(57)【要約】【課題】軌道がビームセパレータの出射端で光軸からずれた電子ビームに対しても、その軌道を補正して直進させることができるビームセパレータを提供する。【解決手段】軌道ずれ補正手段２０は、ビームセパレータ１０を略直進通過した反射電子ビームに対して、互いに直交する電場と磁場を複合的に作用させる。軌道ずれ補正手段２０の条件は、軌道ずれ補正手段２０の電場と磁場の反射電子ビームに対する総合的な作用は、ビームセパレータ１０の電場と磁場の反射電子ビームに対する総合的な作用と強さが同じで、方向が反対の作用を行うように設定される。【選択図】  図１
2004227888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビームセパレータと、
電子ビームのビームセパレータの出射端あるいはその近傍に配置され、当該電子ビームに対して偏向場を作用させ、ビームセパレータの出射端において光軸からずれた電子ビームを、光軸上に位置するようにその軌道を補正する軌道ずれ補正手段を
備えることを特徴とするビームセパレータ。
【請求項２】
前記軌道ずれ補正手段は、前記電子ビームに対して互いに直交する電場と磁場を複合的に作用させ、前記軌道ずれ補正手段の電場と磁場は、その電子ビームに対する総合的な作用が、ビームセパレータの電場と磁場の電子ビームに対する総合的な作用と強さが同じで、方向が反対の作用を行うように設定されてなることを特徴とする請求項１記載のビームセパレータ。
【請求項３】
前記軌道ずれ補正手段はウィーンフィルタであることを特徴とする請求項１または２記載のビームセパレータ。
【請求項４】
前記軌道ずれ補正手段はビームセパレータと同じ構成であることを特徴とする請求項１または２記載のビームセパレータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射電子顕微鏡等に用いられるビームセパレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビームセパレータは、互いに直交する方向に形成された電場と磁場を用いて、
（１）ある方向からの入射電子ビームをほぼ直進通過させ、それとほぼ反対方向から入射する電子ビームを１０度以上異なる角度に曲げる、
あるいは、
（２）ある方向からの入射電子ビームの光軸を１０度以上異なる角度に曲げてから出射し、且つその出射ビームとほぼ反対方向から入射する電子ビームをほぼ直進通過させる
という機能を有する電子光学機器であり、例えば反射電子顕微鏡に用いられている。
【０００３】
ビームセパレータの構成、及びその電子ビームに及ぼす作用は周知であるが、概略説明すると次のようである。なお、以下の説明では、磁極はヨークだけではなく、コイルをも含むものとする。
【０００４】
図５に反射電子顕微鏡に用いられるビームセパレータの原理的な構成例、及びこのビームセパレータ近傍における電子ビームの軌道の例を示す。なお、説明の都合上、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、便宜的にビームセパレータが配置される空間にＸＹＺの３次元直交座標を定義する。そして、Ｚ軸を光軸と称することにする。
【０００５】
図５において、１０はビームセパレータを示す。ビームセパレータ１０は、電極１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ、磁極３ａ、３ｂを備えている。電極１ａと電極１ｂは対をなしており、Ｙ−Ｚ平面に対して面対称に対向して配置されている。ここではこれを第１電極対と称することにする。そして、電極１ａ、１ｂには絶対値が同じで、符号が反対の電圧が印加される。
【０００６】
電極２ａと電極２ｂも対をなしており、Ｙ−Ｚ平面に対して面対称に対向して配置されている。ここではこれを第２電極対と称することにする。この第２電極対は、また、第１電極対とはＸ−Ｙ平面に対して略面対称となるように配置されている。そして、電極２ａ、２ｂには絶対値が同じで、符号が反対の電圧が印加される。
【０００７】
磁極３ａと磁極３ｂは対をなしている。ここではこれを第１磁極対と称することにする。そして、この第１磁極対の磁極３ａ、３ｂは、第１電極対と第２電極対との間に、図５（ｂ）に示すようにＸ−Ｚ平面に対して面対称となるように配置されている。なお、図５（ｂ）は磁極３ａ、３ｂの配置の位置関係のみを示している。
【０００８】
さて、いま、図５に示す構成のビームセパレータ１０において、電子銃（図示せず）から放射され、集束レンズ（図示せず）で集束された電子ビーム（これを１次ビームと称す）を、Ｘ軸に沿って、そのマイナス方向から、第１電極対と第２電極対の間からビームセパレータに入射させ、図５（ａ）のＡで示すようにビームセパレータ１０の内部でその軌道を略９０°光軸Ｚのマイナス方向（図５（ａ）の下方向）に曲げて対物レンズ（図示せず）により試料（図示せず）に照射させ、試料からの反射電子ビームを図５（ａ）のＢで示すように光軸Ｚに沿ってビームセパレータを直進通過させるようにする場合を考える。これは上記の（２）の軌道である。
【０００９】
なお、ビームセパレータを直進通過した反射電子ビームは、多段の投影レンズ系（図示せず）により結像を繰り返し、最終的に検出器（図示せず）の受光面に拡大されて結像される。
【００１０】
電子ビームの軌道を上記のようにする場合、第１電極対の電極１ａ、１ｂ、第２電極対の電極２ａ、２ｂの印加電圧は、例えば次のように設定される。電極１ａの印加電圧を＋ｐ（Ｖ）とすると、電極１ｂの印加電圧は−ｐ（Ｖ）とする。また、電極２ａの印加電圧は電極１ａと同じ＋ｐ（Ｖ）とし、電極２ｂの印加電圧は電極２ｂと同じ−ｐ（Ｖ）とする。従って、この場合には、第１電極対により形成される電場の向きは、図５（ａ）の電極１ｂから電極１ａに向かう方向となり、第２電極対により形成される電場の向きは、図５（ａ）の電極２ｂから電極２ａに向かう方向となる。
【００１１】
また、第１磁極対により形成される磁場の方向、強度は、試料から放射された反射電子ビームが当該磁場が形成されている空間を通過中に受ける力が、第１電極対の電場により受ける力と、第２電極対の電場により受ける力の合力をキャンセルできる方向、強度となるように設定される。磁極３ａ、３ｂには、そのような方向、強度となる磁場が形成できるような励磁電流が供給されるのである。
【００１２】
即ち、試料からの反射電子ビームは、まず第１電極対の電場により力を受けるが、その力により反射電子ビームが微小角度αだけ電極１ａの方に傾くとすると、反射電子ビームは第２電極対によっても微小角度αだけ電極２ａの方に傾くことになる。そこで、第１磁極対による磁場では、反射電子ビームが、それとは反対方向、図５（ａ）では左側から右側に、それらの２つの電場による傾きの和の角度、この場合には角度２αだけ傾くようにするのであり、これによって反射電子ビームはビームセパレータ１０を直進通過することになる。
【００１３】
以上の構成によれば、ビームセパレータ１０に入射した１次ビームは、第１磁極対の磁場から受ける力と、第１電極対の電場から受ける力の合力によって、図５（ａ）のＡで示すように大きく曲げられて試料側に出射し、試料からの反射電子ビームは、上記の作用によりビームセパレータ１０を結果として直進通過して、最終的に検出器の受光面に拡大結像されることになる。
【００１４】
ところで、試料から出射する反射電子ビームは単色、即ち単一エネルギーではなく、あるエネルギー分布を有している。
【００１５】
そして、ビームセパレータは、上述したように、電子ビームに対して、互いに直交する電場と磁場を複合的に作用させるのであるが、Ｆ＝ｑ（Ｅ＋ｖ×Ｂ）というローレンツの式からも容易に理解できるように、電場の作用は電子の速度、即ち電子のエネルギーには依存しないのに対して、磁場の作用は電子の速度に比例して大きくなる。なお、上記のローレンツの式において、力Ｆ、電場Ｅ、電子の速度ｖ、及び磁場Ｂはベクトル量である。
【００１６】
従って、図５（ａ）において反射電子ビームがビームセパレータ１０を通過する場合を考えると、ある特定の速度の電子は、上述したように電場と磁場の作用がキャンセルされて直進するが、その他の速度の電子は両者の影響量が一致しないため直進しなくなる。即ち、軌道が光軸からずれてしまう。
【００１７】
例えば、図５に示す構成のビームセパレータ１０についてシミュレーションを行ってみると、ビームセパレータ１０の２つの電場及び磁場の条件を、３０００ｅＶの電子が直進するように設定した時、そのエネルギーより少し小さい２９５０ｅＶのエネルギーの電子は、ビームセパレータ１０の出射端、即ち図５（ａ）の第２電極対の上端では、光軸Ｚから図５（ａ）の横方向に  ２２０μｍずれてしまうことが分かった。
【００１８】
そして、従来においては、ビームセパレータ１０から出射した反射電子ビームは投影レンズ系によって拡大されて検出器の受光面に結像されるので、ビームセパレータ１０の出射端で軌道が光軸からずれた電子ビームは、検出器の受光面では大きくずれてしまい、検出器の受光面に結像される像には大きなボケが生じ、良好な反射電子像を得ることができないという問題がある。
【００１９】
以上は図５に示す構成のビームセパレータ１０に関して説明したが、上述した問題はその他の構成のビームセパレータについても同様に生じる問題である。つまり、従来のビームセパレータでは、そのビームセパレータがどのような構成であれ、反射電子ビームがエネルギー分布を有しているので、ビームセパレータの反射電子ビームの出射端では、その軌道が光軸からずれてしまうビームがあり、それが結果的に像のボケとして現れてしまうという問題があるのである。
【００２０】
以上の問題に対する対策手段として、ビームセパレータ１０の出射端から検出器に至るまでの途中に、特定のエネルギーの反射電子ビームのみを選択して通過させるエネルギーフィルタを挿入することが行われている。これによれば、最終的に検出器の受光面には当該エネルギーフィルタで選択された特定のエネルギーを有する反射電子ビームによる像のみが形成されるので、像のボケは生じない。
このようなエネルギーフィルタとしては、例えば、特開平７−２８２７７３号公報に開示されているオメガフィルタを用いることができる。
【００２１】
【特許文献１】特開平７−２８２７７３号公報
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようにビームセパレータの反射電子の出射する側に、光軸に沿って特定のエネルギーのビームのみを選択して通過するエネルギーフィルタを設けた場合には、検出器の受光面に到達する反射電子のビーム量は非常に少なくなってしまい、最終的に得られる画像のＳ／Ｎ比が極端に悪くなったり、あるいは、一つの良好な画像を得るのに非常に長い時間を要することとなる。
【００２３】
そこで本発明は、軌道がビームセパレータの出射端で光軸からずれた電子ビームに対しても、その軌道を補正して直進させることができるビームセパレータを提供することを目的とするものである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１記載のビームセパレータは、ビームセパレータと、電子ビームのビームセパレータの出射端あるいはその近傍に配置され、当該電子ビームに対して偏向場を作用させ、ビームセパレータの出射端において光軸からずれた電子ビームを、光軸上に位置するようにその軌道を補正する軌道ずれ補正手段を備えることを特徴とする。
請求項２記載のビームセパレータは、請求項１において、前記軌道ずれ補正手段は、前記電子ビームに対して互いに直交する電場と磁場を複合的に作用させ、前記軌道ずれ補正手段の電場と磁場は、その電子ビームに対する総合的な作用が、ビームセパレータの電場と磁場の電子ビームに対する総合的な作用と強さが同じで、方向が反対の作用を行うように設定されてなることを特徴とする。
請求項３記載のビームセパレータは、請求項１または２において、前記軌道ずれ補正手段はウィーンフィルタであることを特徴とする。
請求項３記載のビームセパレータは、請求項１または２において、前記軌道ずれ補正手段はビームセパレータと同じ構成であることを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明に係るビームセパレータの基本的な構成例を示す図であり、図中、２０は軌道ずれ補正手段を示す。なお、以下においては、図５に示すものと同じものについては図５に示す符号と同一の符号を付す。
【００２６】
図１において、ビームセパレータ１０はどのような構成でもよいが、ここでは電子ビームは、図５に示すと同様に、電子銃（図示せず）からの１次ビームはビームセパレータ１０の横から入射して略９０°曲げられて試料面に照射し、試料からの反射電子ビームは１次ビームの出射面からビームセパレータ１０に入射してほぼ直進通過するものとしている。
【００２７】
軌道ずれ補正手段２０は、電子ビーム、この場合にはビームセパレータ１０を略直進通過した反射電子ビームに対して、互いに直交する電場と磁場を複合的に作用させるものであり、反射電子ビームの中のあるエネルギーのビームが、ビームセパレータ１０の出射端で軌道が光軸Ｚからずれた場合に、その軌道を補正して、当該軌道ずれ補正手段２０の出射端では軌道が光軸Ｚ上にあるようにするものである。
【００２８】
そのための軌道ずれ補正手段２０の条件は、次のようである。
即ち、軌道ずれ補正手段２０の電場と磁場の反射電子ビームに対する総合的な作用は、ビームセパレータ１０の電場と磁場の反射電子ビームに対する総合的な作用と強さが同じで、方向が反対の作用を行うように設定される。
【００２９】
つまり、軌道ずれ補正手段２０の電場と磁場は、その反射電子ビームに対する総合的な作用が、ビームセパレータ１０の電場と磁場の反射電子ビームに対する総合的な作用と強さが同じで、方向が反対の作用を行うように設定されるのである。
【００３０】
軌道ずれ補正手段２０の電場及び磁場の方向及び強度を上記のように設定すると、あるエネルギーの反射電子ビームがビームセパレータ１０の出射端で光軸Ｚからある方向に△Ｄだけずれたとすると、当該エネルギーの反射電子ビームは、軌道ずれ補正手段２０を出射した時には、ビームセパレータ１０の出射端でのずれ方向とは反対方向に△Ｄだけ光軸からずれることになるので、軌道ずれ補正手段２０の出射端では、エネルギーによらず反射電子ビームは光軸Ｚ上にあることになる。つまり、軌道のずれを補正できるのである。
【００３１】
以上の軌道ずれ補正手段２０を備えるビームセパレータ１０によれば、全ての反射電子ビームは、軌道ずれ補正手段２０を出射した時点では光軸Ｚ上にあるので、検出器の受光面に結像される像はボケの無いものとなる。
また、試料から放射されたほとんどの反射電子ビームを検出器の受光面に到達させることができるので、信号量がロスすることを防止でき、最終的に得られる画像のＳ／Ｎ比は良好となり、一つの良好な画像を得るための時間も従来よりは短時間で済むものである。
【００３２】
なお、図１では、軌道ずれ補正手段２０はビームセパレータ１０の出射端から検出器側に光軸Ｚに沿って配置するようにしているが、ビームセパレータの反射電子ビームの出射端部、あるいはその近傍に配置すればよいのである。
【００３３】
以下、軌道ずれ補正手段２０の実施形態を具体的に示す。
図２は、軌道ずれ補正手段２０の第１の実施形態であり、図中、２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂは電極、２３ａ、２３ｂは磁極を示す。
【００３４】
図２に示す軌道ずれ補正手段２０は、ビームセパレータ１０と全く同じ構成であり、それをビームセパレータ１０の反射電子ビームの出射端と、検出器（図示せず）との間に光軸Ｚに沿って配置したものである。ここではビームセパレータ１０は図５に示すものと同じものを用いるものとしている。
【００３５】
従って、電極２１ａと電極２１ｂは対をなしており、Ｙ−Ｚ平面に対して面対称に対向して配置されている。ここではこれを第３電極対と称することにする。電極２２ａと電極２２ｂも対をなしており、Ｙ−Ｚ平面に対して面対称に対向して配置されている。ここではこれを第４電極対と称することにする。この第４電極対は、また、第３電極対とはＸ−Ｙ平面に対して略面対称となるように配置されている。
【００３６】
磁極２３ａと磁極２３ｂは対をなしている。ここではこれを第２磁極対と称することにする。そして、この第２磁極対の磁極２３ａ、２３ｂは、第３電極対と第４電極対との間に、図２（ｂ）に示すようにＸ−Ｚ平面に対して面対称となるように配置されている。なお、図２（ｂ）はビームセパレータ１０の磁極３ａ、３ｂの配置の位置関係、及び軌道ずれ補正手段２０の磁極２３ａ、２３ｂの配置の位置関係のみを示している。
【００３７】
このような構成において、いま、電極１ａの印加電圧が＋ｐ（Ｖ）、電極１ｂの印加電圧が−ｐ（Ｖ）、電極２ａの印加電圧が＋ｐ（Ｖ）、電極２ｂの印加電圧が−ｐ（Ｖ）であるとすると、電極２１ａには−ｐ（Ｖ）、電極２１ｂには＋ｐ（Ｖ）、電極２２ａには−ｐ（Ｖ）、電極２２ｂには＋ｐ（Ｖ）を印加する。
【００３８】
このようにすれば、軌道ずれ補正手段２０の第３電極対により形成される電場と、第４電極対により形成される電場の反射電子ビームに対する総合的な作用は、ビームセパレータ１０の第１電極対により形成される電場と、第２電極対により形成される電場の反射電子ビームに対する総合的な作用とは、方向が反対で、同じ強さの作用となる。
【００３９】
また、軌道ずれ補正手段２０の第２磁極対により形成される磁場は、ビームセパレータ１０の第１磁極対により形成される磁場の反射電子ビームに対する作用と強さが同じで、方向が反対の作用を行うように設定される。磁極２３ａ、２３ｂには、そのような磁場が形成できるような励磁電流を供給するのである。
【００４０】
従って、軌道ずれ補正手段２０の電場と磁場の反射電子ビームに対する総合的な作用は、ビームセパレータ１０の電場と磁場の反射電子ビームに対する総合的な作用と強さが同じで、方向が反対の作用となることが分かる。
【００４１】
この構成によれば、反射電子ビームに対するビームセパレータ１０の作用と、軌道ずれ補正手段２０の作用とは強さが同じで、方向が反対となるので、ビームセパレータ１０の出射端で光軸からずれた反射電子ビームは軌道ずれ補正手段２０を出射した時には光軸Ｚ上にあることになる。
【００４２】
なお、図２では軌道ずれ補正手段２０はビームセパレータ１０と全く同じ構成のものとしたが、構成はこれに限定されるものではない。即ち、軌道ずれ補正手段２０としては、上述した通り、その電場の総合的な作用がビームセパレータ１０の電場の総合的な作用と同じ強さで、方向が反対であり、その磁場の総合的な作用がビームセパレータ１０の磁場の総合的な作用と同じ強さで、方向が反対であるという条件を満足すればどのような構成であってもよいものである。
【００４３】
例えば、第２磁極対は必ずしも第３電極対と第４電極対の間に配置しなければならないものではなく、また、その磁極２３ａ、２３ｂのサイズも適宜に定めることができる。更に、第３電極対、第４電極対の各電極のサイズも、ビームセパレータ１０の第１電極対、第２電極対の各電極のサイズと異なっていてもよいものである。ただし、そのような場合には、軌道ずれ補正手段２０の第３電極対、及び第４電極対の各電極に印加する電圧は上記の条件を満足するように設定する必要があることは当然である。磁極２３ａ、２３ｂに供給する励磁電流についても同様に上記の条件を満足する必要がある。
【００４４】
次に、図３に軌道ずれ補正手段２０の第２の実施形態を示す。図中、３２ａ、３２ｂは電極、３３ａ、３３ｂは磁極を示す。
【００４５】
図３に示す構成において、ビームセパレータ１０と、軌道ずれ補正手段２０とを区別するとすれば、電極１ａ、１ｂからなる第１電極対と、電極３２ａ、３２ｂと、磁極３ａ、３ｂからなる第１磁極対がビームセパレータ１０の機能を有し、電極３２ａ、３２ｂ、及び磁極３３ａ、３３ｂが軌道ずれ補正手段２０を構成しているのであるが、この構成は、ビームセパレータ１０と軌道ずれ補正手段２０を一体化したものと考えることもできる。つまり、電極３２ａ、３２ｂは、ビームセパレータとしての機能と、軌道ずれ補正手段２０としての機能を兼用しているのである。
【００４６】
図３において、電極３２ａと電極３２ｂは対をなしており、Ｙ−Ｚ平面に対して面対称に対向して配置されている。ここではこれを第５電極対と称することにする。
【００４７】
磁極３３ａと磁極３３ｂは対をなしている。ここではこれを第３磁極対と称することにする。この第３磁極対の磁極３３ａ、３３ｂは、図３（ｂ）に示すようにＸ−Ｚ平面に対して面対称となるように配置されている。なお、図３（ｂ）は磁極３ａ、３ｂの配置の位置関係、及び磁極３３ａ、３３ｂの配置の位置関係のみを示している。
【００４８】
そして、図３では、この第３磁極対により形成される磁場は、第５電極対により形成される電場の領域と略同じ領域に形成されるようになされている。つまり、この場合、第５電極対と第３磁極対からなる軌道ずれ補正手段２０はウィーンフィルタである。
【００４９】
図３の構成において、いま、電極３２ａ、３２ｂは電極１ａ、１ｂと同一形状であり、電極１ａの印加電圧が＋ｐ（Ｖ）、電極１ｂの印加電圧が−ｐ（Ｖ）であるとすると、電極３２ａには−ｐ（Ｖ）を印加し、電極３２ｂには＋ｐ（Ｖ）を印加する。
【００５０】
また、磁極３３ａ、３３ｂには、ビームセパレータ１０の第１磁極対による磁場の反射電子ビームに対する作用と同じ強さで、方向が反対となる磁場が形成できる励磁電流を供給する。
【００５１】
このように、電極３２ａ、３２ｂによる作用が図２に示す前述の実施形態の構成における電極２ａ、２ｂ、２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂの作用を兼用したものとすれば、軌道ずれ補正手段２０の電場と磁場の反射電子ビームに対する総合的な作用は、ビームセパレータ１０の電場と磁場の反射電子ビームに対する総合的な作用と強さが同じで、方向が反対の作用となる。
【００５２】
従って、あるエネルギーの反射電子ビームが第１磁極対を通過した時点で、軌道が光軸Ｚからある量だけずれたとしても、当該反射電子ビームの軌道のずれは軌道ずれ補正手段２０でキャンセルされ、補正されて、軌道ずれ補正手段２０を出射した時点では、当該反射電子ビームは光軸Ｚ上に位置することになる。
【００５３】
なお、上記の説明では、軌道ずれ補正手段２０の電極３２ａ、３２ｂは電極１ａ、１ｂと同一形状であるとしたが、構成はこれに限定されるものではないことは上述した通りである。
【００５４】
次に、図４に軌道ずれ補正手段２０の第３の実施形態を示す。
この実施形態では、ビームセパレータ１０は図５に示すものと同じであるが、図５に示す場合とは電子ビームの軌道が異なっている。即ち、図４に示すものでは、１次ビームはＺ軸に沿って、そのプラス方向からビームセパレータ１０に入射し、図のＢで示すようにビームセパレータ１０を直進通過して試料（図示せず）に照射し、試料から放射された反射電子ビームは、ビームセパレータ１０の電極１ａ、１ｂからなる第１電極対から入射し、その軌道を略９０°曲げて、図のＡで示すように、第１電極対と、第２電極対の間から、Ｘ軸に沿って、そのマイナス方向に出射されるようになされている。これは上記の（１）の軌道である。なお、この実施形態の説明においては、Ｘ軸のマイナス方向を光軸とする。
【００５５】
ビームセパレータ１０を出射した反射電子ビームは、多段の投影レンズ系（図示せず）により結像を繰り返し、最終的に検出器（図示せず）の受光面に拡大されて結像される。
【００５６】
１次ビーム及び反射電子ビームの軌道を上記のようにする場合、第１電極対の電極１ａ、１ｂ、第２電極対の電極２ａ、２ｂの印加電圧、及び第１磁極対の磁極３ａ、３ｂに供給する励磁電流は、図５に関して説明したと同じでよい。
【００５７】
この場合にも、反射電子ビームはエネルギー分布を有しているので、ビームセパレータ１０の第１電極対と第２電極対の間から出射した反射電子ビームの中には、ビームセパレータ１０から出射した時点で光軸からずれているものがある。
【００５８】
そこで、図４に示す実施形態では、ビームセパレータ１０の反射電子ビームの出射端近傍に軌道ずれ補正手段２０を配置している。この軌道ずれ補正手段２０は、電極４１ａ、４１ｂと、磁極４２ａ、４２ｂで構成される。
【００５９】
電極４１ａ、４１ｂは対をなしており、Ｙ−Ｚ平面に対して面対称に対向して配置されている。ここではこれを第６電極対と称することにする。磁極４２ａと磁極４２ｂは対をなしている。ここではこれを第４磁極対と称することにする。この第４磁極対の磁極４２ａ、４２ｂは、Ｘ−Ｚ平面に対して面対称となるように配置されている。
【００６０】
即ち、図４では、第４磁極対により形成される磁場は、第６電極対により形成される電場の領域と略同じ領域に、互いに直交する方向に形成されるようになされている。つまり、この場合、第６電極対と第４磁極対からなる軌道ずれ補正手段２０はウィーンフィルタである。
【００６１】
そして、図４において、軌道ずれ補正手段２０の第６電極対により形成される電場、及び第４磁極対により形成される磁場は、その総合的な作用が、ビームセパレータ１０の第１電極対の電場及び第１磁極対の磁場による反射電子ビームに対する総合的な作用をキャンセルでき、ビームセパレータ１０から出射した反射電子ビームの軌道が、エネルギーに因らず光軸上に位置するように設定する。電極４１ａ、４１ｂの印加電圧、磁極４２ａ、４２ｂの励磁電流は、そのような電場、磁場が形成されるように設定するのである。
【００６２】
これによれば、あるエネルギーの反射電子ビームがビームセパレータ１０から出射した時点で、軌道が光軸からある量だけずれたとしても、当該反射電子ビームの軌道のずれは軌道ずれ補正手段２０でキャンセルされ、補正されて、軌道ずれ補正手段２０を出射した時点では、当該反射電子ビームは光軸上に位置することになる。
【００６３】
なお、上記の説明では、軌道ずれ補正手段２０の第４磁極対により形成される磁場は、第６電極対により形成される電場の領域と略同じ領域に形成されるものとしたが、軌道ずれ補正手段２０の構成はこれに限定されるものではない。例えば、第４磁極対の位置を第６電極対の位置からずらしてもよいものである。
【００６４】
また、理想的には、図４に示すように、軌道ずれ補正手段２０は第６電極対と第４磁極対で構成するのがよいが、第４磁極対を除いて、第６電極対だけで構成することも可能である。
【００６５】
その場合には、第６電極対により形成される電場の作用は、注目する反射電子ビームに対する第１電極対の電場による作用と反対方向になるように設定する。第６電極対の電極４１ａ、４１ｂに印加する電圧を、そのような電場が形成されるように設定するのである。このようにすることによって、ビームセパレータ１０を出射した反射電子ビームの光軸からのずれを補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るビームセパレータの基本的な構成例を示す図である。
【図２】図１に示す軌道ずれ補正手段２０の第１の実施形態を示す図である。
【図３】図１に示す軌道ずれ補正手段２０の第２の実施形態を示す図である。
【図４】図１に示す軌道ずれ補正手段２０の第３の実施形態を示す図である。
【図５】反射電子顕微鏡に用いられるビームセパレータの原理的な構成例、及びこのビームセパレータ近傍における電子ビームの軌道の例を示す図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ…電極
３ａ、３ｂ…磁極
１０…ビームセパレータ
２０…軌道ずれ補正手段
２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ…電極
２３ａ、２３ｂ…磁極
３２ａ、３２ｂ…電極
３３ａ、３３ｂ…磁極
４１ａ、４１ｂ…電極
４２ａ、４２ｂ…磁極
【図１】
2004227888.tif 000003
【図２】
2004227888.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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