｂの４極子の組み合わせが利用される。４極子は一次軌道にも影響を与えるが、電場Ｅと磁場Ｂで一次軌道に対する影響と、色収差Ｃｃに対する影響が異なることから、一次軌道を変えないように保ちながら電場Ｅと磁場Ｂの４極子の値を変えて収差を変化させる。色収差Ｃｃの補正に当たっては、基本的に４極電場ｅ２、４極磁場ｂ２のみでよい。
【０００６】
球面収差補正では、球面収差Ｃｓを含む４つの開口収差（Ｘ’３，Ｘ’Ｙ’２，Ｘ’２Ｙ’，Ｙ’３）が等しい値で対物レンズの球面収差と同じ大きさで符号が反対となる値になるように設定する。４つの８極子で３次の開口収差と、対物レンズの球面収差Ｃｓの符号を変えたものとの和に等しくなるように設定する。
【０００７】
一方、同様に負の収差を生成するために、ウィーン型フィルタを用いる方法も提案されている。ウィーン型フィルタは、荷電粒子ビーム（適宜、電子線という）の進行方向に直交する面内において互いに直交する電場と磁場を配置することで、所定エネルギーを有する荷電粒子ビームを特定方向に直進させるものであり、Ｅ×Ｂフィルタとも称される。多極子を用いたウィーン型フィルタは、導電性の磁性体を用いた多極子構造によって、電極と磁極の形が同一となり、したがって同一のフリンジ場を形成し、偏向を受けることなく直線の光軸が得られる。このようなウィーンフィルタにおいて、収差補正の目的で、入射窓面を基準として光軸沿いの２回目の収束位置を出射窓面とする２π型ウィーンフィルタが利用されている。
【０００８】
２π型ウィーンフィルタの収差補正については、２次収差までの収差補正方法について研究されている（特許文献１及び２参照）。これらの文献では、軸上色収差以外の２次収差をゼロにする条件が求められ、この条件下で収差補正装置として使用する方法が述べられている。２π型のウィーンフィルタにおいて、色収差以外の２次収差をゼロとする条件は広範囲に存在する（非特許文献１参照）。
【０００９】
軸上色収差の補正を行うような電子光学機器では、もちろん色収差のほかに球面収差の値も問題になる。その場合は、電場および磁場の６極子成分の値に工夫を凝らしている。
【特許文献１】米国特許第5,838,011号
【特許文献２】国際公開公報WO 98/12732．
【非特許文献１】Microsc, Microanal 9(Supp1 2) 2003,pp944-945
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、前述したような、色収差、球面収差補正の方式では、４極子は色収差を作り、８極子は球面収差を作るとして、収差の大きさはそれぞれの極に加える電圧や電流で調整している。しかしながら、４極子や８極子の作る収差が単純な色収差Ｃｃや球面収差Ｃｓだけであるはずがなく、種々のその他の収差がついて回るはずである。従来は、これらの収差を無視し、軸上だけでは目的とする収差が大部分を占めるとして補正を行ってきたわけである。そのため、軸合わせの重要性が著しく大きくなるわけである。
【００１１】
また、２個以上の補正子を用いた従来の多極補正子では、望ましくない収差を除去するため、補正子相互間の軸合わせの作業が重要であった。また、ＴＥＭ用の６極子を除いて、補正の効果は光軸にごく近い狭い範囲にしか及ばず、光軸から少しでも離れると別の収差のため補正の効果が相殺される。このような理由で、補正子の作る望ましくない成分を避けて収差補正の効果を挙げるには、多大の労力が必要であった。もちろん、このような補正の作業を自動化してオペレーション上の負担を軽減する対策が取られているが、補正子の調整が重要であることは変わりない。
【００１２】
本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、補正用多極子により、球面収差と、必要があれば軸上色収差の両方を補正することのできる収差補正装置の提供を目的とする。また、収差を補正できる範囲を光軸に近い狭い範囲に限らず、光軸外の広範囲にも適用することができる収差補正装置の提供を目的とする。
【００１３】
また、本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、軸合わせに対する要求がほとんど不要となるような収差補正装置の提供を目的とする。さらに、かかる収差補正装置を備えた電子顕微鏡装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述の課題を解決するために、本発明に係る収差補正装置は、多極子構造の２π型ウィーンフィルタを用いたものであって、電場、磁場の双極子、４極子、６極子成分をそれぞれＥ１，Ｂ１，Ｅ２、Ｂ２、Ｅ３、Ｂ３とし、サイクロトロン半径をＲとおき、ｅ２＝Ｅ２Ｒ／Ｅ１，ｂ２＝Ｂ２Ｒ／Ｂ１，ｅ３＝Ｅ３Ｒ２／Ｅ１、ｂ３＝Ｂ３Ｒ２／Ｂ１としたとき、これらのすべての項を含むとともに、それぞれの項の値を独立に制御できるようにして、収差を補正する。
【００１５】
この収差補正装置は、ｍを−２≦ｍ≦８の任意の数とするとき、
｜ｅ２＋（ｍ＋２）／８｜＜ε１，
｜ｂ２＋ｍ／８｜＜ε２，
｜ｅ３−ｂ３−ｍ／１６｜＜ε３
を満たし、ε１，ε２，ε３はそれぞれ０．０００１，０．０００２，０．０００５，０．００１，０．００２，０．００５，０．０１，０．０２，０．０５，０．１，０．２，０．５，１のいずれか一つであることが好ましい。このような収差補正装置は、出射窓面における２次幾何収差を小さくすることができる。
【００１６】
｜ｂ３−５ｍ２／１４４｜＜ε４を満たし、ε４は０．０００１，０．０００２，０．０００５，０．００１，０．００２，０．００５，０．０１，０．０２，０．０５，０．１，０．２，０．５，１のいずれかであることが好ましい。このような収差補正装置は、出射窓面における荷電粒子流の断面形状を、光軸をＺ軸としたＸＹＺ座標系において、Ｘ軸およびＹ軸方向に等しい長さとすることができる。
【００１７】
｜ｅ３−ｍ／１６−（５／１４４）ｍ２｜＜ε５を満たし、ε５は０．０００１，０．０００２，０．０００５，０．００１，０．００２，０．００５，０．０１，０．０２，０．０５，０．１，０．２，０．５，１のいずれか一つであることが好ましい。同様に、このような収差補正装置は、出射窓面における荷電粒子流の断面形状を、光軸をＺ軸としたＸＹＺ座標系において、Ｘ軸およびＹ軸方向に等しい長さとすることができる。
【００１８】
｜ｅ４−ｂ４−２９ｍ２／１１５２｜＜ε６を満たし、ｅ４，ｂ４は前記２π型ウィーンフィルタの光軸近傍における電場及び磁場の双極子及び８極子の成分をそれぞれＥ１，Ｂ１，Ｅ４，Ｂ４、サイクロトロン半径をＲとして
ｅ４＝Ｅ４Ｒ３／Ｅ１，ｂ４＝Ｂ４Ｒ３／Ｂ１
により与えられ、ε６は０．０００１，０．０００２，０．０００５，０．００１，０．００２，０．００５，０．０１，０．０２，０．０５，０．１，０．２，０．５，１のいずれか一つであることが好ましい。このような収差補正装置は、出射窓面における荷電粒子流の断面形状を、対角線方向も前記Ｘ軸Ｙ軸と長さが等しくなるようにすることができる。
【００１９】
ｍ＜６＋２√６を満たすことが好ましい。このような収差補正装置は、球面収差を小さくすることができる。
【００２０】
ｍ＜１．１であることが好ましい。このような収差補正装置は、球面収差及び色収差を負値にすることができる。
【００２１】
｜ｍ｜＜ε７を満たし、ε７は０．０００１，０．０００２，０．０００５，０．００１，０．００２，０．００５，０．０１，０．０２，０．０５，０．１，０．２，０．５，１のいずれか一つであることが好ましい。このような収差補正装置は、磁場の４極子が不要になるので、構成を簡単化することができる。また、光軸から離れた軸外においても、球面収差及び色収差が著しく増大することがないので、軸合わせの精度の広い許容範囲を確保することができる。
【００２２】
前記多極子は、一つの１２極子からなることができる。このような収差補正装置は、複数の多極子間の軸合わせの負担を軽減することができる。また、１２極により構成することで、構造を簡単化することができる。
【００２３】
入射した荷電粒子流が１回目に収束する位置にスリットを設けることが好ましい。これによって、収差補正と同時に、荷電粒子流を所望のエネルギー幅に絞ることができる。
【００２４】
本発明に係る電子顕微鏡は、前記の収差補正装置をレンズ系の前段又は後段に備え、該収差補正装置によって前記レンズ系で発生した収差を相殺する。このような構成によって、従来必要であった収差補正装置の軸合わせ等の負担を軽減し、電子顕微鏡の製造や操作を容易にする。
【００２５】
本発明に係る電子顕微鏡は、レンズ系に発生する収差を補正するための収差補正装置を有する電子顕微鏡において、収差補正装置の前方に設けて収差補正装置に入る電子ビームの開き角を調整する開き角調整部と、開き角調整部における開き角の調整を制御する制御部とを備え、収差補正装置として、６極子以上の多極子を用いて負の球面収差又は負の色収差を作る収差補正装置を用いる。このため、収差補正装置に入る電子ビームの開き角をコントロールすることができる。特に、収差補正装置は、補正されるべきレンズ系に発生する収差と値が同じで符号が逆の収差を作る。
【００２６】
また、電子顕微鏡は、収差補正装置の後方であり、対物レンズの前方に、対物レンズに入るビームの開き角を調整する第２の開き角調整部を設け、制御部が第２の開き角調整部における開き角の調整を制御するようにしてもよい。
【００２７】
また、収差補正装置は、２π型ウィーンフィルタを用いた収差補正装置であり、電場、磁場の双極子、４極子、６極子成分をそれぞれＥ１，Ｂ１，Ｅ２、Ｂ２、Ｅ３、Ｂ３とし、サイクロトロン半径をＲとおき、ｅ２＝Ｅ２Ｒ／Ｅ１，ｂ２＝Ｂ２Ｒ／Ｂ１，ｅ３＝Ｅ３Ｒ２／Ｅ１、ｂ３＝Ｂ３Ｒ２／Ｂ１としたとき、これらのすべての項を含むとともに、それぞれの項の値を独立に制御できるようにして、収差を補正するのが好ましい。
【００２８】
本発明に係る電子顕微鏡は、レンズ系に発生する収差を補正するための収差補正装置を有する電子顕微鏡において、収差補正装置は、６極子以上の多極子を持つ球面収差補正子と、１２極子以上の多極子を持つ色収差補正子を光軸上に直列に配置してなり、球面収差補正子の前方、及び色収差補正子の前方それぞれに、各補正子に入射するビームの開き角を調整する各開き角調整部を配設し、各開き角調整部における開き角の調整を制御する制御部をさらに備え、球面収差補正子は負の球面収差を、色収差補正子は負の色収差を作るのが好ましい。
【００２９】
この球面収差補正子、色収差補正子のそれぞれは、加速電圧が高くなるにつれてその長さが大きくなるので、複数個に分割する。
【００３０】
本発明に係る電子顕微鏡は、レンズ系に発生する収差を補正するための収差補正装置を有する電子顕微鏡において、収差補正装置は、３次までの収差のうち、軸対称な収差以外の収差を４極子、６極子、８極子の電場および磁場の組み合わせによって補正し、かつ軸対称な色収差と軸対称な開口収差のみを持つ多極子を用いて、３次までの収差についての球面収差と色収差を補正する。
【００３１】
収差補正装置は、色収差についての補正を、球面収差を含む開口収差が零となる条件に多極子の電場磁場を設定して行う。
【００３２】
本発明に係る電子顕微鏡は、レンズ系に発生する収差を補正するための収差補正装置を有する電子顕微鏡において、前記収差補正装置は、３次までの収差のうち、軸対称な収差以外の収差を一様電場、一様磁場のほか、電場４極子によって補正し、かつ軸対称な色収差と軸対称な開口収差のみを持つ多極子を用いて、３次までの収差についての球面収差と色収差を補正する。
【００３３】
収差補正装置は、色収差についての補正を、球面収差を含む開口収差が零となる条件に多極子の電場磁場を設定して行う。
【００３４】
また、収差補正装置は、球面収差補正用の収差量調整に連動して色収差補正を行い、球面収差補正に伴って発生する色収差を補正する。
【００３５】
本発明に係る電子顕微鏡は、レンズ系に発生する収差を補正するための収差補正装置を有する電子顕微鏡において、収差補正装置は、対物レンズの使用条件が固定されている用途においては、使用する対物レンズの球面収差と色収差の割合に等しい割合を示す４極子の磁場成分に条件を設定し、両収差をひとつの多極補正子で補正する。
【発明の効果】
【００３６】
本発明に係る収差補正装置及び電子顕微鏡によると、補正用多極子により、球面収差と、必要があれば軸上色収差の両方を補正することができる。また、収差を補正できる範囲を光軸に近い狭い範囲に限らず、光軸外の広範囲にも適用することができ、軸合わせに対する要求がほとんど不要となる。
【００３７】
また、本発明に係る電子顕微鏡によると、開き角を変えて収差補正量を変化させて収差補正を行える。また、色収差と球面収差以外の収差をあまり持たず、軸合わせが容易又は不要となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００３９】
この実施の形態は、例えば１２極子のような多極子ウィーンフィルタを用いて、電子顕微鏡等に用いられるレンズの収差を補正する収差補正装置に関する。
【００４０】
図１は、収差補正装置１４を内蔵した走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の構成を示す図である。走査型電子顕微鏡にあって、内部が真空雰囲気にされた筐体１０内には、電子ビームを発生し、加速電圧ｖによって電子にエネルギーを与える電子銃１１、電子銃１１で発生した電子ビームを収束し、かつ電子ビーム電流を適当な値に制限するためのコンデンサレンズ１２と対物絞り１３、レンズ系に発生する収差を補正するための収差補正装置１４、試料１８上で電子ビームを二次元的に偏向して走査するための偏向器１５、電子ビームをフォーカスして試料１８に照射する対物レンズ１６、試料１８を保持しかつ少なくともＸ−Ｙ平面内で試料１８を自在に駆動するステージ１７、電子ビームの照射・走査に伴って試料１８から発生する二次電子などの信号を検出する検出器１９が備えられている。
【００４１】
収差補正装置１４に用いるウィーンフィルタは、荷電粒子ビーム（適宜、電子線という）の進行方向に直交する面内において互いに直交する電場と磁場を配置することで、荷電粒子ビームを特定方向に直進させるものである。特に、多極子ウィーンフィルタは、導電性の磁性体を用いた多極子構造によって、電極と磁極の形が同一となり、したがって同一のフリンジ場を形成し、偏向を受けることなく直線の光軸が得られる。
【００４２】
なお、以下では説明の便宜のため、電子線の光軸方向にＺ軸、これに直交するＸ，Ｙ軸によりＸＹＺ座標系を導入する。
【００４３】
図２は、本実施の形態である収差補正装置１４として用いる１２極ウィーンフィルタのＸ−Ｙ平面に沿う断面図である。このウィーンフィルタは、光軸Ｏに沿ってほぼ平行に伸びる１２個の極Ｐ１〜Ｐ１２を有し、かつ、当該１２個の極Ｐ１〜Ｐ１２は、光軸Ｏに面する各先端部が、Ｘ−Ｙ面内において、光軸Ｏを中心として１２回の回転対称性を有する。前記１２個の極Ｐ１〜Ｐ１２は、例えば、鉄、ニッケル、パーマロイ等のような磁性材料から成る。このウィーンフィルタにおいては、Ｘ軸方向と逆向きに双極子電場Ｅ１、Ｙ軸方向と逆向きに双極子磁場Ｂ１が生成されるものとする。
【００４４】
図３は、１２極ウィーンフィルタの光軸Ｏに沿ってＹ軸方向に切断した断面図である。図２及び図３に示すように、１２極ウィーンフィルタは、電子線が通過する円筒状空間２１（その中心軸は光軸Ｏとなる）の内部に、所望の分布の電場、磁場を生成するために、光軸Ｏに平行に伸びる１２個の極Ｐ１〜Ｐ１２を有する。前記１２個の極Ｐ１〜Ｐ１２の光軸Ｏに面する各先端部は、Ｘ−Ｙ面内において、前述したように、光軸Ｏを中心として１２回の回転対称性を有する。
【００４５】
図４は、図２に示した１２極ウィーンフィルタのポールピースの構造を示す図である。この図４は、図３における２−２の断面図である。前記各極Ｐ１〜Ｐ１２の各先端部Ｐ１’〜Ｐ１２’は、全て同じ形状及び寸法を有する。また各先端部Ｐ１’〜Ｐ１２’は、相互に等間隔に配置される。また、各先端部Ｐ１’〜Ｐ１２’は、隣接する対の間に、同一形状及び寸法の各ギャップを有する。
【００４６】
また、前記各先端部Ｐ１’〜Ｐ１２’間の円周方向の中心位置（或いは、各先端部Ｐ１’〜Ｐ１２’の円周方向の中心位置）の間の角度θ０は３０°である。また、前記各先端部間のギャップの円周方向の中心位置から各先端部Ｐ１’〜Ｐ１２’の円周方向の中心位置の間の角度は、１５°である。上記構成を有する各極Ｐ１〜Ｐ１２にアンペアターンを付与するため、各極にコイルを巻回する。
【００４７】
図５は、前記光軸Ｏを中心軸とする円筒状空間２１内に双極子電場Ｅ１を生成するために付与される電位を示す。同図に示すように、光軸Ｏに直交するＸ−Ｙ面内において、Ｘ軸方向と逆向きの双極子電場Ｅ１を生成するために、Ｘ軸に対して±１５°の角度方向へ伸びる極Ｐ１，Ｐ１２及び、±４５°の角度方向へ伸びる極Ｐ２，Ｐ１１に正の電位Ｖ１が付与され、前記Ｘ軸に対して±１６５°の角度方向へ伸びる極Ｐ６，Ｐ７及び、±１３５°の角度方向へ伸びる極Ｐ５，Ｐ８に対して負の電位−Ｖ１が付与される。
【００４８】
図６は、図５による双極子電場による円筒状空間２１内での電位の分布の例を示す図である。
【００４９】
図７は、前記円筒状空間２１に双極子磁場Ｂ１を生成するために付与されるアンペアターンを示す。同図に示すように、前記空間２１に双極子磁場Ｂ１を生成するために、Ｘ軸に対して４５°，７５°，１０５°，１３５度の角度方向へ伸びる極Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５に正のアンペアターンＮＩ１が付与され、前記Ｘ軸に対して２２５°，２５５°，２８５°，３１５度の角度方向へ伸びる極Ｐ８，Ｐ９，Ｐ１０，Ｐ１１に負のアンペアターン−ＮＩ１が付与される。
【００５０】
図８は、図７による双極子磁場による円筒状空間２１内での磁気ポテンシャルの分布の例を示す図である。
【００５１】
図９は、前記双極子電場Ｅ１に対して４極子電場Ｅ２を重畳するために付与される電位を示す。Ｘ軸に対して±１５°の角度方向へ伸びる極Ｐ１，Ｐ１２及び、１８０°±１５°の角度方向へ伸びる極Ｐ６，Ｐ７に正の電位Ｖ２が付与され、Ｘ軸に対して９０°±１５°の角度方向へ伸びる極Ｐ３，Ｐ４及び、２７０°±１５°の角度方向へ伸びる極Ｐ９，Ｐ１０に対して負の電位−Ｖ２が付与される。
【００５２】
図１０は、図９による４極子電場による円筒状空間２１内での電位の分布の例を示す図である。
【００５３】
図１１は、前記双極子磁場Ｂ１に対して前記４極子磁場Ｂ２を重畳するために付与されるアンペアターンを示す。Ｘ軸に対して４５°，２２５°の角度方向へ伸びる極Ｐ２，Ｐ８に正のアンペアターンＮＩ２が付与され、Ｘ軸に対して１３５°，２１５°の角度方向へ伸びる極Ｐ５，Ｐ１１に負のアンペアターン−ＮＩ２が付与される。
【００５４】
図１２は、図１１による４極子磁場による円筒状空間２１内での磁気ポテンシャルの分布の例を示す図である。
【００５５】
６極子成分Ｅ３，Ｂ３は、双極子成分Ｅ１，Ｂ１の高次成分であり、各極のうち、Ｐ２，Ｐ５，Ｐ８，Ｐ１１の各極の長さをほかの極に比べて短くする、あるいは、双極子電場Ｅ１を生成するために与える電位の絶対値よりこれらの極に与える電位を変化させる、あるいは、アンペアターンのこれらの極に対する値だけを別のコイルを設けることによって変化させるなどの方法によって生成することができる。
【００５６】
図１３は６極子電場による円筒状空間２１内での電位の分布の例を示す図である。図１４は６極子磁場による円筒状空間２１内での磁気ポテンシャルの分布の例を示す図である。
【００５７】
８極子成分Ｅ４，Ｂ４は、４極子成分Ｅ２，Ｂ２の高次項であり、４極子電場Ｅ２を生成するために与える電位の絶対値より各極間のバランスを崩すことによって生成することができる。また、８極子磁場Ｂ４については、４極子磁場Ｂ２を生成するために与えるアンペアターンの絶対値より各極間のバランスを崩すことによって生成することができる。
【００５８】
図１５は８極子電場による円筒状空間２１内での電位の分布の例を示す図である。図１６は８極子磁場による円筒状空間２１内での磁気ポテンシャルの分布の例を示す図である。
【００５９】
次に、前述のような構成を有する１２極ウィーンフィルタの動作について説明する。前述のような方法によって、１２極子を用いて、Ｅ１，Ｂ１，Ｅ２，Ｂ２，Ｅ３，Ｂ３，Ｅ４，Ｂ４の各成分を作ることができる。これらの成分を用いて、各成分に適切な値を入れたときにどのような収差を作り出すことができるかを以下に説明する。
【００６０】
図１７は、１２極ウィーンフィルタ内の電子線の軌道を示す。本実施の形態では、入射窓から入射された電子線が光軸に沿って２回目に収束する位置を出射窓とする２πフィルタを用いる。１回目の収束位置ではエネルギー分散が生じるが、２回目の収束位置ではエネルギー分散は消滅している。このような２πフィルタは、収差がない場合、倍率１倍のレンズと同様である。なお、１回目の収束位置を出射窓とするエネルギーフィルタをπフィルタと称する。
【００６１】
また、本実施の形態の２πフィルタは、１回目の収束位置にスリットを設けてもよい。
【００６２】
次に、この２πフィルタによって生成される収差を説明する。２πフィルタにおいて、電子の運動方程式、電磁場ポテンシャルの式に基づいて、電子軌道を表す微分方程式を求め、この電子軌道の式の１次近似の解を、電子軌道の式の２次近似の微分方程式に代入する。さらに、スティグマティック合焦条件で、２次収差がキャンセルするように電磁場の係数を選択すると、次の（１）式が得られる。
【００６３】
１２（ｅ３−ｂ３）＋４ｂ２＋２ｅ２＋１／２＝０        ・・・（１）
ここで、２πフィルタの光軸近傍における電場と磁場の双極子、４極子、６極子、８極子成分をそれぞれＥ１，Ｂ１，Ｅ２，Ｂ２，Ｅ３，Ｂ３，Ｅ４，Ｂ４、サイクロトロン半径をＲとしたとき、これらの場の各係数を次のように定義する。
【００６４】
ｅ２＝Ｅ２Ｒ／Ｅ１，ｂ２＝Ｂ２Ｒ／Ｂ１，ｅ３＝Ｅ３Ｒ２／Ｅ１，ｂ３＝Ｂ３Ｒ２／Ｂ１，ｅ４＝Ｅ４Ｒ３／Ｅ１，ｂ４＝Ｂ４Ｒ３／Ｂ１
前記（１）式を満たすように、ｅ２，ｂ２，ｅ３−ｂ３を選択すると、２次の幾何収差がゼロとなる条件として次の（２）式が得られる。ｎは任意の数である。
【００６５】
ｅ２＝−ｎ／４，ｂ２＝（１−ｎ）／４，ｅ３−ｂ３＝（ｎ−１）／８  ・・・（２）
ここに、新たにｍ＝２（ｎ−１）を導入すると、式（２）は次の式（３）のように書き換えられる。
【００６６】
ｅ２＝−（ｍ＋２）／８，ｂ２＝−ｍ／８，ｅ３−ｂ３＝ｍ／１６    ・・・（３）
この（２）又は（３）式によるｅ２，ｂ２，ｅ３−ｂ３に対する条件が満たされる場合、２次の幾何収差がゼロとなり、したがって２次の色収差と３次の収差が残る。ここで、２次の色収差とは軸上色収差のことである。２次とは、この収差が電子線の開き角とエネルギーのずれ△に比例することを意味する。この収差を一次の色収差と表現するときは、このうち△の分をカウントしていないからである。
【００６７】
ここで、ｎを０，１，２，３，４（ｍを−２，０，２，４，６）とした場合について、４極子および６極子場の成分がどのような値を取るか、またその場合のウィーンフィルタの特徴はどのように表現されるかを次に表にまとめた。
【表１】
2006147520.tif 000003
【００６８】
ｍ＝２（ｎ＝２）のときに２次の収差が全てゼロになる。色収差については、色収差はｍ＜２（ｎ＜２）において負、ｍ＝２（ｎ＝２）においてゼロ、ｍ＞２（ｎ＞２）において正の値を取る。従って、色収差補正のためには、色収差が負の値をとるｍ（ｎ＜２）のみが対象となる。なお、ｍ＝６（ｎ＝４）においては、前記πフィルタにおいて２次の幾何収差がゼロとなる。
【００６９】
２次収差まで考慮した前述の条件（２）又は（３）において、ｍ＝０（ｎ＝１）の場合、磁場４極子成分ｂ２がゼロとなり、しかも電場及び磁場の６極子成分の差ｅ３−ｂ３もゼロとなる。したがって、電場および磁場の６極子成分ｅ３，ｂ３をゼロに設定することができる。
【００７０】
以下では、前記式（２）又は（３）が成立する、すなわち２次の幾何収差がゼロであるという条件の下で、さらに収差を小さくする条件を導出する。
【００７１】
２πフィルタにおける幾何収差は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向について、次のように記述することができる。ここで、２次までの幾何収差はゼロであるので、収差は３次から展開される。α及びβは入射窓から入射する電子線の光軸に対するＸ軸方向及びＹ軸方向への角である。
【００７２】
ｕ＝ｘ／Ｒ＝Ａ２αααα３＋Ａ２ααβα２β＋Ａ２αβαα２β＋・・・＋Ａ２ββββ３・・・（４）
ｖ＝ｙ／Ｒ＝Ａ２ββββ３＋Ａ２ββααβ２＋Ｂ２βαβαβ２＋・・・＋Ｂ２αααα３・・・（５）
ここで、Ａ２ααβ＝Ａ２αβα＝Ａ２βαα，Ａ２αββ＝Ａ２βαβ＝Ａ２ββαである。添字の２は２回目の収束であることを示す。
【００７３】
ただし、エネルギー変化による項をゼロとし、エネルギー損失又はエネルギーのずれのない電子線のみを考慮した。ここで、エネルギー損失があるとは、２πフィルタにおける１回目の収束位置（πフィルタ）において直進せずに、エネルギー分散があるようなエネルギーをいうものとする。
【００７４】
前記式（４）及び（５）における収差の係数は、次の式（６）〜（９）で与えられる。ただし、ｋは波数であり、ｔ＝ｅ４−ｂ４である。
【００７５】
Ａ２ααα＝６×π／ｋ×（ｂ３＋ｔ）＋π／ｋ×（−９ｍ２／６４＋ｍ−１）
・・・（６）
Ａ２ααβ＝−９×π／ｋ×（ｂ３＋２ｔ）＋π／ｋ×(−４３×ｍ２／１９２＋ｍ−１)
・・・（７）
Ａ２αββ＝−９×π／ｋ×（ｂ３＋２ｔ）＋π／ｋ×(−４３×ｍ２／１９２＋ｍ−１)
・・・（８）
Ａ２βββ＝６×π／ｋ×ｔ＋π／ｋ×（１３×ｍ２／１９２＋ｍ−１）・・・（９）
以下では、２πフィルタから出射される電子線の断面形状が丸くなるための条件を求める。すなわち、光軸に対して収差が等方的になるような条件を求める。
【００７６】
まず、断面形状のＸ軸上の長さとＹ軸上の長さが等しくなるための条件を求める。このため、前記収差係数の内でＡ２ααα＝Ａ２βββと置くと、次の（１０）式が得られる。これによって、前記収差係数（６）〜（９）の内のｂ３はｍの関数として決まったが、ｔは未定である。
【００７７】
ｂ３＝（５／１４４）ｍ２          ・・・（１０）
なお、前記（３）式では、ｅ３とｂ３は独立ではないので、前記式（１０）を用いるとｅ３をｍのみの関数として表すことができる。
【００７８】
ｅ３＝ｍ／１６＋ｂ３＝ｍ／１６＋（５／１４４）ｍ２      ・・・（１１）
これによって、電子線の断面形状のＸ軸方向及びＹ軸方向への長さが等しくなるために必要なｅ２，ｂ２，ｅ３，ｂ３がすべて与えられた。すなわち、ｅ２，ｂ２は式（３）、ｅ３は式（１１）、ｂ３は式（１０）によってそれぞれ与えられる。
【００７９】
図１８は、式（１０）で与えられる条件の下、任意にｔ＝０と設定した場合の収差図形である。上から順にｍ＝−４，−２，０，２，４に対応している。どの収差図形もＸ軸方向とＹ軸方向の電子線の長さは等しくなっているが、そのほかの方向では別の長さを持っているため、さまざまな形の収差図形を成している。例外は、ｍ＝０の場合である。この場合に収差図形は円形をしている。図中では、破線で示す収差図形は、実線で示した収差図形に対して１／１００ずれたエネルギー（△＝０．０１）を有する場合を示す。すなわち、実線による収差図形は幾何収差を表し、破線による収差図形はこれに対して色収差によるずれ示している。ｍ＝０の場合は、角度収差に関しては少なくとも色収差と球面収差のみを有しているということができる。また、ｍ＝２では、実線と破線が重なっているため色収差が消滅していることがわかる。
【００８０】
次に、対角線方向の収差もＸ軸，Ｙ軸方向と同一となるような条件を導出する。この条件は、Ａ２ααα＝Ａ２αββと設定することによって求められ、次の（１２）式になる。これによって、前記収差係数（６）〜（９）の内のｂ３及びｔのいずれもｍの関数として決められた。
【００８１】
ｔ＝−２９ｍ２／１１５２      ・・・（１２）
図１９は、式（１０）及び（１２）の下での収差図形である。図中、上から順にｍ＝−２，０，２，４，６に対応している。この図でも、破線で示す収差図形は、実線で示す収差図形に対し１／１００ずれたエネルギー（△＝０．０１）を有する場合である。式（１３）による条件により、対角線方向の収差の長さもＸ軸，Ｙ軸方向と同じくなるので、電子線の断面形状は丸くなった。ｍ＝２では色収差が消えるという性質に変わりはない。
【００８２】
次に、式（６）〜（９）で与えられた収差係数Ａ２ααα，Ａ２ααβ，Ａ２αββ，Ａ２βββをゼロに設定する。前述の式（１０）及び（１２）によって前記４つの収差は全部等しい値となっているので、いずれか一つの収差係数をゼロと置けばよい。ここでは、最も簡単な式（９）によって与えられるＡ２βββをゼロに設定すると、次の式（１３）が得られる。
【００８３】
ｍ２−１２ｍ＋１２＝０                  ・・・（１３）
この二次方程式の解は、以下の（１４）となる。
【００８４】
ｍ＝２（３±√６）≒１．１０１０１，１０．８９８９７        ・・・（１４）
前記解（１４）より、ｍ＝１１とｍ＝１．１付近において開口収差ゼロの条件があることがわかる。
【００８５】
図２０は、図１９と同様に式（１０）及び（１２）の条件の下、式（１４）の２つの解の間での収差を調べるため、１．０から１１までステップ２．５で変えて収差図形を示した具体例である。
【００８６】
図２１は、図１９及び２０と同様に式（１０）及び（１２）の条件の下、解（１４）の１．１０１０の付近での収差を調べるため、ｍの値を１．１０００から１．１０２０まで０．０００５ステップで変えた場合の収差図形を示す図である。ｍ＝１．１０１０において、実線で示すエネルギーずれのない場合の収差図形が点状になり、球面収差が最小になることが見られる。
【００８７】
図２２は、図２０に基づいてエネルギーにずれのない場合（実線）とエネルギーが１／１００ずれた場合（破線の）のそれぞれの球面収差のｍに対する依存性を模式的に示す図である。
【００８８】
この図２２は、図２０及び図２１を参照して想定したものであって、実線で示したエネルギーのずれがない場合、球面収差は、ｍ＝１．１０１０と１１で最小値を取り、その間で大きな値を示している。また、破線で示した１／１００ずれたエネルギー（Δ＝０．０１）については、ｍ＝８．５付近で収差図形が小さくなっているが前後のｍ＝６，１１．０で大きくなっているので、この球面収差はｍ＝８．５の前後で符号を変えているように思われる。一方、前記図１１、１２等からも見られるように、ｍ＝２において色収差がゼロ、すなわちエネルギーのずれがない場合とエネルギーのずれがある場合に球面収差が一致する。
【００８９】
図に示すように、ｍ＝２の前後で色収差が符号を反転することが予想される。また、ｍ＝１，１１の前後で球面収差の符号が反転することが予想される。そこで、図２３において、ｍ＜１．１の領域において、実際に色収差及び球面収差が負になることを確認する。
【００９０】
図２３は、式（１０）及び（１２）の条件でｍ＝０の場合、２πフィルタで電子線が２回目に収束する出射窓面の位置付近における電子軌道を示している。下側に示すエネルギーの小さい電子線は、上側に示すエネルギーの大きい電子線より後段で収束している。普通の正の色収差の場合、エネルギーの小さい電子線が手前で収束する。このため、色収差は負の値を示していると判断することができる。また、各電子線は、物面で出射ビームの角度を１０ｍｒａｄから５０ｍｒａｄまで変えて示してあるが、大きな角度を持った電子線ほど後段でフォーカスしている。普通の正の球面収差の場合、角度の大きい電子線が先にフォーカスし、角度の小さい電子線が後でフォーカスする。このため、球面収差は負の値を示していると判断することができる。
【００９１】
このように、ｍ＝０において、球面収差および色収差は、いずれも負の値を示している。図２２で示した球面収差と色収差の関係と、この符号に関する考察から、次の結論を得る。
【００９２】
負の球面収差の範囲  ｍ＜１．１（正確には２（３−√６）≒１．１０１０１）
負の色収差の範囲    ｍ＜２．０
次に、前記式（１０）及び（１２）の条件の下での軸外収差について説明する。
【００９３】
図２４は、ｍ＝１．１０１としたときの軸外収差図形である。ｘ，ｙ＝±０．１ｍｍの範囲である。ｍ＝１．１０１の場合には、球面収差がゼロで、色収差のみが示されている。色収差は、ここに示した±０．１ｍｍの範囲で場所による変化を示していない。色収差の補正には使えるが、球面収差が０であるので球面収差の補正には使えない。
【００９４】
図２５は、ｍ＝２としたときの軸外収差図形である。ｘ，ｙ＝±０．０１ｍｍの範囲である。ｍ＝２では、色収差がゼロになるので、図には球面収差の軸外依存性が示されている。収差は、軸外に行くにつれて若干大きくなっているが、円形は崩れていないので、ほかの収差の混入は避けられている。この場合、球面収差の補正には使えるが、色収差の補正には使えない。
【００９５】
図２６は、ｍ＝０としたときの軸外収差図形である。ｘ，ｙ＝±０．０２ｍｍの範囲である。ｍ＝０の場合には、軸外に行くにつれ両方の円がともに増大しているが、２つの円の直径の差は常に一定を保っている。従って、やはり色収差は軸外に行っても増大せず、球面収差のみが増大していることがわかる。この軸外収差図形によれば、球面収差及び色収差の両方の補正に使える。このようなｍ＝０付近は、軸内及び軸外の球面収差及び色収差補正に用いることができるとともに、軸外でも収差の増加が抑えられているので、収差補正装置には適するということができる。
【００９６】
なお、このｍ＝０のときは、式（３）からｅ２＝−１／４，ｂ２＝０，ｅ３−ｂ３＝０であり、式（１１）からｔ＝ｅ４−ｂ４＝０となる（表１参照）。したがって、ｂ２を生成するための磁場の４極子は不要であって、ｅ２を生成するための電場の４極子だけ作成することができ、この収差補正装置の構成を簡単化することができる。
【００９７】
以上のように、本実施の形態による２πフィルタの球面収差又は色収差が負の値を持つ範囲を用いて、収差補正装置を実現することができる。すなわち、電子顕微鏡などのレンズ等は一般に正の収差を有するが、本実施の形態の２πフィルタにより適切な負値の収差を生成することにより、前記レンズ等の収差を相殺して補正することができる。
【００９８】
また、本実施の形態の２πフィルタにおいては、光軸よりかなり離れても軸外収差の増加が抑えられている。したがって、本実施の形態の２πフィルタを利用することにより、軸合わせの精度を確保する必要が小さくなり、軸合わせの作業の負担を軽減することができる。
【００９９】
さらに、本実施の形態の２πフィルタは、１個の１２極子からなるので、複数の他極子を用いた場合のように軸合わせの負担がない。
【０１００】
なお、本実施の形態の２πフィルタは、電子顕微鏡のレンズ系の前段又は後段に設けて、レンズ系によって生じた正の収差を相殺することにより補正するために利用することができる。
【０１０１】
ここで、ウィーン型フィルタによる色収差Ｃｃの補正についてまとめる。ウィーン型の場合は、電場と磁場の４極子の組み合わせで、非点なしフォーカス条件と呼ばれる軸対称な一次の電子軌道を取る条件（ｅ２−ｂ２＝−１／４）があり、この条件を保ったままで４極子電場ｅ２と４極子磁場ｂ２を変えると色収差Ｃｃの大きさが変化する。
【０１０２】
４−８極子の場合と、ウィーン型フィルタの大きな違いは、４−８極子型が横長、縦長の楕円形軌道をつくり、ＸとＹ軸方向の軌道を独立に調整しなければならないのに対し、ウィーン型フィルタでは、軸対称軌道を作り、円形のビームの下で色収差を補正する。円形ビームを作る条件は６極子によって与えられ、ｅ３−ｂ３＝１／８と置かれる。ここまでの段階では、６極子は電場のみでも磁場のみでも良い。
【０１０３】
このように、ウィーン型フィルタによる方式は細長ビームをねじれさせて補正する４−８極子よりも、円形ビームで補正するので優れていると判断できる。ただ、そのために、６極子場を使うなど、４−８極子方式では不要だったコンポーネントを必要とする。２次の幾何収差をキャンセルし、色収差がゼロとなる条件を整理すると下の表２のようになる。
【表２】
2006147520.tif 000004
【０１０４】
この表２によれば、ビームが直進する条件Ｅ１＝ｖＢ１を満たし、非点なしフォーカス条件ｅ２−ｂ２＝−１／４を満たし、２段フィルタによる対称性を用いて２次幾何収差をキャンセルし、２次の丸い色収差条件ｅ３−ｂ３＝−ｂ２／２を満たすと、色収差消滅の条件ｅ２＝−１／２，ｂ２＝−１／４，ｅ３−ｂ３＝１／８を満たせるので、２次収差をキャンセルすることができ、色収差を零にできる。ここで、電場、磁場の双極子、４極子、６極子成分をそれぞれＥ１，Ｂ１，Ｅ２、Ｂ２、Ｅ３、Ｂ３とし、サイクロトロン半径をＲとおいたとき、ｅ２＝Ｅ２Ｒ／Ｅ１，ｂ２＝Ｂ２Ｒ／Ｂ１，ｅ３＝Ｅ３Ｒ２／Ｅ１、ｂ３＝Ｂ３Ｒ２／Ｂ１という関係がある。
【０１０５】
ウィーン型フィルタによる球面収差Ｃｓの補正についても以下の表３を用いてまとめて説明する。
【表３】
2006147520.tif 000005
【０１０６】
先ず、２次の幾何収差ゼロ条件を出発点として、４つの開口収差の値が等しくなるように、つまり丸いビームを作るよう電場、磁場の組み合わせを決定する。このときの条件は、
ｂ３＝２０ｂ２２／９、ｂ３＝（５／１４４）ｍ２、ｍ＝２、ｂ２＝−１／４
ｅ４−ｂ４＝−２９ｂ２２／１８、ｔ＝ｅ４−ｂ４＝２９ｍ２／１１５２、ｍ＝２
である。先に（ｅ３−ｂ３）＝−ｂ２／２の条件があったので、ｅ３，ｂ３の値はどちらも固定される。２次収差の補正（ここでは、色収差Ｃｃは、角度αとエネルギー変化δのそれぞれ一次に比例する収差として、あわせて２次の収差と表現する。δに対する依存性を無視した場合、Ｃｃは一次の収差と表現される場合もある）の場合には（ｅ３−ｂ３）が決まって、それぞれの値は自由であったが、３次収差になると、ｅ３とｂ３はどちらも固定され、今度は、（ｅ４−ｂ４  ）に条件がつく。
【０１０７】
球面収差Ｃｓとは言っても、実は、開口収差である。ラウンドレンズのザイデル収差のうちの像面湾曲収差、非点収差なども球面収差という名前でくくりこまれている。
【０１０８】
ウィーン方式では、色収差のところで、その他の２次収差を除去し、球面収差のところではその他の３次収差を除去している。このため、多極子が発生するのは、球面収差Ｃｓ（正確には開口収差）と色収差Ｃｃだけである。
【０１０９】
これが、軸あわせを容易にあるいは不要にすると期待される。ただ、その他の収差除去のために磁場、電場の値が固定されるため、補正されるべき収差に対して多極子の作る収差の値を一致させるためにそれを用いることができないという困難さを生ずる虞がある。コントロールは別の方法で行わなければならない。
【０１１０】
そこで、図１に示した電子顕微鏡の筐体１０内の収差補正装置１４の代わりに、以下に説明する収差補正装置３０を使うようにしてもよい。
【０１１１】
図２７は、収差補正装置３０の光学系の構成図である。収差補正装置３０は、図２７に示すように、１２極子を持つ色収差補正子３３を有するＣｃ補正ユニット３１と、６極子を持つ球面収差補正子３７を有するＣｓ補正ユニット３５とを光軸Ｏ上に直列に配置してなる。なお、色収差補正子３３は１２極子以上であればよい。また、球面収差補正子３７は６極子以上であればよい。
【０１１２】
図２８は、１２極子を持つ色収差補正子３３の断面図である。図２９は多極補正子の側面図である。前述した図２の構成と同様に光軸Ｏにほぼ平行に伸びる１２個の極Ｐ１〜Ｐ１２を有し、かつ、当該１２個の極Ｐ１〜Ｐ１２は、光軸Ｏに面する各先端部が、Ｘ−Ｙ面内において、光軸Ｏを中心として１２回の回転対称性を有する。前記１２個の極Ｐ１〜Ｐ１２は、例えば、鉄、ニッケル、パーマロイ等のような磁性材料から成る。図２９（ａ）は、極を分割しない例である。図２９（ｂ）は、多極補正子を３つに分割（３３ａ，３３ｂ，３３ｃ）した例である。後述するように、多極補正子の長さが加速電圧の高さの関係で長くなったときには、多極補正子を分割するのが望ましい。両端は、場の分布を減衰させるためのミラープレート４０，４１である。
【０１１３】
走査型電子顕微鏡の場合、装置は、いろいろな加速電圧ｖ、いろいろな作動距離ＷＤで使用される。対物レンズ１６が磁気飽和していない場合は、球面収差Ｃｓ、色収差Ｃｃの値は加速電圧に依存しないが、作動距離ＷＤを変えた場合にこれらは変化し、しかもＣｓ／Ｃｃの比率も一定値を取る保証はない。したがって、球面収差Ｃｓと色収差Ｃｃの補正は、一個の補正子で両者を同時に行う設定は出来ないと考えられるので、球面収差Ｃｓ補正子と色収差Ｃｃ補正子を別のものとして設計する。
【０１１４】
さらに、各収差補正子３３及び３７に入射するビームの開き角によっても、収差をコントロールする。つまり、開き角を変えて収差の大きさを制御する。
【０１１５】
Ｃｃ補正ユニット３１は、色収差補正子３３の前方に、当該色収差補正子３３に入射するビームの開き角を調整する開き角調整部の具体例であるラウンドレンズ３２を配設している。また、Ｃｓ補正ユニット３５は、球面収差補正子３７の前方に、当該球面収差補正子３７に入射するビームの開き角を調整する開き角調整部の具体例であるラウンドレンズ３６を配設している。これら、ラウンドレンズ３２及びラウンドレンズ３６は、図示しない制御部により開き角の調整が制御されている。ラウンドレンズ３２及びラウンドレンズ３６は、電子レンズであり、励磁コイルに流れる励磁電流の大きさが前記制御部により制御されることにより、各収差補正子に入射するビームの開き角を調整する。制御部による制御に基づいてラウンドレンズ３２が入射するビームの開き角を調整することにより、Ｃｃ補正ユニット３１は色収差を可変することができる。また、制御部による制御に基づいてラウンドレンズ３６が入射するビームの開き角を調整することにより、Ｃｓ補正ユニット３５は球面収差を可変することができる。このように収差補正装置３０は、色収差補正子３３及び球面収差補正子３７に入射するビームの開き角をラウンドレンズ３２及びラウンドレンズ３６により変えて、色収差及び球面収差を変える。色収差補正子３３は、ラウンドレンズ３２によって調整されたビーム開き角に基づいて負の色収差をつくる。また、球面収差補正子３７は、ラウンドレンズ３６によって調整されたビーム開き角に基づいて負の球面収差をつくる。
【０１１６】
また、Ｃｃ補正ユニット３１は、色収差補正子３３の後方にラウンドレンズ３４も備える。このラウンドレンズ３４によって元に戻されたビームはＣｓ補正ユニット３５のラウンドレンズ３６に入射する。Ｃｓ補正ユニット３５も、球面収差補正子３７の後方にラウンドレンズ３８を備える。このラウンドレンズ３８によって戻されたビームは、対物レンズ１６に入射する。
【０１１７】
色収差補正子３３の作り出す色収差量Ｃｃは、色収差係数をｆcc、補正子に入るビームの角度をαc、エネルギーのずれをδとすると、以下の式（１５）となる。
【０１１８】
Ｃｃ＝ｆcc・αc・δ  ・・・（１５）
また、球面収差補正子３７の作り出す球面収差量Ｃｓは、球面収差係数をｆcs、補正子に入るビームの角度をαcとすると、以下の式（１６）となる。
【０１１９】
Ｃs＝ｆcs・αc３        ・・・（１６）
ここで、試料の像面へのビームの入射角をαiとし、補正子からのビームの出射角をαoとする。Ｍ＝αi／αoとおくと、色収差Ｃｃは、以下の式（１７）となる。
【０１２０】
Ｍ・Ｃｃ＝Ｃｃ・αi・δ    ・・・（１７）
よって、色収差係数ｆccは、以下の式（１８）となる。
【０１２１】
ｆcc＝Ｃｃ（αi／αo）Ｍ＝Ｃｃ（αi／αo）２＝ＣｃＭ２    ・・・（１８）
また、球面収差Ｃｓは、以下の式（１９）となる。
【０１２２】
Ｍ・Ｃｓ＝Ｃｓ・αi３        ・・・（１９）
よって、球面収差係数ｆcsは、以下の式（２０）となる。
【０１２３】
ｆcs＝Ｃｓ（αi／αo）３Ｍ＝Ｃｓ（αi／αo）４＝ＣｓＭ４  ・・・（２０）
このため、収差補正装置３０は、各収差補正子３３及び３７に入射するビームの開き角によっても、収差をコントロールする。つまり、開き角を変えて収差の大きさを制御することができる。
【０１２４】
さらに、収差補正装置３０は、色収差についての補正を、球面収差を含む開口収差が零となる条件に多極子の電場磁場を設定して行う。
【０１２５】
図３０は、４極磁場ｂ２（横軸）に対する球面収差Ｃｓ、色収差Ｃｃ（縦軸）の変化を示している。ここでは、対物レンズの球面収差Ｃｓ、色収差Ｃｃ補正に必要な４極磁場ｂ２などの値を知るために、フィルタに入射するビームの開き角α0と試料上のビームの開き角αsとの比を掛け合わせ、試料上のＣｓ、Ｃｃの値に換算して示してある。
【０１２６】
フィルタ長Ｌと、サイクロトン半径Ｒの関係は、Ｌ＝√（２）πＲである。これは、加速電圧Ｕ０＝１０ｋＶ、フィルタ長Ｌ＝２０ｍｍから２００ｍｍ、フィルタへのビーム入射角α０＝２ｍｒａｄ、試料上のビーム開き角αｓ＝１０ｍｒａｄとした場合である。これによって、試料上にビームを１０ｍｒａｄで照射した場合、対物レンズの収差を補正するのに、補正子の電場磁場がどの程度必要かを見ることができる。
【０１２７】
このような関係にあるとき、色収差Ｃｃは、図３０から明らかなように、球面収差Ｃｓ＝０の下で、負の値を取る。これは、収差補正装置１４は色収差だけを発生して、それ以外は何も発生しない補正子になる。つまり、色収差補正子だけで収差を補正することができる。
【０１２８】
しかし、球面収差Ｃｓ補正を色収差Ｃｃ＝０の条件で使おうとすると、球面収差Ｃｓ＞０、つまり正になってしまい、負の収差を補正に使うという条件にあてはまらず、よってＣｓ補正子をＣｃ＝０で使うことはできない。すなわち、球面収差を単独で発生して、色収差を発生しないという補正子は不可能である。このため、Ｃｓ補正子は、同時にＣｃをも発生する構成をとらなければならない。
【０１２９】
そこで、収差補正装置３０は、球面収差補正用の収差量調整に連動して色収差補正を行い、球面収差補正に伴って発生する色収差を補正する。
【０１３０】
このように収差補正装置３０では、Ｃｃ補正ユニット３１にあって色収差補正子３３の前方に当該色収差補正子３３に入射するビームの開き角を調整するラウンドレンズ３２を配設し、Ｃｓ補正ユニット３５にあって球面収差補正子３７の前方に当該球面収差補正子３７に入射するビームの開き角を調整するラウンドレンズ３６を配設している。このとき、図示しないが、開き角を定めるための絞りを設けるようにする。
【０１３１】
なお、多極子は、１２極子を基本とするが、それよりも数を増やしてもよい。また、多極子の長さは、加速電圧ｖによって決まるが、加速電圧の高い電子顕微鏡では、５０ｍｍ以上の長さになる場合がある。その場合には、図２９（ｂ）に示したように分割してもよい。
【０１３２】
次に、収差補正装置３０の動作の具体例について説明する。ここでは、各収差補正子の具体的寸法と、電場・磁場の値を以下にして求める。ギャップＳ＝２ｒを隔てて置かれた無限に長い並行平板を考えた場合、作られる電場・磁場は、
Ｅ１＝Ｖ１／ｒ             ・・・（２１）
Ｂ１＝μ０・ＮＩ／２ｒ＝４×１０−７πＮＩ／２ｒ   ・・・（２２）
で与えられる。しかしながら、多極子場の場合、これらにある係数を掛けなければならない。係数を含めた、電圧・電流と多極子場の関係は次のとおりである。
【０１３３】
θ＝６０°、δθ＝３０°として、
Ｅ１＝（４／π）sinθ（sin（δθ／２）／（δθ／２））Ｖ１／ｒ
＝１．０９０Ｖ１／ｒ                                        ・・・（２３）
ここで、Ｒをサイクロトン半径、Ｕ０ を加速電圧（Ｖ０／ｔ）とすると、
Ｅ１＝２Ｕ０／Ｒ                                        ・・・（２４）
となる。
【０１３４】
また、Ｌ０をフィルタ長とすると、
Ｒ＝Ｌ０／（２＊√２π）であるから、
Ｅ１＝４＊√２πＵ０／Ｌ０                              ・・・（２５）
となり、これを前記
Ｅ１＝（４／π）sinθ（sin（δθ／２）／（δθ／２））Ｖ１／ｒ
＝１．０９０Ｖ１／ｒ                                ・・・（２６）
に入れると、
Ｖ１＝４＊√２πＵ０＊ｒ／１．０９０Ｌ０                      ・・・（２７）
であることがわかる。いま、加速電圧を１０ｋＶとし、放電を避けるためにＶ１を５ｋＶ以内に制限すると、
Ｌ０／ｒ＝４＊√２πＵ０／１．０９０Ｖ１
＝√２π＊１００００／１．０９０×５０００＝３２．６      ・・・（２８）
となる。
【０１３５】
ｒ＝３ｍｍとすれば、
Ｌ０＝３２．６×３＝９７．８ｍｍ  ・・・（２９）
すなわち、約１００ｍｍの長さのフィルタが必要となる。１００ｍｍのフィルタは、５０ｍｍずつの２つに分けて製作すれば、現在のウィーンフィルタが４０ｍｍで十分高い精度で加工できているので、可能は範囲と考えられる。
【０１３６】
よって、
Ｖ１＝４＊√２π×１００００×３／（１．０９０×１００）＝４８９１．２Ｖ  
・・・（３０）
となる。もちろん、上の式からわかるように、加速電圧が１ｋＶの低加速の場合は、
Ｌ０ ／ｒ＝３．２６                                          ・・・（３１）
となるので、ｒ＝５ｍｍとして、Ｌ０ ＝１６．３ｍｍでよい。このように、ウィーン型収差補正装置では、フィルタ長が加速電圧で決まることになる。
【０１３７】
Ｂ１については、係数はＥ１と同じなので、
Ｂ１＝１．０９０×４×１０−７πＮＩ／２ｒ＝６．８４９×１０−７ＮＩ／ｒ
・・・（３２）
である。ウィーン条件Ｅ１＝ｖＢ１よりＢ１が求められる。
【０１３８】
ｖ＝√（２ｅＵ０ ／ｍ）
＝｛（２＊１．６０２１７７×１０−１９＊１００００）／（９．１０９３８９７×１０−３１）｝１／２
＝５．９３×１０７  ｍ／ｓ                                  ・・・（３３）
Ｂ１＝Ｅ１／ｖ＝Ｅ１／５．９３×１０７
＝１．０９０＊５０００／（０．００３＊５．９３×１０７）＝０．０３０６  Ａ／ｍ  
・・・（３４）
よって、
ＮＩ＝Ｂ１＊ｒ／６．８４９×１０−７
＝０．０３０６＊０．００３／６．８４９×１０−７＝１３４．２ＡＴ        
・・・（３５）
同様の手順によって４極子場以上の多極成分をＣｃ補正子について求めると、下記の表４となる。
【表４】
2006147520.tif 000006
【０１３９】
球面収差補正子の場合は、４極成分は、電場のみでよくその値も表４の値より低くなる。６極子場以上は不要となる。
【０１４０】
以上に説明した収差補正装置３０についてまとめる。多極子が作る４極、６極、８極子場のそれぞれは、その中心付近を通る電子に収差を作る。しかしながら、多極子場として電場と磁場の両方を用いると、角度に依存した収差の全てをキャンセルさせて、丸いビームを作ることができる。この丸いビームを作る条件を保ったままさらに場の値を変えていくと、球面収差を０にできる条件と、色収差を０にできる条件のあることがわかる。０にできるということは、その片側で負の収差を作ることができるということでもあり、球面収差と色収差をもち、それ以外の収差をあまり持たないきれいな収差補正子を作れるということが可能となる。
【０１４１】
これを現在使用されている収差補正子に比べたとき、補正されるべき収差に、補正子が作る収差の大きさを一致するための手段として、補正子が作る場の大きさを使うことが出来なくなっていることがわかる。これは、多極子場の成分同士の関係が、その他の収差をキャンセルするために使われてしまったからに他ならない。
【０１４２】
しかし、収差補正装置３０を用いることによって、補正子へ入射するビームの開き角を調整することで収差量の補正のアジャストが実現できた。
【０１４３】
ところで、前記球面収差補正子３０は、走査型電子顕微鏡をいろいろな条件で使うときに用いた。つまり、汎用の走査型電子顕微鏡における、試料の高さ、加速電圧、ＣｃとＣｓの比率等も一定ではなくあらゆる変更に対して適用できるように、色収差補正子と、球面収差補正子とを独立に設けた構成とした。
【０１４４】
これに対して、１個の補正子を用いて二つの収差を補正しようとする構成の収差補正装置もある。半導体検査装置、電子ビームリソグラフィ装置など、使用条件が固定される適用例では、対物レンズの色収差Ｃｃ、球面収差Ｃｓ及びビームの開き角は一定で使用されると考えて良い。このような場合には、Ｃｃ、Ｃｓ補正用多極子を独立に持つことなく、図３０に示したＣｓとＣｃの割合を対物レンズのそれらの割合に等しくなるようなｂ２を選択し、一個の多極補正子によって両収差を同時に補正することが可能である。
【０１４５】
なお、以下には、本発明が適用される電子顕微鏡のその他の構成例を挙げる。
【０１４６】
先ず、電子顕微鏡は、レンズ系に発生する収差を補正するための収差補正装置を有する電子顕微鏡において、前記収差補正装置は、３次までの収差のうち、軸対称な収差以外の収差を４極子、６極子、８極子の電場および磁場の組み合わせによって補正し、かつ軸対称な色収差と軸対称な開口収差のみを持つ多極子を用いて、３次までの収差についての球面収差と色収差を補正する。
【０１４７】
この電子顕微鏡にあって、収差補正装置は、球面収差の補正について、一様電場、一様磁場と４極電場のみを設定して補正するのが好ましい。
【０１４８】
また、他の電子顕微鏡は、レンズ系に発生する収差を補正するための収差補正装置を有する電子顕微鏡において、前記収差補正装置は、３次までの収差のうち、軸対称な収差以外の収差を一様電場、一様磁場のほか、電場４極子によって補正し、かつ軸対称な色収差と軸対称な開口収差のみを持つ多極子を用いて、３次までの収差についての球面収差と色収差を補正する。
【０１４９】
この電子顕微鏡にあって、前記収差補正装置は、色収差についての補正を、球面収差を含む開口収差が零となる条件に多極子の電場磁場を設定して行うのがこのましい。
【０１５０】
また、前記収差補正装置は、球面収差補正用の収差量調整に連動して色収差補正を行い、球面収差補正に伴って発生する色収差を補正するのが好ましい。
【０１５１】
また、他の電子顕微鏡は、レンズ系に発生する収差を補正するための収差補正装置を有する電子顕微鏡において、前記収差補正装置は、対物レンズの使用条件が固定されている用途においては、使用する対物レンズの色収差と球面収差の割合に等しい割合を示す４極子の磁場成分に条件を設定し、両収差をひとつの多極補正子で補正する。
【図面の簡単な説明】
【０１５２】
【図１】実施の形態の収差補正装置を内蔵した走査型電子顕微鏡の構成図である。
【図２】本実施の形態である収差補正装置として用いる１２極ウィーンフィルタのＸ−Ｙ平面に沿う断面図である。
【図３】１２極ウィーンフィルタのＸ−Ｚ平面に沿う断面図である。
【図４】１２極ウィーンフィルタを簡略化した図である。
【図５】１２極ウィーンフィルタにあって光軸Ｏを中心軸とする円筒状空間内に双極子電場を生成するために各極に対して付与される電位を示す図である。
【図６】双極子電場の分布図である。
【図７】１２極ウィーンフィルタの円筒状空間に双極子磁場Ｂ１を生成するために各極に対して付与される磁位或いは起磁力を示す図である。
【図８】双極子磁場の分布図である。
【図９】双極子電場Ｅ１に対して４極子電場Ｅ２を重畳するために、極Ｐ１，Ｐ１２，Ｐ６，Ｐ７に対して極Ｐ３，Ｐ４，Ｐ９，Ｐ１０に対して第２電位としての電位Ｖ２を付与する様子を示す図である。
【図１０】双極子電場Ｅ１に対して前記４極子電場Ｅ２を重畳するために、極Ｐ１，Ｐ１２，Ｐ６，Ｐ７及び極Ｐ３，Ｐ４，Ｐ９，Ｐ１０に対して付与する電位Ｖ２の具体例を示す図である。
【図１１】双極子磁場Ｂ１に対して４極子磁場Ｂ２を重畳するために、極Ｐ２，Ｐ５，Ｐ８，Ｐ１１に対して第２アンペアターンＮＩ２を付与する様子を示す図である。
【図１２】４極子磁場Ｂ２の分布図である。
【図１３】６極子電場Ｅ３の分布図である。
【図１４】６極子磁場Ｂ３の分布図である。
【図１５】８極子電場Ｅ４の分布図である。
【図１６】８極子磁場Ｂ４の分布図である。
【図１７】１２極ウィーンフィルタ内の電子線の軌道を示す図である。
【図１８】ｂ３＝（５／１４４）ｍ２，ｔ＝０の条件の下、ｍが−４〜４の範囲における収差図形を示した図である。
【図１９】ｂ３＝（５／１４４）ｍ２，ｔ＝２９ｍ２／１１５２の条件の下、ｍが−２〜６の範囲における収差図形を示した図である。
【図２０】ｂ３＝（５／１４４）ｍ２，ｔ＝２９ｍ２／１１５２の条件の下、ｍが１〜１１の範囲における収差図形を示した図である。
【図２１】ｂ３＝（５／１４４）ｍ２，ｔ＝２９ｍ２／１１５２の条件の下、ｍが１．１０００〜１．１０２０の範囲における収差図形を示した図である。
【図２２】ｍが１〜１１の付近における球面収差及び色収差の振る舞いを示す模式図である。
【図２３】ｂ３＝（５／１４４）ｍ２，ｔ＝２９ｍ２／１１５２の条件の下、２πフィルタの出射窓付近の電子軌道を示す図である。
【図２４】ｍ＝１．１０１としたときの軸外収差図形を示す図である。
【図２５】ｍ＝２としたときの軸外収差図形を示す図である。
【図２６】ｍ＝０としたときの軸外収差図形を示す図である。
【図２７】他の実施の形態の収差補正装置の光学系の構成図である。
【図２８】１２極収差補正子の断面図である。
【図２９】多極補正子の側面図である。
【図３０】４極磁場に対する色収差と球面収差の変化を示す特性図である。
【符号の説明】
【０１５３】
１０  走査型電子顕微鏡の筐体
１１  電子銃
１４，３０  収差補正装置
１６  対物レンズ
１８  試料、
Ｐ１〜Ｐ１２  極
Ｏ  光軸
２１  円筒状空間
３１  色収差補正ユニット
３２  ラウンドレンズ
３３  色収差補正子
３４  レンズ
３５  球面収差補正ユニット、
３６  ラウンドレンズ
３７  球面収差子
３８  レンズ
【図１】
2006147520.tif 000007
【図２】
2006147520.tif 000008
【図３】
2006147520.tif 000009
【図４】
2006147520.tif 000010
【図５】
2006147520.tif 000011
【図６】
2006147520.tif 000012
【図７】
2006147520.tif 000013
【図８】
2006147520.tif 000014
【図９】
2006147520.tif 000015
【図１０】
2006147520.tif 000016
【図１１】
2006147520.tif 000017
【図１２】
2006147520.tif 000018
【図１３】
2006147520.tif 000019
【図１４】
2006147520.tif 000020
【図１５】
2006147520.tif 000021
【図１６】
2006147520.tif 000022
【図１７】
2006147520.tif 000023
【図１８】
2006147520.tif 000024
【図１９】
2006147520.tif 000025
【図２０】
2006147520.tif 000026
【図２１】
2006147520.tif 000027
【図２２】
2006147520.tif 000028
【図２３】
2006147520.tif 000029
【図２４】
2006147520.tif 000030
【図２５】
2006147520.tif 000031
【図２６】
2006147520.tif 000032
【図２７】
2006147520.tif 000033
【図２８】
2006147520.tif 000034
【図２９】
2006147520.tif 000035
【図３０】
2006147520.tif 000036