(57)【要約】【課題】照射系の絞りの影の歪みを補正することができる歪み補正方法を提供する。【解決手段】本発明に係る歪み補正方法は、複数段の多極子および多極子間に配置された転送レンズ系を有する収差補正装置が照射系に組み込まれた荷電粒子線装置において、照射系の絞りの影の歪みを補正する歪み補正方法であって、転送レンズ系３４の励磁を変化させて、照射系の絞りの影の歪みを補正する工程を含む。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数段の多極子および前記多極子間に配置された転送レンズ系を有する収差補正装置が照射系に組み込まれた荷電粒子線装置において、前記照射系の絞りの影の歪みを補正する歪み補正方法であって、
前記転送レンズ系の励磁を変化させて、前記絞りの影の歪みを補正する工程を含む、歪み補正方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記転送レンズ系は、第１転送レンズと、第２転送レンズと、を有する、歪み補正方法。
【請求項３】
請求項２において、
前記絞りの影の歪みを補正する工程では、前記第１転送レンズおよび前記第２転送レンズの両方を励磁が強くなるように変化させる、または、前記第１転送レンズおよび前記第２転送レンズの両方を励磁が弱くなるように変化させる、歪み補正方法。
【請求項４】
請求項２または３において、
前記転送レンズ系の励磁を変化させて、軸上収差を補正する工程を含む、歪み補正方法。
【請求項５】
請求項４において、
前記軸上収差を補正する工程では、前記第１転送レンズおよび前記第２転送レンズのうちの一方を励磁が強くなるように変化させ、他方を励磁が弱くなるように変化させる、歪み補正方法。
【請求項６】
請求項４または５において、
前記多極子は、三回場を発生させ、
前記軸上収差を補正する工程では、スリーローブ収差を補正する、歪み補正方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項において、
前記多極子は、三回場を発生させ、
前記絞りの影の歪みを補正する工程では、前記絞りの影の三回対称歪みを補正する、歪み補正方法。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項において、
前記荷電粒子線装置は、走査透過電子顕微鏡である、歪み補正方法。
【請求項９】
複数段の多極子および前記多極子間に配置された転送レンズ系を有する収差補正装置、および絞りを含む照射系と、
前記絞りの影の歪みを計測する歪み計測部と、
前記収差補正装置を制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、前記絞りの影の歪みの計測結果に基づいて、前記転送レンズ系の励磁を変化させる制御を行う、荷電粒子線装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記転送レンズ系は、第１転送レンズと、第２転送レンズと、を有している、荷電粒子線装置。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記制御部は、前記絞りの影の歪みの計測結果に基づいて、前記第１転送レンズおよび前記第２転送レンズの両方を励磁が強くなるように変化させる、または、前記第１転送レンズおよび前記第２転送レンズの両方を励磁が弱くなるように変化させる、荷電粒子線装置。
【請求項１２】
請求項１０または１１において、
軸上収差を計測する軸上収差計測部を含み、
前記制御部は、前記軸上収差の計測結果に基づいて、前記転送レンズ系の励磁を変化させる制御を行う、荷電粒子線装置。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記制御部は、前記軸上収差の計測結果に基づいて、前記第１転送レンズおよび前記第２転送レンズのうちの一方を励磁が強くなるように変化させ、他方を励磁が弱くなるように変化させる、荷電粒子線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歪み補正方法および電子顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過電子顕微鏡（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＴＥＭ）や走査透過電子顕微鏡（ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＳＴＥＭ）などの荷電粒子線装置において、収差補正は、高分解能像を取得する上で重要な技術である。
【０００３】
例えば、非特許文献１および非特許文献２には、六極子を二段配置した二段三回場型球面収差補正装置が開示されている。非特許文献１および非特許文献２の球面収差補正装置では、対物レンズの正の球面収差を、六極子によって生じる負の球面収差で補正する。六極子で生じた三回非点収差は、六極子を二段配置することで打ち消すことができる。非特許文献１および非特許文献２の球面収差補正装置では、軸合わせ等により四次収差まで補正可能であるが、五次の六回非点収差を補正することができず、これが支配的な収差となって残る。
【０００４】
また、非特許文献３および非特許文献４には、三回場を三段配置した三段三回場型球面収差補正装置が開示されている。上記の二段三回場型球面収差補正装置では六回非点収差を補正できなかったが、非特許文献３および非特許文献４の球面収差補正装置では、三回場を三段配置することで六回非点収差を補正している。
【０００５】
また、特許文献１には、三段三回場型球面収差補正装置における五回非点収差やスリーローブ収差（ｔｈｒｅｅ  ｌｏｂｅ  ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ）の補正方法が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、多段三回場型球面収差補正装置において、多極子に八極子場（四回場）を重畳することによって、コンデンサー絞りの影の歪みを補正する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−１０９０７６号公報
【特許文献２】特開２０１５−２６４３１号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】H. Rose, Optik, vol. 85 (1990) pp.19-24
【非特許文献２】H. Haider et al., Nature, vol.392 (1998) pp. 768-769
【非特許文献３】H. Sawada et al., Journal of Electron Microscopy, vol. 58 (2009) pp. 341-347
【非特許文献４】H. Sawada et al., Ultramicroscopy 110 (2010) 958-961
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
収差補正装置を照射系に導入した場合、収差の補正に加えて、コンデンサー絞りの影が真円であること（電子線の収束角が方向に寄らず一定であること）が求められる。特許文献２に開示された方法では、多極子に八極子場（四回場）を重畳することにより、照射系
の絞りの影の二回対称歪みは補正できる。しかしながら、特許文献２には、例えば照射系の絞りの影の三回対称歪みの補正方法については開示されていない。
【００１０】
走査透過電子顕微鏡では、照射系の絞り（コンデンサー絞り）の影の形が電子プローブの断面形状となる。照射系の絞りの影に三回対称歪みが残っている場合、絞りの影の形状が円ではなく、三角形状に歪んだ形となり、走査透過電子顕微鏡像（ＳＴＥＭ像）が三回対称にぼけてしまう可能性がある。
【００１１】
また、近年、走査透過電子顕微鏡で試料中の電磁場を可視化する手法として、微分位相コントラスト（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｐｈａｓｅ  ｃｏｎｔｒａｓｔ、ＤＰＣ）法が知られている。これは、電子線が試料を透過する際の偏向量とその方向を測定し、そこから電子線偏向の原因となる試料中の電磁場を計算する手法である。電子線が試料を透過する際の偏向量とその方向は、分割型検出器の各位置で検出される電子線強度の差を解析することで得られる。
【００１２】
ＤＰＣ法による測定を行う際には、分割型検出器には、照射系の絞り（コンデンサー絞り）の影が投影される。そのため、照射系の絞りの影に三回対称歪みが残っていると、分割型検出器の各位置で検出される電子線強度の差から電子線の偏向量を解析することが難しくなる。
【００１３】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、照射系の絞りの影の歪みを補正することができる歪み補正方法を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、照射系の絞りの影の歪みを補正することができる荷電粒子線装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る歪み補正方法は、
複数段の多極子および前記多極子間に配置された転送レンズ系を有する収差補正装置が照射系に組み込まれた荷電粒子線装置において、前記照射系の絞りの影の歪みを補正する歪み補正方法であって、
前記転送レンズ系の励磁を変化させて、前記絞りの影の歪みを補正する工程を含む。
【００１５】
このような歪み補正方法によれば、多段の多極子を有する収差補正装置を備えた荷電粒子線装置において、照射系の絞りの影の歪みを補正することができる。また、このような歪み補正方法によれば、例えば、照射系の絞りの影の三回対称歪みを補正することができる。
【００１６】
本発明に係る荷電粒子線装置は、
複数段の多極子および前記多極子間に配置された転送レンズ系を有する収差補正装置、および絞りを含む照射系と、
前記絞りの影の歪みを計測する歪み計測部と、
前記収差補正装置を制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、前記絞りの影の歪みの計測結果に基づいて、前記転送レンズ系の励磁を変化させる制御を行う。
【００１７】
このような荷電粒子線装置によれば、多段の多極子を有する収差補正装置を備えた荷電粒子線装置において、照射系の絞りの影の歪みを補正することができる。また、このような荷電粒子線装置によれば、例えば、照射系の絞りの影の三回対称歪みを補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態に係る電子顕微鏡の構成を示す図。
【図２】第１実施形態に係る電子顕微鏡の収差補正装置を模式的に示す図。
【図３】第１実施形態に係る歪み補正方法の一例を示すフローチャート。
【図４】コンデンサー絞りの影の画像。
【図５】転送レンズ系の励磁を変化させてコンデンサー絞りの影の三回対称歪みを補正している様子を示す図。
【図６】転送レンズ系の励磁を変化させてスリーローブ収差を補正している様子を模式的に示す図。
【図７】コンデンサー絞りの影の画像。
【図８】第２実施形態に係る電子顕微鏡を模式的に示す図。
【図９】第２実施形態に係る電子顕微鏡の収差補正装置を模式的に示す図。
【図１０】第１転送レンズ系および第２転送レンズ系の励磁を変化させてコンデンサー絞りの影の三回対称歪みを補正している様子を示す図。
【図１１】第１転送レンズ系の励磁を変化させることによって変化するコンデンサー絞りの影の歪みの三回対称成分を模式的に示す図。
【図１２】第２転送レンズ系の励磁を変化させることによって変化するコンデンサー絞りの影の歪みの三回対称成分を模式的に示す図。
【図１３】第１転送レンズ系および第２転送レンズ系の励磁を変化させてスリーローブ収差を補正している様子を示す図。
【図１４】第１転送レンズ系の励磁を変化させることによって変化するスリーローブ収差を模式的に示す図。
【図１５】第２転送レンズ系の励磁を変化させることによって変化するスリーローブ収差を模式的に示す図。
【図１６】第３実施形態に係る電子顕微鏡の構成を示す図。
【図１７】第３実施形態に係る電子顕微鏡の動作の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２０】
また、以下では、本発明に係る荷電粒子線装置として、照射系に収差補正装置が組み込まれた走査透過電子顕微鏡を例に挙げて説明するが、本発明に係る荷電粒子線装置は照射系に収差補正装置が組み込まれた荷電粒子線装置であれば特に限定されない。例えば、本発明に係る荷電粒子線装置は、電子線以外の荷電粒子線（イオンビーム等）を照射して試料の観察、分析等を行う装置であってもよい。
【００２１】
１．  第１実施形態
１．１．  電子顕微鏡
まず、第１実施形態に係る電子顕微鏡について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る電子顕微鏡の構成を示す図である。
【００２２】
電子顕微鏡１００は、収差補正装置３０を備えた走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）である。走査透過電子顕微鏡は、電子プローブ（集束した電子線）で試料Ｓ上を走査し、試料Ｓを透過した電子を検出して走査透過電子顕微鏡像（ＳＴＥＭ像）を取得する装置である。
【００２３】
電子顕微鏡１００は、図１に示すように、電子源１０と、コンデンサーレンズ１１と、
コンデンサー絞り１２と、走査コイル１３と、対物レンズ１４と、試料ステージ１６と、試料ホルダー１７と、中間レンズ１８と、投影レンズ２０と、ＳＴＥＭ検出器２２ａ，２２ｂと、撮像装置２４と、収差補正装置３０と、処理部４０と、操作部５０と、表示部５２と、記憶部５４と、を含む。
【００２４】
電子源１０は、電子を発生させる。電子源１０は、例えば、陰極から放出された電子を陽極で加速し電子線を放出する電子銃である。
【００２５】
コンデンサーレンズ１１は、電子源１０から放出された電子線を集束する。コンデンサーレンズ１１は、図示はしないが、複数の電子レンズで構成されていてもよい。コンデンサーレンズ１１および対物レンズ１４は、電子線を集束して試料Ｓに照射するための照射系を構成している。
【００２６】
コンデンサー絞り１２は、電子顕微鏡１００の照射系に組み込まれている。照射系は、試料Ｓに電子線（電子プローブ）を照射するための光学系である。コンデンサー絞り１２の位置は、試料Ｓの前方（電子源１０側）であれば特に限定されない。コンデンサー絞り１２では、不要な電子線がカットされる。
【００２７】
走査コイル１３は、電子線を偏向させて、コンデンサーレンズ１１および対物レンズ１４で集束された電子線（電子プローブ）で試料Ｓ上を走査するためのコイルである。走査コイル１３は、電子顕微鏡１００の制御装置（図示せず）で生成された走査信号に基づき、電子プローブを偏向させる。これにより、電子プローブで試料Ｓ上を走査することができる。
【００２８】
対物レンズ１４は、電子線を試料Ｓ上に集束させて、電子プローブを形成するためのレンズである。また、対物レンズ１４は、試料Ｓを透過した電子を結像する。
【００２９】
試料ステージ１６は、試料Ｓを保持する。図示の例では、試料ステージ１６は、試料ホルダー１７を介して、試料Ｓを保持している。試料ステージ１６は、試料Ｓを水平方向や鉛直方向に移動させたり、試料Ｓを傾斜させたりすることができる。
【００３０】
中間レンズ１８および投影レンズ２０は、試料Ｓを透過した電子をＳＴＥＭ検出器２２ａ，２２ｂに導く。また、中間レンズ１８および投影レンズ２０は、対物レンズ１４によって結像された像をさらに拡大し、撮像装置２４上に結像する。対物レンズ１４、中間レンズ１８、および投影レンズ２０は、電子顕微鏡１００の結像系を構成している。
【００３１】
明視野ＳＴＥＭ検出器２２ａは、試料Ｓを透過した電子のうち、試料Ｓで散乱されずに透過した電子、および試料Ｓで所定の角度以下で散乱した電子を検出する。明視野ＳＴＥＭ検出器２２ａは光軸上に配置されているが、撮像装置２４を使用する場合には光軸上から退避させることができる。
【００３２】
暗視野ＳＴＥＭ検出器２２ｂは、試料Ｓで特定の角度で散乱された電子を検出する。暗視野ＳＴＥＭ検出器２２ｂは、円環状の検出器である。
【００３３】
撮像装置２４は、結像系によって結像された像を撮影する。撮像装置２４は、例えば、ＣＣＤカメラ等のデジタルカメラである。
【００３４】
収差補正装置３０は、電子顕微鏡１００の照射系に組み込まれている。図示の例では、収差補正装置３０は、コンデンサーレンズ１１の後段に配置されている。収差補正装置３０は、電子顕微鏡１００の照射系の収差を補正するための装置である。具体的には、収差
補正装置３０は、負の球面収差を作り出し、照射系の正の球面収差を打ち消すことで照射系の球面収差を補正する球面収差補正装置である。
【００３５】
電子顕微鏡１００では、電子源１０から放出された電子線は、コンデンサーレンズ１１および対物レンズ１４で集束されて電子プローブを形成し試料Ｓに照射される。このとき、照射系の球面収差は、収差補正装置３０によって補正される。試料Ｓに照射された電子線は、走査コイル１３によって試料Ｓ上で走査される。試料Ｓを透過した電子線は、対物レンズ１４、中間レンズ１８および投影レンズ２０によってＳＴＥＭ検出器２２ａ，２２ｂに導かれ、ＳＴＥＭ検出器２２ａ，２２ｂで検出される。ＳＴＥＭ検出器２２ａ，２２ｂの出力信号（電子の強度情報）は、フレームメモリ（図示せず）に送られる。フレームメモリは、走査信号に基づき指定されたアドレスの記憶領域にＳＴＥＭ検出器２２ａ，２２ｂの出力信号を格納する。これにより、ＳＴＥＭ像（明視野ＳＴＥＭ像、暗視野ＳＴＥＭ像）を取得できる。
【００３６】
また、電子顕微鏡１００では、コンデンサーレンズ１１および対物レンズ１４で試料面に電子線を絞って電子プローブを形成し、当該電子プローブを１点で止めた状態（走査しない状態）で、結像系のレンズを調整することで、撮像装置２４において電子プローブ自体の像（実空間像）を撮影したり、コンデンサー絞り１２の影の像（逆空間像）を撮影したりすることができる。
【００３７】
また、図示はしないが、電子顕微鏡１００において、電子プローブを試料Ｓに照射し、試料Ｓを透過した電子線を分割型検出器で検出することにより、電子線が試料Ｓを透過する際の偏向量とその方向を測定できる（微分位相コントラスト法）。微分位相コントラスト法による測定を行う際には、分割型検出器には、電子顕微鏡１００の結像系により、コンデンサー絞り１２の影が投影される。
【００３８】
図２は、収差補正装置３０を模式的に示す図である。
【００３９】
収差補正装置３０は、図２に示すように、二段の多極子（第１多極子３２ａ、第２多極子３２ｂ）と、転送レンズ系３４と、を含んで構成されている。すなわち、収差補正装置３０は、二段三回場型球面収差補正装置である。
【００４０】
収差補正装置３０では、光軸ＯＰに沿って第１多極子３２ａおよび第２多極子３２ｂが一列に配列されている。
【００４１】
第１多極子３２ａは、三回場（三回対称場）を発生させる。同様に、第２多極子３２ｂは、三回場を発生させる。なお、三回場とは、場の強度が三回の対称性を持つ場を意味する。
【００４２】
第１多極子３２ａは、例えば、六極子で構成される。なお、第１多極子３２ａの極数および第２多極子３２ｂの極数は、特に限定されない。第１多極子３２ａによって生成される三回場は、静電場、静磁場、またはこれらの重畳場のいずれかである。
【００４３】
第２多極子３２ｂの構成は、上記の第１多極子３２ａの構成と同様である。すなわち、第２多極子３２ｂは、例えば、六極子で構成され、第２多極子３２ｂによって生成される三回場は、静電場、静磁場、またはこれらの重畳場のいずれかである。
【００４４】
第１多極子３２ａおよび第２多極子３２ｂは、光軸ＯＰに沿った厚みｔを有する。厚みを持った多極子では、薄い多極子で発生する収差とは異なる収差が、コンビネーション収差として現れる。多極子において三回場を発生させる場合、コンビネーション収差として
負の球面収差が生じる。これを利用して光学系の正の球面収差を補正できる。
【００４５】
第１多極子３２ａと第２多極子３２ｂとの間には、転送レンズ系３４が配置されている。転送レンズ系３４は、一対の転送レンズ（第１転送レンズ３４ａおよび第２転送レンズ３４ｂ）で構成されている。第１転送レンズ３４ａおよび第２転送レンズ３４ｂは、光軸ＯＰに沿って配置されている。転送レンズ系３４は、第１多極子３２ａで形成された像と共役な像を第２多極子３２ｂに形成する。
【００４６】
なお、第２多極子３２ｂと対物レンズ１４との間に転送レンズ系３６を配置してもよい。転送レンズ系３６は、一対の転送レンズ（第１転送レンズ３６ａおよび第２転送レンズ３６ｂ）で構成されている。
【００４７】
操作部５０は、ユーザーによる操作に応じた操作信号を取得し、処理部４０に送る処理を行う。操作部５０の機能は、例えば、ボタン、キー、タッチパネル型ディスプレイ、マイクなどにより実現できる。
【００４８】
表示部５２は、処理部４０によって生成された画像を表示するものであり、その機能は、ＬＣＤ、ＣＲＴなどにより実現できる。表示部５２には、撮影されたＳＴＥＭ像などが表示される。
【００４９】
記憶部５４は、処理部４０が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。また、記憶部５４は、処理部４０の作業領域として用いられ、処理部４０が各種プログラムに従って実行した算出結果等を一時的に記憶するためにも使用される。記憶部５４の機能は、ハードディスク、ＲＡＭなどにより実現できる。
【００５０】
処理部４０は、収差補正装置３０を制御する処理、電子顕微鏡本体（収差補正装置３０を除く光学系や試料ステージ１６等）を制御する処理、撮像装置２４で撮影された像を表示部５２に表示する処理、ＳＴＥＭ像を表示部５２に表示する処理などの処理を行う。処理部４０の機能は、各種プロセッサ（ＣＰＵ、ＤＳＰ等）などのハードウェアや、プログラムにより実現できる。処理部４０は、収差補正装置制御部４２と、電子顕微鏡本体制御部４４と、表示制御部４６と、を含む。
【００５１】
収差補正装置制御部４２は、収差補正電源コントローラ３１を制御し、収差補正装置３０に供給される電流（または電圧）を制御する。収差補正装置制御部４２は、例えば、操作部５０からの操作信号に基づいて、収差補正電源コントローラ３１を制御して、第１転送レンズ３４ａおよび第２転送レンズ３４ｂに供給される励磁電流を制御する。
【００５２】
電子顕微鏡本体制御部４４は、電子顕微鏡本体の制御を行う。電子顕微鏡本体制御部４４は、電子顕微鏡本体電源コントローラ（図示せず）を制御して、電子顕微鏡本体に供給される電源を制御する。
【００５３】
表示制御部４６は、フレームメモリから画像データを取得して、ＳＴＥＭ像を表示部５２に表示させる制御を行う。また、表示制御部４６は、撮像装置２４で撮像された像の画像データを取得して、当該像を表示部５２に表示させる制御を行う。
【００５４】
１．２．  歪み補正方法
次に、第１実施形態に係る歪み補正方法について説明する。電子顕微鏡１００では、収差補正装置３０において第１多極子３２ａおよび第２多極子３２ｂが三回場を発生させることによって、コンデンサー絞り１２の影には三回対称の歪みが生じる。本実施形態では、このコンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みを補正する。図３は、第１実施形態に係
る歪み補正方法の一例を示すフローチャートである。
【００５５】
（１）コンデンサー絞りの影の三回対称歪みの補正（Ｓ１００）
まず、転送レンズ系３４の励磁を変化させて、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みを補正する。
【００５６】
図４は、コンデンサー絞り１２の影の画像である。図４に示す画像では、コンデンサー絞り１２の影が三回対称に歪んでいる。
【００５７】
コンデンサー絞り１２の影は、蛍光板、または撮像装置２４で撮影され表示部５２に表示された画像で確認できる。
【００５８】
図５は、転送レンズ系３４の励磁を変化させて、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みを補正している様子を示す図である。
【００５９】
コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みの補正は、図５に示すように、第１転送レンズ３４ａおよび第２転送レンズ３４ｂの両方を励磁が強くなるように変化させる（強励磁）、または、第１転送レンズ３４ａおよび第２転送レンズ３４ｂの両方を励磁が弱くなるように変化させる（弱励磁）ことで行う。なお、図５では、上向きの矢印は強励磁を示し、下向きの矢印は弱励磁を示している。
【００６０】
図５に示すように第１転送レンズ３４ａおよび第２転送レンズ３４ｂの励磁を変化させることで、転送距離を変えることができ、その結果、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みが変化する。第１転送レンズ３４ａの励磁は、第１転送レンズ３４ａを構成するコイルに流す電流（励磁電流）を制御することで、変化させることができる。第２転送レンズ３４ｂについても同様である。
【００６１】
ここで、第１転送レンズ３４ａおよび第２転送レンズ３４ｂの励磁を変化させると、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みとともに、軸上収差、より具体的にはスリーローブ収差が変化する。上記のように、第１転送レンズ３４ａおよび第２転送レンズ３４ｂの両方を強励磁、または弱励磁に変化させた場合、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みの変化量を、スリーローブ収差の変化量よりも大きくすることができる。
【００６２】
ここで、軸上収差とは、幾何収差のなかで、光軸となす角αのみをパラメータとする収差をいう。また、スリーローブ収差は、四次の軸上幾何収差の一つで三回対称の寄生収差である。
【００６３】
なお、電子の軌道を、荷電粒子の電磁場内での運動として記述する幾何光学において、結像点の理想結像（ガウス結像）点からのズレを幾何収差という。光学特性は、一般に、物面の一点から像面の一点へ写像する冪展開多項式で表される。この多項式は、物面における電子軌道の光軸からの距離ｒと光軸となす角αをパラメータとして冪展開される。ｒとαに関して、一次の項のみを考慮した場合は収差のない理想結像を表す（ガウス結像）。二次以上の項を考慮した場合、結像点は理想結像点からずれる。光軸となす角αと光軸からの距離ｒの次数を合わせた数が、幾何収差の次数である。
【００６４】
例えば、ユーザーが蛍光板や表示部５２に表示されたコンデンサー絞り１２の影をみて歪みの程度を確認しつつ、操作部５０を操作して、歪みが低減されるような第１転送レンズ３４ａおよび第２転送レンズ３４ｂの励磁量を入力することで、第１転送レンズ３４ａおよび第２転送レンズ３４ｂの励磁を変化させる。これにより、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みを補正できる。また、例えば、蛍光板や表示部５２の画面上に真円を描
いておき、この真円にコンデンサー絞り１２の影が一致するように、第１転送レンズ３４ａおよび第２転送レンズ３４ｂの励磁を変化させてもよい。
【００６５】
（２）軸上収差の計測（Ｓ１０２）
次に、軸上収差の計測を行う。
【００６６】
上述したように、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みを補正するために第１転送レンズ３４ａおよび第２転送レンズ３４ｂの励磁を変化させると、軸上収差の一つであるスリーローブ収差も変化する。そのため、スリーローブ収差を補正する必要がある。
【００６７】
軸上収差（スリーローブ収差）は、例えば、ＳＲＡＭ（Ｓｅｇｍｅｎｔａｌ−Ｒｏｎｃｈｉｇｒａｍ−Ａｕｔｏｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ−Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｍａｔｒｉｘ）法やプローブタブロー（Ｐｒｏｂｅ  Ｔａｂｌｅａｕ）法により計測することができる。
【００６８】
ＳＲＡＭ法は、ロンチグラム（Ｒｏｎｃｈｉｇｒａｍ）を取得し、ロンチグラムを小領域に分割したうえで各小領域について自己相関関数を取得し、各自己相関関数の形状から、収差を計算する手法である。ロンチグラムは、照射系によって電子線を試料Ｓ付近に集束させて、回折面上にできる試料の投影像（図形）である。
【００６９】
プローブタブロー法は、試料面への電子線照射角度を変えて複数のＳＴＥＭ像を撮影し、それらをデコンボリューションすることで得られるプローブ像を基にして収差を測定する手法である。
【００７０】
（３）スリーローブ収差の補正（Ｓ１０４）
次に、軸上収差の計測結果に基づいて、スリーローブ収差の補正を行う。スリーローブ収差の補正は、転送レンズ系３４の励磁を変化させることで行われる。
【００７１】
図６は、転送レンズ系３４の励磁を変化させて、スリーローブ収差を補正している様子を模式的に示す図である。
【００７２】
スリーローブ収差の補正は、図６に示すように、第１転送レンズ３４ａおよび第２転送レンズ３４ｂのうちの一方を励磁が強くなるように変化させて、他方を励磁が弱くなるように変化させることで行う。第１転送レンズ３４ａおよび第２転送レンズ３４ｂのうちの一方を励磁が強くなるように変化させて、他方を励磁が弱くなるように変化させることで、スリーローブ収差を補正することができる。また、このように転送レンズ３４ａ，３４ｂの励磁を変化させることにより、スリーローブ収差の変化量を、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みの変化量よりも大きくすることができる。
【００７３】
（４）スリーローブ収差が補正されたか否かの判定（Ｓ１０６）
次に、スリーローブ収差が補正されたか否かを判定する。スリーローブ収差が補正されたか否かの判定は、軸上収差を計測する工程（Ｓ１０２）と同様に、ＳＲＡＭ法やプローブタブロー法により軸上収差（スリーローブ収差）を計測することで行われる。
【００７４】
ユーザーは、軸上収差の計測結果から、スリーローブ収差が補正されていないと判断した場合（Ｓ１０６のＮｏ）、再び、軸上収差の計測（Ｓ１０２）、およびスリーローブ収差の補正（Ｓ１０４）を行う。
【００７５】
（５）コンデンサー絞りの影の三回対称歪みが補正されたか否かの判定（Ｓ１０８）
ユーザーは、スリーローブ収差が補正されたと判断した場合（Ｓ１０６のＹｅｓ）、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みが補正されたか否かを判定する。ユーザーは、例
えば、蛍光板や表示部５２に表示されたコンデンサー絞り１２の影をみて三回対称歪みが補正されたか否かを判断する。
【００７６】
ユーザーがコンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みが補正されていないと判断した場合（Ｓ１０８のＮｏ）、ステップＳ１００に戻り、ステップＳ１００〜ステップＳ１０６を行う。一方、ユーザーがコンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みが補正されたと判断した場合（Ｓ１０８のＹｅｓ）、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みの補正を終了する。このように、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みの補正とスリーローブ収差の補正とを繰り返し行うことで、最適な転送レンズ系３４の条件を実現でき、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みおよびスリーローブ収差の両方を最小にすることができる。
【００７７】
図７は、コンデンサー絞り１２の影の画像である。図７では、コンデンサー絞り１２の影の形状は円であり、三回対称歪みが補正されていることがわかる。
【００７８】
本実施形態に係る歪み補正方法は、例えば、以下の特徴を有する。
【００７９】
本実施形態に係る歪み補正方法は、第１多極子３２ａと第２多極子３２ｂとの間に配置された転送レンズ系３４の励磁を変化させて、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みを補正する工程を含む。そのため、本実施形態に係る歪み補正方法によれば、二段の多極子３２ａ，３２ｂを有する収差補正装置３０を備えた電子顕微鏡１００において、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みを補正することができる。これにより、試料Ｓに照射される電子線（電子プローブ）の収束角を方向に依らず一定とすることができる。したがって、ＳＴＥＭ像が三回対称にぼけてしまうことを防ぐことができる。また、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みが補正されてコンデンサー絞り１２の影を真円にできるため、ＤＰＣ法による測定を行う際に、分割型検出器の各位置で検出される電子線強度の差から電子線の偏向量を解析することができる。
【００８０】
本実施形態に係る歪み補正方法では、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みを補正する工程において、第１転送レンズ３４ａおよび第２転送レンズ３４ｂの両方を、励磁が強くなるように、または、励磁が弱くなるように変化させる。これにより、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みの変化量を、スリーローブ収差の変化量よりも大きくすることができる。したがって、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みを補正する工程において、スリーローブ収差の変化量を小さくすることができる。
【００８１】
本実施形態に係る歪み補正方法では、転送レンズ系３４の励磁を変化させて、スリーローブ収差を補正する工程を含む。そのため、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みを補正することにより導入されるスリーローブ収差を補正することができる。この結果、より良好な高分解能像を取得することができる。
【００８２】
本実施形態に係る歪み補正方法では、スリーローブ収差を補正する工程において、第１転送レンズ３４ａおよび第２転送レンズ３４ｂのうちの一方を励磁が強くなるように変化させ、他方を励磁が弱くなるように変化させる。これにより、スリーローブ収差の変化量をコンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みの変化量よりも大きくすることができる。したがって、スリーローブ収差を補正する工程において、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みの変化量を小さくすることができる。
【００８３】
２．  第２実施形態
２．１．  電子顕微鏡
次に、第２実施形態に係る電子顕微鏡について図面を参照しながら説明する。図８は、
第２実施形態に係る電子顕微鏡２００を模式的に示す図である。図９は、第２実施形態に係る電子顕微鏡２００の収差補正装置２３０を模式的に示す図である。
【００８４】
以下、第２実施形態に係る電子顕微鏡２００において、第１実施形態に係る電子顕微鏡１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００８５】
上述した電子顕微鏡１００では、図２に示すように、収差補正装置３０は、二段の多極子３２ａ，３２ｂを有していた。すなわち、収差補正装置３０は、二段三回場型球面収差補正装置であった。
【００８６】
これに対して、電子顕微鏡２００では、図８および図９に示すように、収差補正装置２３０は、三段の多極子３２ａ，３２ｂ，３２ｃを有している。すなわち、収差補正装置２３０は、三段三回場型球面収差補正装置である。
【００８７】
収差補正装置２３０は、三段の多極子（第１多極子３２ａ、第２多極子３２ｂ、第３多極子３２ｃ）と、第１転送レンズ系３４と、第２転送レンズ系３５と、を含んで構成されている。
【００８８】
収差補正装置２３０では、光軸ＯＰに沿って第１多極子３２ａ、第２多極子３２ｂ、および第３多極子３２ｃが一列に配列されている。
【００８９】
第１多極子３２ａ、第２多極子３２ｂ、および第３多極子３２ｃの構成は、上述した図２に示す第１多極子３２ａおよび第２多極子３２ｂの構成と同様であり、その説明を省略する。
【００９０】
第１転送レンズ系３４は、第１多極子３２ａと第２多極子３２ｂとの間に配置されている。第２転送レンズ系３５は、第２多極子３２ｂと第３多極子３２ｃとの間に配置されている。第２転送レンズ系３５は、第１転送レンズ３５ａと、第２転送レンズ３５ｂと、を有している。
【００９１】
第１転送レンズ系３４および第２転送レンズ系３５の構成は、上述した第１実施形態における転送レンズ系３４の構成と同様であり、その説明を省略する。
【００９２】
なお、第３多極子３２ｃと対物レンズ１４との間に転送レンズ系３６を配置してもよい。
【００９３】
図２に示す二段三回場型収差補正装置では、上述したように、第１多極子３２ａで発生した三回非点収差は、第２多極子３２ｂで発生した三回非点収差によって相殺された。しかしながら、第１多極子３２ａおよび第２多極子３２ｂが発生させる一対の三回場によって三回非点収差を相殺することで、五次の収差である六回非点収差が新たに発生する。
【００９４】
これに対して、図９に示す三段三回場型収差補正装置では、三段の多極子３２ａ，３２ｂ，３２ｃにおいて、それぞれの三回場から発生する収差のコンビネーションによって生じる六回非点収差を、３つの三回場を相対的に所定角度に設定することによって打ち消すことができる
【００９５】
２．２．  歪み補正方法
次に、第２実施形態に係る歪み補正方法について説明する。
【００９６】
第２実施形態に係る歪み補正方法では、図３に示すコンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みを補正する工程（Ｓ１００）およびスリーローブ収差を補正する工程（Ｓ１０４）が、第１実施形態に係る歪み補正方法と異なる。第２実施形態に係る歪み補正方法のその他の工程は、第１実施形態に係る歪み補正方法と同様である。
【００９７】
以下、第２実施形態に係る歪み補正方法において、第１実施形態に係る歪み補正方法と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
【００９８】
まず、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みを補正する工程（Ｓ１００）について説明する。
【００９９】
本実施形態では、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みは、第１多極子３２ａと第２多極子３２ｂとの間に配置された第１転送レンズ系３４、および第２多極子３２ｂと第３多極子３２ｃとの間に配置された第２転送レンズ系３５の励磁を変化させることで行われる。
【０１００】
図１０は、第１転送レンズ系３４および第２転送レンズ系３５の励磁を変化させて、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みを補正している様子を示す図である。図１１は、第１転送レンズ系３４の励磁を変化させることによって変化するコンデンサー絞り１２の影の歪みの三回対称成分Ｏを模式的に示す図である。図１２は、第２転送レンズ系３５の励磁を変化させることによって変化するコンデンサー絞り１２の影の歪みの三回対称成分Ｏを模式的に示す図である。
【０１０１】
上述した図２に示す収差補正装置３０は二段の多極子３２ａ，３２ｂを有しているため、コンデンサー絞り１２の影の歪みの三回対称成分は特定の１つの方向を向く。すなわち、コンデンサー絞り１２の影が歪んで形成される三角形の向きは、常に同じである。
【０１０２】
これに対して、図９に示す収差補正装置２３０は三段の多極子３２ａ，３２ｂ，３２ｃを有しているため、コンデンサー絞り１２の影の歪みの三回対称成分は様々な方向を向く。すなわち、コンデンサー絞り１２の影が歪んで形成される三角形は、様々な方向を向く。
【０１０３】
そのため、本実施形態では、図１０に示すように、第１転送レンズ３４ａおよび第２転送レンズ３４ｂの両方を励磁が強くなるように変化させる、または第１転送レンズ３４ａおよび第２転送レンズ３４ｂの両方を励磁が弱くなるように変化させる。これにより、図１１に示すように、コンデンサー絞り１２の影の歪みのＡ方向（所定の方向）の三回対称成分Ｏを変化させることができ、コンデンサー絞り１２の影の歪みのＡ方向の三回対称成分Ｏを補正することができる。
【０１０４】
また、同様に、第１転送レンズ３５ａおよび第２転送レンズ３５ｂの両方を励磁が強くなるように変化させる、または第１転送レンズ３５ａおよび第２転送レンズ３５ｂの両方を励磁が弱くなるように変化させる。これにより、図１２に示すように、コンデンサー絞り１２の影の歪みのＡ方向とは異なるＢ方向の三回対称成分Ｏを変化させることができ、コンデンサー絞り１２の影の歪みのＢ方向の三回対称成分Ｏを補正することができる。
【０１０５】
上記のように第１転送レンズ系３４および第２転送レンズ系３５の励磁を変化させることにより、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みの変化量を、スリーローブ収差の変化量よりも大きくすることができる。
【０１０６】
次に、スリーローブ収差を補正する工程（Ｓ１０４）について説明する。
【０１０７】
本実施形態では、スリーローブ収差の補正は、第１多極子３２ａと第２多極子３２ｂとの間に配置された第１転送レンズ系３４、および第２多極子３２ｂと第３多極子３２ｃとの間に配置された第２転送レンズ系３５の励磁を変化させることで行われる。
【０１０８】
図１３は、第１転送レンズ系３４および第２転送レンズ系３５の励磁を変化させて、スリーローブ収差を補正している様子を示す図である。図１４は、第１転送レンズ系３４の励磁を変化させることによって変化するスリーローブ収差Ｔを模式的に示す図である。図１５は、第２転送レンズ系３５の励磁を変化させることによって変化するスリーローブ収差Ｔを模式的に示す図である。
【０１０９】
ここで、上述した収差補正装置３０は二段の多極子３２ａ，３２ｂを有しているため、スリーローブ収差は特定の１つの方向を向く。これに対して、収差補正装置２３０は三段の多極子３２ａ，３２ｂ，３２ｃを有しているため、スリーローブ収差は様々な方向を向く。
【０１１０】
そのため、本実施形態では、図１３に示すように、第１転送レンズ３４ａおよび第２転送レンズ３４ｂのうちの一方を励磁が強くなるように変化させて、他方を励磁が弱くなるように変化させる。これにより、図１４に示すように、Ｃ方向（所定の方向）のスリーローブ収差Ｔを変化させることができ、Ｃ方向のスリーローブ収差Ｔを補正することができる。
【０１１１】
また、同様に、第１転送レンズ３５ａおよび第２転送レンズ３５ｂのうちの一方を励磁が強くなるように変化させて、他方を励磁が弱くなるように変化させる。これにより、図１５に示すように、Ｃ方向とは異なるＤ方向のスリーローブ収差Ｔを変化させることができ、Ｄ方向のスリーローブ収差Ｔを補正することができる。
【０１１２】
上記のように第１転送レンズ系３４および第２転送レンズ系３５の励磁を変化させることにより、スリーローブ収差の変化量を、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みの変化量よりも大きくすることができる。
【０１１３】
本実施形態に係る歪みの補正方法によれば、上述したように、三段の多極子３２ａ，３２ｂ，３２ｃを有する収差補正装置２３０を備えた電子顕微鏡３００において、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みを補正することができる。
【０１１４】
３．  第３実施形態
３．１．  電子顕微鏡
次に、第３実施形態に係る電子顕微鏡について、図面を参照しながら説明する。図１６は、第３実施形態に係る電子顕微鏡３００の構成を示す図である。以下、第３実施形態に係る電子顕微鏡３００において、第１実施形態に係る電子顕微鏡１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１１５】
電子顕微鏡３００では、図１６に示すように、処理部４０が、歪み計測部３４０と、軸上収差計測部３４２と、を含む点で、図１に示す電子顕微鏡１００と異なる。
【０１１６】
歪み計測部３４０は、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みを計測する処理を行う。歪み計測部３４０は、コンデンサー絞り１２の影の画像を取得し、当該画像からコンデンサー絞り１２の影の形を抽出し、コンデンサー絞り１２の影の歪みの三回対称成分を定量化する。
【０１１７】
軸上収差計測部３４２は、軸上収差を計測する処理を行う。軸上収差計測部３４２は、ＳＲＡＭ法、またはプローブタブロー法により、軸上収差を計測する。例えば、プローブタブロー法により軸上収差を計測する場合には、軸上収差計測部３４２は、試料面への電子線照射角度を変えて複数のＳＴＥＭ像を取得し、それらをデコンボリューションすることで得られるプローブ像を基にして収差を計測する。
【０１１８】
本実施形態では、収差補正装置制御部４２は、歪み計測部３４０におけるコンデンサー絞り１２の影の歪みの計測結果に基づいて、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みが補正されるように転送レンズ系３４の励磁を変化させる制御を行う。収差補正装置制御部４２は、コンデンサー絞り１２の影の歪みの計測結果に基づいて、第１転送レンズ３４ａおよび第２転送レンズ３４ｂの両方を励磁が強くなるように変化させる、または第１転送レンズ３４ａおよび第２転送レンズ３４ｂの両方を励磁が弱くなるように変化させる。
【０１１９】
収差補正装置制御部４２は、さらに、軸上収差計測部３４２における軸上収差の計測結果に基づいて、スリーローブ収差が補正されるように転送レンズ系３４の励磁を変化させる制御を行う。収差補正装置制御部４２は、第１転送レンズ３４ａおよび第２転送レンズ３４ｂのうちの一方を励磁が強くなるように変化させて、他方を励磁が弱くなるように変化させる。
【０１２０】
ここで、スリーローブ収差を補正するために転送レンズ系３４の励磁を変化させたことにより、再び、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みが導入される場合がある。そのため、収差補正装置制御部４２は、スリーローブ収差の補正を行った後に、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みが補正されたか否かを判定する処理を行う。
【０１２１】
３．２．  電子顕微鏡の動作
次に、第３実施形態に係る電子顕微鏡３００の動作について説明する。ここでは、電子顕微鏡３００の処理部４０における、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みを補正する処理について説明する。
【０１２２】
図１７は、第３実施形態に係る電子顕微鏡３００の動作の一例を示すフローチャートである。
【０１２３】
処理部４０は、ユーザーが歪み補正を開始する指示（開始指示）を行ったか否かを判断し（Ｓ２００）、開始指示が行われるまで待機する（Ｓ２００のＮｏ）。処理部４０は、例えば、操作部５０から開始指示が入力された場合に、ユーザーが開始指示を行ったと判断する。
【０１２４】
開始指示が行われたと判断した場合（Ｓ２００のＹｅｓ）、歪み計測部３４０がコンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みを計測する（Ｓ２０２）。次に、収差補正装置制御部４２が、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みの計測結果に基づいて、転送レンズ系３４の励磁を変化させる制御を行う（Ｓ２０４）。次に、歪み計測部３４０が、再び、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みを計測し、収差補正装置制御部４２がこの計測結果に基づいて、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みが補正されたか否かを判定する（Ｓ２０６）。
【０１２５】
コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みが補正されていないと判定された場合（Ｓ２０６のＮｏ）、ステップＳ２０２に戻る。コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みが補正されたと判定されるまで、ステップＳ２０２、ステップＳ２０４、ステップＳ２０６の処理が繰り返し行われる。
【０１２６】
コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みが補正されたと判定された場合（Ｓ２０６のＹｅｓ）、軸上収差計測部３４２が軸上収差を計測する（Ｓ２０８）。次に、収差補正装置制御部４２が、軸上収差の計測結果に基づいて、転送レンズ系３４の励磁を変化させる制御を行う（Ｓ２１０）。次に、軸上収差計測部３４２が、再び、軸上収差を計測し、収差補正装置制御部４２がこの計測結果に基づいて、スリーローブ収差が補正されたか否かを判定する（Ｓ２１２）。
【０１２７】
スリーローブ収差が補正されていないと判定された場合（Ｓ２１２のＮｏ）、ステップＳ２０８に戻る。スリーローブ収差が補正されたと判定されるまで、ステップＳ２０８、ステップＳ２１０、ステップＳ２１２の処理が繰り返し行われる。
【０１２８】
スリーローブ収差が補正されたと判定された場合（Ｓ２１２のＹｅｓ）、歪み計測部３４０がコンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みを計測し、収差補正装置制御部４２がこの計測結果に基づいてコンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みが補正されたか否かを判定する（Ｓ２１４）。
【０１２９】
コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みが補正されていないと判定された場合（Ｓ２１４のＮｏ）、ステップＳ２０２に戻る。一方、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みが補正されたと判定された場合（Ｓ２１４のＹｅｓ）、処理部４０は処理を終了する。
【０１３０】
電子顕微鏡３００は、例えば、以下の特徴を有する。
【０１３１】
電子顕微鏡３００は、二段の多極子３２ａ，３２ｂおよび多極子３２ａ，３２ｂ間に配置された転送レンズ系３４を有する収差補正装置３０、およびコンデンサー絞り１２を含む照射系と、コンデンサー絞り１２の影の歪みを計測する歪み計測部３４０と、収差補正装置３０を制御する収差補正装置制御部４２と、を含む。また、収差補正装置制御部４２は、コンデンサー絞り１２の影の歪みの計測結果に基づいて、転送レンズ系３４の励磁を変化させる制御を行う。そのため、電子顕微鏡３００では、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みを自動で補正することができる。
【０１３２】
電子顕微鏡３００では、収差補正装置制御部４２が、コンデンサー絞り１２の計測結果に基づいて、第１転送レンズ３４ａおよび第２転送レンズ３４ｂの両方を励磁が強くなるように変化させる、または、第１転送レンズ３４ａおよび第２転送レンズ３４ｂの両方を励磁が弱くなるように変化させる。これにより、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みを補正する際に、スリーローブ収差の変化量を小さくすることができる。
【０１３３】
電子顕微鏡３００は、軸上収差を計測する軸上収差計測部３４２を含み、収差補正装置制御部４２は、軸上収差の計測結果に基づいて、転送レンズ系３４の励磁を変化させる制御を行う。そのため、電子顕微鏡３００では、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みを補正することにより導入されるスリーローブ収差を自動で補正することができる。
【０１３４】
電子顕微鏡３００では、収差補正装置制御部４２が、軸上収差の計測結果に基づいて、第１転送レンズ３４ａおよび第２転送レンズ３４ｂのうちの一方を励磁が強くなるように変化させ、他方を励磁が弱くなるように変化させる。そのため、スリーローブ収差を補正する際に、コンデンサー絞り１２の影の三回対称歪みの変化量を小さくすることができる。
【０１３５】
なお、上記では、電子顕微鏡３００が二段の多極子３２ａ，３２ｂを有する収差補正装置３０を含んで構成されている例について説明したが、電子顕微鏡３００は三段の多極子３２ａ，３２ｂ，３２ｃを有する収差補正装置２３０（図９参照）を含んで構成されてい
てもよい。この場合、電子顕微鏡の動作は、図１７に示すコンデンサー絞り１２の影の歪みを補正する処理（Ｓ２０４）、およびスリーローブ収差を補正する処理（Ｓ２１０）が、第２実施形態で説明した手法が用いられる点を除いて、上述した動作と同様である。
【０１３６】
４．  その他の実施形態
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【０１３７】
例えば、上述した第１実施形態では、収差補正装置３０を構成する第１多極子３２ａおよび第２多極子３２ｂが三回場を発生させることによって生じるコンデンサー絞り１２の影の三回対称歪み、およびこの三回対称歪みを補正することによって導入されるスリーローブ収差（三回対称の軸上収差）を補正する方法について説明した。本発明に係る歪み補正方法は、これに限定されない。例えば、収差補正装置を構成する第１多極子および第２多極子がＮ回場（Ｎは２以上の整数）を発生させることによって生じるコンデンサー絞り１２の影のＮ回対称歪み、およびこのＮ回対称歪みを補正することによって導入されるＮ回対称の軸上収差を補正してもよい。この場合でも、上述した第１実施形態と同様に、転送レンズ系３４の励磁を制御することで、コンデンサー絞り１２の影のＮ回対称歪みおよびＮ回対称の軸上収差を補正することができる。
【０１３８】
同様に、上述した第２実施形態では、収差補正装置３０を構成する第１多極子３２ａ、第２多極子３２ｂ、および第３多極子３２ｃが三回場を発生させることによって生じるコンデンサー絞り１２の影の三回対称歪み、およびこの三回対称歪みを補正することによって導入されるスリーローブ収差（三回対称の軸上収差）を補正する方法について説明した。本発明に係る歪み補正方法は、例えば、収差補正装置を構成する第１多極子、第２多極子および第３多極子がＮ回場を発生させることによって生じるコンデンサー絞り１２の影のＮ回対称歪み、およびこのＮ回対称歪みを補正することによって導入されるＮ回対称の軸上収差を補正してもよい。この場合でも、上述した第２実施形態と同様に、転送レンズ系３４および転送レンズ系３５の励磁を制御することで、コンデンサー絞り１２の影のＮ回対称歪みおよびＮ回対称の軸上収差を補正することができる。
【０１３９】
また、上述した実施形態では、コンデンサー絞り１２の影の歪みを補正する場合について説明したが、本発明に係る歪み補正方法は、コンデンサー絞り１２以外の照射系の絞りにも適用可能である。例えば、ＤＰＣ法による測定の際に、分割型検出器に投影される絞りの影がコンデンサー絞り１２以外の照射系の絞りの影が用いられる場合、本発明に係る歪みの補正方法により、この絞りの影の歪みを補正してもよい。
【０１４０】
また、上述した第１実施形態では、図２に示すように収差補正装置３０が二段の多極子３２ａ，３２ｂを有し、上述した第２実施形態では、図９に示すように収差補正装置２３０が三段の多極子３２ａ，３２ｂ，３２ｃを有していたが、収差補正装置は、四段以上の多極子を有していてもよい。このような場合でも、多極子間に配置された転送レンズ系の励磁を変化させることにより、二段および三段の場合と同様に、コンデンサー絞り１２の影の歪を補正することができる。
【０１４１】
なお、上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば各実施形態及び各変形例は、適宜組み合わせることが可能である。
【０１４２】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成すること
ができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１４３】
１０…電子源、１１…コンデンサーレンズ、１２…コンデンサー絞り、１３…走査コイル、１４…対物レンズ、１６…試料ステージ、１７…試料ホルダー、１８…中間レンズ、２０…投影レンズ、２２ａ…明視野ＳＴＥＭ検出器、２２ｂ…暗視野ＳＴＥＭ検出器、２４…撮像装置、３０…収差補正装置、３１…収差補正電源コントローラ、３２ａ…第１多極子、３２ｂ…第２多極子、３２ｃ…第３多極子、３４…第１転送レンズ系、３４ａ…第１転送レンズ、３４ｂ…第２転送レンズ、３５…第２転送レンズ系、３５ａ…第１転送レンズ、３５ｂ…第２転送レンズ、３６…転送レンズ系、３６ａ…第１転送レンズ、３６ｂ…第２転送レンズ、４０…処理部、４２…収差補正装置制御部、４４…電子顕微鏡本体制御部、４６…表示制御部、５０…操作部、５２…表示部、５４…記憶部、１００…電子顕微鏡、２００…電子顕微鏡、２３０…収差補正装置、３００…電子顕微鏡、３４０…歪み計測部、３４２…軸上収差計測部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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