特開 2024-23158 荷電粒子顕微鏡システム用の小型補正器モジュール及び荷電粒子システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024023158

(43)【公開日】2024-02-21

(54)【発明の名称】荷電粒子顕微鏡システム用の小型補正器モジュール及び荷電粒子システム

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/153 20060101AFI20240214BHJP

【ＦＩ】

H01J37/153

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023128586

(22)【出願日】2023-08-07

(31)【優先権主張番号】17/883,488

(32)【優先日】2022-08-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】501233536

【氏名又は名称】エフ イー アイ カンパニ

【氏名又は名称原語表記】ＦＥＩ ＣＯＭＰＡＮＹ

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】アリ モハマディ－ゲイダーリ

(72)【発明者】

【氏名】アレキサンデル ヘンストラ

(72)【発明者】

【氏名】ルイージ メレ

【テーマコード（参考）】

5C101

【Ｆターム（参考）】

5C101AA03

5C101AA04

5C101AA05

5C101AA32

5C101EE08

5C101EE13

5C101EE59

5C101EE67

(57)【要約】      （修正有）

【課題】荷電粒子顕微鏡システム内の粒子光学レンズの球面収差を補正するための小型補正器を実現する。
【解決手段】小型補正器１００は、電圧が適用されたときに強い六極子場を生成するように構成された強い六極子１０２、及び強い六極子と試料との間に配置された弱い六極子１０４を備える。強い六極子は、強い六極子場が荷電粒子ビーム１０６に少なくともＡ２収差及びＤ４収差を適用するように、荷電粒子システムの荷電粒子ビームのクロスオーバが強い六極子の中心を通過しないように位置付けられている。弱い六極子は、弱い六極子に電圧が適用されたときに、弱い六極子が荷電粒子顕微鏡システムの荷電粒子ビームに少なくとも組み合わせＡ２収差及び組み合わせＤ４収差を適用する弱い六極子場を生成するように、更に位置付けられているか又は別様に構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

荷電粒子顕微鏡システム用の小型補正器モジュールであって、
第１の電圧が適用されたときに、強い多極子場を生成するように構成された強い多極子であって、前記強い多極子が前記荷電粒子顕微鏡システムの荷電粒子ビームに少なくともＡ２収差及びＤ４収差を適用することを引き起こす前記強い多極子の中心を、前記荷電粒子顕微鏡システムの荷電粒子ビームのクロスオーバが通過しないように位置付けられている、強い多極子と、
前記補正器モジュールが前記荷電粒子顕微鏡システムにおいて使用されるときに、前記強い多極子と試料との間に位置付けられる弱い多極子であって、前記弱い多極子に第２の電圧が適用されたときに、前記弱い多極子が、前記荷電粒子顕微鏡システムの前記荷電粒子ビームに少なくとも組み合わせＡ２収差及び組み合わせＤ４収差を適用する弱い多極子場を生成する、弱い多極子と、を備える小型補正器モジュール。

【請求項2】

前記荷電粒子ビームへの前記Ａ２収差及び前記組み合わせＡ２収差の前記組み合わせ適用は、前記荷電粒子ビームの前記Ａ２収差が、試料平面又はその近くでゼロ又はほぼゼロになることをもたらし、
前記荷電粒子ビームへの前記Ｄ４収差及び前記組み合わせＤ４収差の前記組み合わせ適用は、前記荷電粒子ビームの前記Ｄ４収差が、前記試料平面又はその近くでゼロ又はほぼゼロになることをもたらす、請求項１に記載の小型補正器モジュール。

【請求項3】

前記強い多極子場が、前記荷電粒子顕微鏡システムの前記荷電粒子ビームにＣ３収差を更に適用し、
前記弱い多極子場が、前記荷電粒子顕微鏡システムの前記荷電粒子ビームに組み合わせＣ３収差を更に適用し、
前記荷電粒子ビームへの前記Ｃ３収差及び前記組み合わせＣ３収差の前記組み合わせ適用は、前記荷電粒子ビームの前記Ｃ３収差が、前記試料平面又はその近くでゼロ又はほぼゼロになることをもたらす、請求項２に記載の小型補正器モジュール。

【請求項4】

前記第２の電圧は、前記弱い多極子場によって引き起こされる前記Ａ２、Ｃ３、及びＤ４収差のうちの１つ以上が前記強い多極子場によって引き起こされる前記Ａ２、Ｃ３、及びＤ４収差との組み合わせであるように、前記荷電粒子ビームの前記クロスオーバと前記強い多極子の前記中心との間の距離に基づいて選択されるように決定される、請求項１に記載の小型補正器モジュール。

【請求項5】

前記弱い多極子が、前記強い多極子よりも少なくとも５０倍弱い、請求項１に記載の小型補正器モジュール。

【請求項6】

前記弱い多極子が、前記荷電粒子顕微鏡システムにおいて使用されるときに、対物レンズ内に位置付けられる、請求項１に記載の小型補正器モジュール。

【請求項7】

前記強い多極子と前記弱い多極子との間に位置付けられた丸レンズを更に備え、前記Ｄ４収差が前記組み合わせＤ４収差と組み合わさって前記荷電粒子ビームの前記Ｄ４収差が前記試料平面又はその近くでゼロ又はほぼゼロになることをもたらすように前記Ｄ４収差の大きさが調節されることを、前記丸レンズのレンズ効果が引き起こすように、前記丸レンズは、位置付けられているか、荷電されているか、又は別様に構成されている、請求項１に記載の小型補正器モジュール。

【請求項8】

前記強い多極子が、静電多極子である、請求項１に記載の小型補正器モジュール。

【請求項9】

前記強い多極子が、少なくとも５ｍｍの長さを有する、請求項８に記載の小型補正器モジュール。

【請求項10】

前記強い多極子が、強い六極子であり、前記弱い多極子が、弱い六極子である、請求項１に記載の小型補正器モジュール。

【請求項11】

前記強い多極子に適用される前記第１の電圧が、０．１～３０ｋＶの間にある、請求項１に記載の小型補正器モジュール。

【請求項12】

前記小型補正器モジュールは、前記荷電粒子顕微鏡の前記荷電粒子ビームの開口角が、２０ｍｒａｄよりも大きいことを許容するように構成されている、請求項１に記載の小型補正器モジュール。

【請求項13】

前記小型補正器が、唯１つの強い多極子を備える、請求項１に記載の小型補正器モジュール。

【請求項14】

荷電粒子システムであって、
試料を保持するように構成された試料ホルダと、
前記試料に向かって荷電粒子ビームを放出するように構成された荷電粒子源と、
前記荷電粒子ビームが前記試料に入射するように、前記荷電粒子ビームを方向付けるように構成された光学カラムであって、請求項１～１３のいずれか一項に記載の小型補正器モジュールを含む光学カラムと、
前記試料が前記荷電粒子ビームによって照射されることからもたらされる放出を検出するように構成された検出器システムと、を備える荷電粒子システム。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

粒子光学顕微鏡は、丸レンズを利用して電子／荷電粒子ビームを方向付けて、試験片を照射する。しかしながら、丸レンズは、より高い開口角を制限し、分解能及びプローブ電流を抑制する正の球面収差係数（Ｃｓ）を生成する。長年にわたって、透過型電子顕微鏡（transmission electron microscope、ＴＥＭ）及び走査型透過電子顕微鏡（scanning transmission electron microscope、ＳＴＥＭ）などの顕微鏡システムにおける球面収差に対処するために、多くのＣｓ補正器システムが開発されてきた。

【0002】

しかしながら、Ｃｓ補正器は、そのような補正器を製造することが困難であり、それらの製造コストが非常に高いため、走査型電子顕微鏡（scanning electron microscope、ＳＥＭ）カラムにうまく実装することが困難であった。これは、Ｓ（Ｔ）ＥＭシステムにおいて使用される現在のＣｓ補正器設計は、製造が困難であり、したがって高価であり得る多くの追加の部品を必要とするためである。これらの多くの追加の素子及び励起は、通常の部品製造技術に固有の機械的誤差によって引き起こされる寄生収差を無効にするために通常必要とされる。このため、そのような技術のコストは、ほとんどのＳＥＭユーザの予算を上回る。これらの要因により、ＳＥＭシステム用の多くの現行のＣｓ補正器のコストが、ＳＥＭカラム自体のコストを上回ることをもたらしているので、ＳＥＭ光学カラム内の球面収差を補正することができる、より単純でより小型のＣｓ補正器システム（例えば、製造がより容易なより少数の部品を有する）を見つけることが望ましい。更に、ＭＥＭＳ技術などの非常に正確な製造技術も使用する場合には、追加のコスト削減が認められる。

【発明の概要】

【0003】

本開示によれば、荷電粒子顕微鏡システム内の粒子光学レンズの球面収差を補正するための小型補正器と第１の電圧が適用されたときに、強い六極子場を生成するように構成された第１の多極子素子（例えば、六極子素子、八極子素子、一二極子素子など）と、補正器モジュールが荷電粒子顕微鏡システムにおいて使用されるときに、第１の多極子素子と試料との間に位置付けられる弱い六極子場を生成するように第２の多極子素子は構成される。本発明によれば、強い六極子は、第１の多極子素子場が荷電粒子ビームに少なくともＡ２収差及びＤ４収差を適用するように、荷電粒子システムの荷電粒子ビームのクロスオーバが第１の多極子素子（すなわち強い六極子）の中心を通過しないように、位置付けられる。第２の多極子素子は更に、第２の電圧が第２の多極子素子に適用されたときに、第２の多極子素子が生成する弱い六極子場は、荷電粒子顕微鏡システムの荷電粒子ビームに少なくとも組み合わせＡ２収差及び組み合わせＤ４収差を適用するように、位置付けられるか、又は別様に構成される。このようにして、弱い六極子場及び強い六極子場によって荷電粒子ビームに適用される収差の正味の組み合わせは、試料平面又はその近くに所望のＡ２、Ｃ３、及びＤ４収差を有するビームをもたらす。

【0004】

加えて、本開示による小型補正器を含む荷電粒子システムは、試料を保持するように構成された試料ホルダと、試料に向かって荷電粒子ビームを放出するように構成された荷電粒子源と、荷電粒子ビームが試料に入射するように荷電粒子ビームを方向付けるように構成された光学カラムと、試料が荷電粒子ビームによって照射されることからもたらされる放出物を検出するように構成された検出器システムと、を含む。光学カラムは、第１の電圧が適用されたときに、強い六極子場を生成するように構成された第１の多極子（すなわち、強い六極子）と、強い六極子と試料との間に位置付けられた第２の多極子（すなわち、弱い六極子）と、を備える小型補正器モジュールを含む。強い六極子は、荷電粒子ビームのクロスオーバが強い六極子の中心を通過せずに、強い六極子場に、荷電粒子に少なくともＡ２収差及びＤ４収差を適用させるように位置付けられており、第２の電圧が弱い六極子に適用されたときに、弱い六極子は、荷電粒子ビームに少なくとも組み合わせＡ２収差及び組み合わせＤ４収差を適用する弱い六極子場を生成する。

【0005】

更に、本発明による、分割多極子を備える荷電粒子カラム用の光学補正器モジュールは、１００ｍｍ、１０ｍｍ、１ｍｍ、１００μｍ、及び１０μｍのいずれか未満の距離だけ分離された２つの多極子（例えば、ウェハ多極子、磁気多極子、静電多極子など）からなる少なくとも１つの分割多極子を含む。個々の多極子の各々は、多極子を通るビーム経路を部分的に画定するように位置付けられた少なくとも２つの電極を備える。本発明によれば、電極の各々は、荷電粒子カラムにおいて使用されるときに、荷電粒子ビームの上流に面する第１の表面と、荷電粒子カラムにおいて使用されるときに、荷電粒子ビームの下流に面する第２の表面と、を備え、電極の各々の第１の表面と第２の表面との間の厚さは、３ｍｍ未満である。本開示の範囲内で、分割多極子は静電的であってもよく、六極子に対応していてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0006】

詳細な説明は、添付の図面を参照しながら説明される。図では、参照番号の最も左の数字は、参照番号が最初に現れる図を識別する。異なる図の同じ参照番号は、類似又は同一の項目を示している。

【図1】本発明による、試料平面又はその近くでＡ２、Ｃ３、及び／又はＤ４収差を補正するための例示的な小型補正器を示す。

【図2】本発明による、試料の成分の検査のための例示的な荷電粒子顕微鏡システムを示しており、その光学カラムは、試料平面又はその近くでＡ２、Ｃ３、及び／又はＤ４収差を補正するための小型補正器を含む。

【図3】本発明による、試料平面又はその近くでＡ２、Ｃ３、及び／又はＤ４収差を補正するための小型補正器の代替実施形態例を示す。

【図4】本開示による、単一分割多極子を備える例示的なクルー補正器を示す。

【図5】図１～図３に関連して説明されるような例示的な補正器を示しており、強い六極子は、２つの六極子からなる分割に対応している。

【図6】それぞれ、従来技術のクルー型補正器、及び六極子のうちの１つ以上が分割型六極子である、本開示によるクルー型補正器を示す。

【図7】それぞれ、従来技術のクルー型補正器、及び六極子のうちの１つ以上が分割型六極子である、本開示によるクルー型補正器を示す。

【図8】少なくとも１つの分割型六極子を備えるローズ型補正器を示す。

【図9】本開示による２つの分割型六極子を備えるローズ型補正器の光学的挙動を示す図である。

【0007】

同じ参照番号は、図面のいくつかの図全体にわたって、対応する部分を指す。概して、図では、所与の例において含まれる可能性が高い要素は、実線で図示されているのに対し、所与の例において任意選択的である要素は、破線で図示されている。しかしながら、実線で図示されている要素は、本開示の全ての例に必須であるわけではなく、実線で示される要素は、本開示の範囲から逸脱することなく、特定の例から省略され得る。

【発明を実施するための形態】

【0008】

ＳＥＭ、ＳＴＥＭ、ＴＥＭ、及びＦＩＢを含むがこれらに限定されない荷電粒子顕微鏡システムにおける粒子光学レンズの球面収差を補正するための小型補正器システムが、本明細書に開示される。具体的には、本明細書に開示されるシステムは、Ａ２、Ｃ３、及び／又はＤ４収差を補正するために、多極子（例えば、電磁多極子、静電多極子、分割多極子などであるが、これらに限定されない）を使用する。本開示による例示的な補正器システムは、その中心がビームのクロスオーバと位置ずれするように（例えば、強い六極子の中心がビームのクロスオーバの場所から０．１～２ｍｍに位置付けられるように、強い六極子がシステム内に位置付けられるか、ビームが操作されるか、又はそれらの組み合わせである）、弱い六極子（例えば、強い六極子よりも、１０倍、５０倍、１００倍小さいなど）が、強い六極子の下流に位置付けられるように、位置付けられている、強い六極子を含む。本発明によれば、強い六極子の位置ずれは、弱い六極子の方向にある。この変位のために、強い六極子に第１の電圧が適用されたときに、強い六極子は、第１の電圧がそれに適用されたときに強い六極子場を生成し、補正器モジュールが荷電粒子顕微鏡システムにおいて使用されるときに、強い六極子と試料との間に弱い六極子は位置付けられる。

【0009】

本発明によれば、強い六極子は、強い六極子場が荷電粒子ビームに少なくともＡ２収差及びＤ４収差を適用するように、荷電粒子システムの荷電粒子ビームのクロスオーバが強い六極子の中心点を通過しない（すなわち、強い六極子の中心から０．１、０．２、０．５、１ｍｍ、１．２ｍｍ、１．５ｍｍ、又は２ｍｍ以内の距離を通過しない）ように位置付けられる。次に、弱い六極子が、荷電粒子顕微鏡システムの荷電粒子ビームに少なくとも組み合わせＡ２収差及び組み合わせＤ４収差を適用する弱い六極子場を生成するように、第２の電圧を弱い六極子に適用し得る。いくつかの実施形態では、弱い六極子及び強い六極子は、２つの六極子場が更に組み合わせＣ３収差をビームに適用するように位置付けられ、荷電され、又は別様に構成され得る。このようにして、弱い六極子場及び強い六極子場によって荷電粒子ビームに適用される収差の正味の組み合わせは、荷電粒子ビームが試料平面又はその近くで所望のＡ２、Ｃ３、及び／又はＤ４収差を有するように、調節され得る。このようにすることにより、本開示による小型補正器は、荷電粒子顕微鏡の分解能を向上させることができる。例えば、本開示による小型補正器は、３０ｋＶビームＳＥＭ光学カラムの分解能を、少なくとも２．５倍向上させることができる。

【0010】

本開示は、分割多極子を含む、開示された様々なタイプの補正器システムを更に説明する。分割多極子は、ある距離（例えば、２０ｍｍ未満）だけ分離された２つの六極子からなり、多極子は各々、１０ｍｍ、５ｍｍ、３ｍｍ、又は１ｍｍ未満の厚さを有する２つ以上の電極からなる。例えば、多重体がウェハ多極子である場合、そのようなウェハ多極子は各々、１～１００μｍの厚さを有する２つ以上の電極からなる。いくつかの実施形態では、そのようなウェハ六極子は、ＣＨＡＲＧＥＤ ＰＡＲＴＩＣＬＥ ＯＰＴＩＣＳ ＣＯＭＰＯＮＥＮＴＳ ＡＮＤ ＴＨＥＩＲ ＦＡＢＲＩＣＡＴＩＯＮと題され、２０２２年７月２２日に出願された、米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号に開示されるシステム及び方法に対応し得、及び／又はそれを使用して構築され得、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。分割多極子は、電圧（例えば、１００Ｖ～３００ｋＶ）がウェハ多極子の各々に適用されるときに、強い多極子場を生成するように構成される。多極子の各々に同じ電圧を適用することによって、２つの多極子によって生成された組み合わせられた電磁場が組み合わさって、強い多極子の効果を提供する。分割多極子は多極子からなるので、分割多極子は、１０ｋｅＶよりも大きいエネルギーを有する荷電粒子ビームの収差を補正するために使用することができる。

【0011】

図１は、本発明による、試料平面又はその近くでＡ２、Ｃ３、及び／又はＤ４収差を補正するための例示的な小型補正器１００の図である。例示的な小型多極子補正器１００は、第１の電圧が適用されたときに、強い六極子場を生成するように構成される、有効長さＬを有する強い六極子１０２（例えば、第１の六極子、八極子、又は十二極子素子）と、第２の電圧が適用されたときに弱い六極子場を生成するように構成される、荷電粒子システムにおいて使用されるときに、強い六極子１０２の下流に位置付けられる弱い六極子１０４（例えば、第２の六極子、八極子、又は十二極子素子）と、を含む。強い六極子及び弱い六極子の強度及び／又は配向は、それらの生成された場のＡ２、Ｃ３、及び／又はＤ４への寄与の所望の値を可能にするように調節され得る。様々な実施形態では、強い六極子１０２は、０．０１～１０ｍｍの範囲内（例えば、少なくとも５ｍｍ）の長さを有する静電多極子であり得、第１の電圧は、０．１ｋＶ～３０ｋＶであり得る。更に、弱い六極子１０４は、強い六極子１０２よりも少なくとも３０倍、５０倍、又は１００倍弱い。図９に示されるように、いくつかの実施形態では、強い六極子１０２は、１００ｍｍ、１０ｍｍ、１ｍｍ、１００μｍ、及び１０μｍのいずれか未満の距離だけ分離された２つの六極子からなる分割六極子であり得る。そのような多極子は、１０ｍｍ、５ｍｍ、３ｍｍ、又は１ｍｍ未満の厚さを有する２つ以上の電極からなる。

【0012】

小型補正器１００を備える荷電粒子システムの動作中、荷電粒子ビーム１０６は、中心軸１０８に沿って、小型補正器の第１の端部１１０に方向付けられる。本発明によれば、弱い六極子１０４は、弱い六極子場が強い六極子場と組み合わさって、Ａ２、Ｃ３、及び／又はＤ４収差効果のうちの１つ以上を、荷電粒子ビームが補正器１００を通過するときに荷電粒子ビームに適用する、組み合わせ収差を作成するように位置決めされ、励起され、かつ／又は別様に構成される。本発明によれば、Ａ２、Ｃ３、及び／又はＤ４収差のうちの１つ以上に対する強い六極子場の寄与、並びに強い六極子場と弱い六極子場との組み合わせによって生成されるこの組み合わせ収差効果は、Ａ２、Ｃ３、及び／又はＤ４収差のうちの１つ以上に対する強い六極子場の寄与及び組み合わせ収差効果の正味の結果が、試料平面又はその近くの荷電粒子１０６におけるＡ２、Ｃ３、及び／又はＤ４収差のうちの１つ以上の値が所望の値を有するようなものであるようなものであり得る。いくつかの実施形態では、これは、荷電粒子ビーム１０６が補正器１００を出るときに、ゼロ又はほぼゼロのＡ２、Ｃ３、及び／又はＤ４収差を有する荷電粒子ビーム１０２をもたらし得る。代替的に又は追加的に、補正器は、荷電粒子ビーム１０６が補正器１００を出るときに、荷電粒子ビーム１０６に所望のＡ２、Ｃ３、及び／又はＤ４収差値を有させてもよく、これは、Ａ２、Ｃ３、及び／又はＤ４収差の所望の値が試料平面において荷電粒子ビーム１０６に存在するように、荷電粒子システム内の補正器１００の下流の他の光学素子の他の収差効果と組み合わさる。

【0013】

従来技術の補正器では、部品多極子は、収差を妨げるように、荷電粒子ビームのクロスオーバに位置付けられる。しかしながら、例示的な小型補正器１００では、変位εが、強い六極子の中心１１２と荷電粒子ビームのクロスオーバ１１４との間に存在するように、強い六極子１０２が位置付けられ、又は荷電粒子ビーム１０６が調節され、又はそれらの組み合わせとなる。このようにして、強い六極子１０２が荷電粒子ビームクロスオーバ１１４と位置合わせされないので、荷電粒子ビーム１０６ Ａ２、Ｃ３、及びＤ４収差への強い六極子場の寄与。具体的には、荷電粒子ビーム１０６に対するＡ２、Ｃ３、及びＤ４収差の各々に寄与する強い六極子場の寄与は、各々、変位εの関数である。例えば、六極子が磁気六極子であるモデル小型補正器１００では、ハミルトン方程式を使用して、位置１１４における補正器によるＡ２、Ｃ３、及びＤ４収差の各々に対する逆外挿された寄与は、以下のように示すことができる。

【0014】

【数1】

更に、第２の例では、六極子１０２が静電的であるモデル小型補正器１００において、位置１１４における補正器によるＡ２、Ｃ３、及びＤ４収差の各々に対する逆外挿された寄与は、以下のように示すことができる。

【0015】

【数2】

当業者であれば、このような例示的なシステムにおける強い六極子１０２の特性（すなわち、第１の電圧、Ｌ、ｋなど）及び変位εの値が、荷電粒子ビーム１０６が強い六極子１０２を通過するときに、１０６荷電粒子ビームにおけるＡ２、Ｃ３、及びＤ４収差に影響を及ぼし得るか、又は別様に誘導し得るかを、（１）～（６）から理解するであろう。当業者であれば、後続のレンズ１１８及び／又は弱い六極子１０４は、荷電粒子ビーム１０６のＡ２、Ｃ３、及び／又はＤ４収差からもたらされる値が試料平面において所望の値を有し得るように、どのように設計され、位置付けられ、又は別様に調整され得るかを理解するであろう。例えば、変位εは、Ａ２、Ｃ３、及び／又はＤ４収差の各々が、試料平面において所望の非ゼロ又はゼロ値を有し得るように、調節され得る。別の例では、後続のレンズ１１８及び弱い六極子１０４の寸法、位置、及び励起は、荷電粒子ビーム１０６内のＡ２、Ｃ３、及びＤ４収差へのそれらの寄与が、荷電粒子ビームへの強い六極子１０４の対応する寄与と組み合わされて、Ａ２及びＤ４がほぼゼロになるように選択され得る。そのような実施形態では、強い六極子１０２、弱い六極子１０４、及び／又はレンズ１１８の特性は、補正器１００を通過した後の荷電粒子ビーム１０６に存在するわずかな負の球面収差が、荷電粒子ビームの球面収差に対する対物レンズ１１６の寄与を補償するように調整され得る。上記の式において、ｋは、強い六極子の強度であり、Ｌは、六極子の有効長さである。

【0016】

図１は、荷電粒子システムの対物レンズ１１６に近接している弱い六極子を示している。いくつかの実施形態では、弱い六極子１０４は、荷電粒子システムの対物レンズ１１６の視野内、及び／又は荷電粒子システム自体の対物レンズ１１６内に位置付けられ得る。しかしながら、当業者であれば、本発明によれば、（１）試料に衝突するビーム１０６に影響を与えることが可能であり、（２）弱い六極子１０４及び／又は強い六極子１０２に適用される電圧が、それらの対応する六極子場の各々によるＡ２、Ｃ３、及び／又はＤ４寄与が組み合わさって、ビーム１０６への所望の正味のＡ２、Ｃ３、及び／又はＤ４寄与をもたらすように調節される限り、弱い六極子１０４は、強い六極子１０２と調査中の試料との間の任意の位置に配置されてもよいことを理解するであろう。

【0017】

更に、図１には描かれていないが、弱い六極子１０４は、顕微鏡ビーム走査システム（例えば、ＡＣ走査ユニット）の上流又は下流のいずれかに位置付けられ得る。例えば、一実施形態では、弱い六極子１０４は、顕微鏡走査ユニットの下流に位置付けられ得、弱い六極子１０４を通るビームの経路に基づいて、弱い六極子１０４が作成する六極子場を動的に調節するように構成され得る。加えて、本発明のいくつかの実施形態では、弱い六極子１０４は、それが使用される顕微鏡システムの１つ以上の部品に基づいて動的に調整されることが可能であり得る。例えば、弱い六極子１０４は、そのような顕微鏡システム内のレンズによって作成されるビーム回転を補償するように調整可能であり得る。

【0018】

図１は、強い六極子１０２と弱い六極子１０４との間で弱い六極子の下流に位置付けられた任意選択の転送レンズ１１８を含むものとして、小型補正器１００を更に示している。しかしながら、補正器システム１００の実施形態は、これらの転送レンズのうちの１つのみ、追加の転送レンズを含んでもよく、又はそのような転送レンズを含まなくてもよい。例えば、本発明の実施形態では、補正器１００は、強い六極子と弱い六極子との間に位置付けられた丸レンズ１１８を含み得、このレンズは、荷電粒子ビーム１０６内のＤ４収差の大きさが、荷電粒子ビームが試料平面においてＤ４収差の所望の値を有することを可能にするように影響を受けるように、荷電粒子ビームにレンズ効果を適用するように位置付けられ、荷電され、又は別様に構成される。図１では、多極子補正器１００は、複数の光学部品（すなわち、多極子及びレンズ）を含むボックスとして示されている。様々な実施形態では、これらの光学部品は、保護及び／若しくは支持構造によって包まれているか、又は部分的に包まれていてもよい。加えて、そのような構造を含む実施形態では、１つ以上の光学部品がそのような構造内になくてもよい。

【0019】

図２は、本発明による、試料２０２の成分の検査／画像化のための例示的な荷電粒子顕微鏡システム２００を示しており、その光学カラムは、試料平面又はその近くでＡ２、Ｃ３、及び／又はＤ４収差を補正するための小型補正器１００を含む。例示的な荷電粒子顕微鏡システム２００は、荷電粒子のビーム２０４（通常は電子ビーム又はイオンビーム）で試料２０２に照射及び／又は別様に衝突させるように構成された電子顕微鏡（electron microscope、ＥＭ）セットアップ又は電子リソグラフィセットアップを含むことができる。様々な実施形態では、荷電粒子顕微鏡システム２００は、これらに限定されないが、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、走査型透過電子顕微鏡（scanning transmission electron microscope、ＳＴＥＭ）、透過型電子顕微鏡（transmission electron microscope、ＴＥＭ）、荷電粒子顕微鏡（charged particle microscope、ＣＰＭ）、二重ビーム顕微鏡システムなどのような１つ以上の異なるタイプのＥＭ及び／又は荷電粒子顕微鏡であるか、又はこれらを含むことができる。加えて、いくつかの実施形態では、ＴＥＭは、ＳＴＥＭとしても動作することができる。図２は、ＳＥＭシステム２０６として、例示的な荷電粒子顕微鏡システム２００を示している。しかしながら、本発明による小型補正器１００は、広範囲の励起（例えば、５０ｋＶ及び３００ｋＶを含むが、これらに限定されない）を受け入れることができる静電六極子からなることができるので、小型補正器は、ＴＥＭ及びＳＴＥＭシステムにおけるＡ２、Ｃ３、及び／又はＤ４を補正することができる。

【0020】

例示的な荷電粒子顕微鏡システム２００は、荷電粒子ビーム２０４を放出軸２１０に沿って加速レンズ２１２に向けて放出する荷電粒子源２０８（例えば、熱電子源、ショットキー放出源、電場放出源、液体金属イオン源、プラズマイオン源など）を含む。放出軸２１０は、荷電粒子源２０８から例示的な荷電粒子顕微鏡システム２００の長さに沿って、かつ試料２０２を通って延びる中心軸である。

【0021】

加速レンズ２１２は、荷電粒子ビーム２０４を集束カラム２１４に向けて加速／減速、集束、及び／又は方向付けする。集束カラム２１４は、試料２０２に入射するように荷電粒子ビーム２０４を集束させる。加えて、集束カラム２１４は、荷電粒子ビーム２０４の収差（例えば、幾何学的収差、色収差）を補正及び／又は調整する。

【0022】

図２では、集束カラム２１４は、本発明に従って試料平面若しくはその近くでＡ２、Ｃ３、及び／又はＤ４収差を補正するための小型補正器１００を含むものとして示されている。すなわち、図２は、強い六極子１０２及び弱い六極子１０４を備える、ＳＥＭ多極子補正器システム１００を含む、荷電粒子顕微鏡システム２００を示しており、強い六極子１０２の中心は、荷電粒子ビームの軸方向クロスオーバ１１４から変位εだけ変位している。強い六極子１０２は、第１の電圧が適用されたときに、強い六極子場を生成するように構成され得、弱い六極子１０４は、第２の電圧が適用されたときに、弱い六極子場を生成するように構成され得る。いくつかの実施形態では、強い六極子１０２は、１００ｍｍ、１０ｍｍ、１ｍｍ、１００μｍ、及び１０μｍのいずれか未満の距離によって分離された２つのウェハ六極子からなる分割六極子であってもよい。当業者であれば、弱い六極子場が、荷電粒子ビーム２０４におけるＡ２、Ｃ３、及び／又はＤ４収差のうちの１つ以上への強い六極子場の寄与との組み合わせである、荷電粒子ビーム２０４におけるＡ２、Ｃ３、及び／又はＤ４収差のうちの１つ以上への寄与を行うように、弱い六極子１０４がどのように位置付けられ、励起され、かつ／又は別様に構成され得るかを理解するであろう。このようにして、弱い六極子１０４の位置付け及び励起を調節することによって、Ａ２、Ｃ３、及び／又はＤ４収差のうちの１つ以上に対する弱い六極子場の寄与は、それらが強い六極子場の寄与と組み合わさって、荷電粒子ビーム２０４に試料平面又はその近くで所望のＡ２、Ｃ３、及び／又はＤ４収差を有させるようなものであり得る。

【0023】

対物レンズ２１６は、荷電粒子ビーム２０４を試料２０２上の点に集束させる光学素子である。対物レンズ２１６は、単極ピースレンズ、磁気静電複合レンズ、静電検出器対物レンズ、又は別のタイプの対物レンズを含み得る。本発明による小型補正器１００の追加の利点は、荷電粒子ビームの開口角の増加を可能にすることである。例えば、例示的な小型補正器１００は、荷電粒子ビームの開口角が２０ｍｒａｄよりも大きいことを可能にすることができる。

【0024】

図２は、試料２０２を保持する試料ホルダ２１８を含むものとして、例示的な荷電粒子顕微鏡システム２００を更に示している。例示的な荷電粒子顕微鏡システム３００はまた、荷電粒子ビーム２０４が試料２０２に入射することからもたらされる試料２０２からの放出物を検出するように構成される、検出器システム２２０を含むものとして示されている。加えて、図２には示されていないが、例示的な荷電粒子顕微鏡システム２００は、荷電粒子ビーム２０４に試料２０２の表面を走査させるための非点収差補正及び／又は走査コイルを含み得る。例えば、走査コイルを動作させることによって、荷電粒子ビーム２０４の方向は、それが試料２０２の異なる場所に衝突するようにシフトされ得る。当業者であれば、ＴＥＭ又は（Ｓ）ＴＥＭシステムにおいて、検出器システム２２０はまた、試料の下の１つ以上の検出器位置を含んでもよく、かつ／又はそれからなってもよいことを理解するであろう。

【0025】

図２は、コンピューティングデバイス２３０を任意選択的に含むものとして、例示的な荷電粒子顕微鏡システム２００を更に示している。当業者であれば、図２に示されるコンピューティングデバイス２３０は単なる例示であり、本開示の範囲を限定することを意図するものではないことを理解するであろう。コンピューティングシステム及びデバイスは、コンピュータ、ネットワークデバイス、インターネット家電、ＰＤＡ、無線電話、コントローラ、オシロスコープ、増幅器などを含む、指定された機能を実行することができるハードウェア又はソフトウェアの任意の組み合わせを含み得る。コンピューティングデバイス２３０はまた、図示されていない他のデバイスに接続されてもよく、又は代わりに、スタンドアロンシステムとして動作してもよい。

【0026】

図３は、本発明による、試料平面又はその近くでＡ２、Ｃ３、及び／又はＤ４収差を補正するための例示的な小型補正器３００の代替実施形態の図である。例示的な小型多極子補正器３００は、第１の電圧が適用されたときに、強い六極子場を生成するように構成された有効長さＬを有する強い六極子１０２と、第２の電圧が適用されたときに、弱い六極子場を生成するように構成された荷電粒子システムにおいて使用されるときの強い六極子１０２の下流の弱い六極子１０４と、を含む。小型補正器３００を備える荷電粒子システムの動作中、荷電粒子ビーム３０２は、中心軸３０４に沿って、小型補正器３００の第１の端部３０６に方向付けられる。

【0027】

図３は、強い六極子１０２の各側に、弱い六極子１０４の下流に位置付けられた任意選択の転送レンズ１１８を含むものとして小型補正器３００を更に示している。いくつかの実施形態では、ＡＣ走査ユニットは、弱い六極子１０４の上流に位置付けられ得るが、図３は、ＡＣ走査ユニット３０８が、小型補正器３００と顕微鏡システムの対物レンズ３１０との間に位置付けられる実施形態を示している。

【0028】

図４は、本開示による、単一分割多極子を備える例示的なクルー型補正器４００を示している。具体的には、図４は、クルー型六極子Ｃｓ補正器を示している。上で考察されたように、いくつかの実施形態では、強い多極子は、厚さｄを有し、ある距離（例えば、２０ｍｍ未満）だけ分離された２つのウェハ六極子４０４からなる分割多極子４０２に対応し得る。本発明によれば、光学部品（レンズ、多極子など）は、分割多極子のための部品ウェハ多極子４０４の間に位置付けられない。分割多極子４０２が長さＬを有する場合、分離は、したがって、Ｌ－２ｄと書くことができる。ウェハ多極子は、１０ｍｍ、５ｍｍ、３ｍｍ、又は１ｍｍ未満の厚さを有する２つ以上の電極からなる。

【0029】

図４は、第１の転送レンズ４０６及び第２の転送レンズ４０８を更に備えるものとしてクルー補正器４００を示しており、第１の転送レンズ４０６は、補正器４００を通過する荷電粒子ビーム４１０に集束効果を適用し、分割多極子４０２の部品である２つのウェハ多極子４０４の間で荷電粒子ビームのクロスオーバを引き起こす。図４は、クロスオーバが各部品ウェハ多極子に対して等距離であるように示しているが、他の実施形態（図５に示される実施形態など）では、第１の転送レンズ４０６は、荷電粒子ビーム４１０のクロスオーバが各部品ウェハ多極子４０４に対して等距離にならないようにする集束効果を適用するように構成され得る。

【0030】

図５は、図１～図３に関連して説明した例示的な補正器５００を示しており、強い六極子５０２は、２つのウェハ六極子５０６からなる分割六極子５０４に対応している。図５は、３つの転送レンズ５０８と弱い六極子５１０とを含む補正器５００を示している。上で考察されたように、初期転送レンズ５１２は、補正器５００を通過する荷電粒子ビーム５１４に集束効果を適用し、分割多極子５０４の２つのウェハ多極子５０６間で等距離ではないクロスオーバを引き起こす。上で考察されたように、弱い六極子５１０が生成する弱い六極子場が、荷電粒子ビーム５１４におけるＡ２、Ｃ３、及び／又はＤ４収差のうちの１つ以上への強い六極子場の寄与との組み合わせである、荷電粒子ビーム５１４におけるＡ２、Ｃ３、及び／又はＤ４収差のうちの１つ以上への寄与を行うように、弱い六極子５１０がどのように位置付けられ、励起され、かつ／又は別様に構成され得るかを理解するであろう。このようにして、弱い六極子５１０の位置付け及び励起を調節することによって、Ａ２、Ｃ３、及び／又はＤ４収差のうちの１つ以上に対する弱い六極子場の寄与は、それらが強い六極子場の寄与と組み合わさって、荷電粒子ビーム５１４に試料平面又はその近くで所望のＡ２、Ｃ３、及び／又はＤ４収差を有させるようなものであり得る。

【0031】

図６及び図７は、六極子のうちの１つ以上が分割六極子である、本開示によるクルー型補正器６００及びクルー型補正器７００を示している。具体的には、図６は、２つの六極子６０２から等距離にある荷電粒子ビーム６０６の軸方向クロスオーバに位置付けられた単一の転送レンズ６０４を有する、２つの強い六極子６０２を備える補正器を示している。しかしながら、図７に示すように、本発明によれば、そのようなクルー型補正器は、１つ以上の分割六極子を用いて作製することもできる。例えば、図７は、両方の強い六極子７０２が分割六極子７０４である、本発明によるＣｒｅｗ型補正器７００を示している。しかしながら、当業者であれば、いくつかの実施形態では、強い六極子７０２のうちの１つのみが分割六極子７０４であり得ることを理解するであろう。図７はまた、２つの分割六極子７０４から等距離にある荷電粒子ビーム７０８の軸方向クロスオーバに位置付けられた単一の転送レンズ７０６を含むものとして、補正器７００を示している。

【0032】

図８は、少なくとも１つの分割型六極子を備えるローズ型（Rose type corrector
）補正器８００を示している。具体的には、図８は、２つの強い六極子８０２のうちの１つが、２つのウェハ多極子８０６からなる分割六極子８０４に対応するローズ型補正器を示している。しかしながら、当業者であれば、分割六極子８０４に対応する両方の強い六極子８０２を用いて補正器８００を構築することができる方法を理解するであろう。補正器８００は、分割六極子８０４の間に位置付けられた２つの転送レンズ８０８を有するものとして示されている。

【0033】

図９は、本開示による２つの分割六極子を備えるローズ型補正器０００の光学的挙動を示す図９００である。具体的には、図９００は、２つの分割六極子を備えるローズ型補正器８００に存在する収差を考慮するための光学挙動を示している。図９は、２つの六極子が本発明による静電分割六極子９０４である例示的なローズ型補正器８００を通過する軸方向光線９０２の挙動を示している。具体的には、図９は、分割六極子９０４を、長さＬを有し、厚さｄを有する２つのウェハ六極子からなるものとして示しており、ウェハ六極子の各々に同じ電荷が適用される。例えば、ウェハ六極子の厚さが２ｍｍである場合、分割六極子の長さは１２ｍｍであり得、各ウェハ六極子に適用される電圧は±１７０Ｖであり得る。様々な実施形態では、分割六極子９０４は、六極子場に加えて、小さい双極子及び／又は四極子場を生成するように構成され得る。本開示を限定するものではないが、当業者であれば、ローズ型補正器８００の補正器強度を、以下に相当するものとして理解するであろう。

【0034】

【数3】

図９は更に、ローズ型補正器８００の上流に位置付けられた集光レンズ９０６、及び荷電粒子ビームを試料９１０上に集束させるように構成された対物レンズ９０８を示している。軸方向光線９０２は、光軸９１２に平行であり、光軸９１２からｘ_ｅｘｉｔ距離に位置付けられているように、ローズ型補正器８００を出るものとして示されている。

【0035】

図４～図９は、いくつかの例示的な補正器システム内に含まれる分割多極子を示しているが、当業者であれば、本明細書で説明される分割多極子技術が、生成される六極子場の二次効果が重要である任意の一般的な多極子要素の代替として、他の補正器システムにどのように含まれ得るかを理解するであろう。

【0036】

本開示による本発明の主題の例は、以下に列挙される段落で説明される。

【0037】

Ａ１．荷電粒子顕微鏡システム用の小型補正器モジュールであって、補正器モジュールは、第１の電圧が適用されたときに、強い六極子場を生成するように構成された強い六極子であって、荷電粒子システムの荷電粒子ビームのクロスオーバが強い六極子の中心を通過せず、強い六極子場に、荷電粒子顕微鏡システムの荷電粒子ビームに少なくともＡ２収差及びＤ４収差を適用させるように位置付けられている、強い六極子と、荷電粒子顕微鏡システムにおいて使用されるときに、強い六極子と試料との間に位置付けられる弱い六極子であって、第２の電圧が弱い六極子に適用されたときに、弱い六極子が、荷電粒子顕微鏡システムの荷電粒子ビームに少なくとも組み合わせＡ２収差及び組み合わせＤ４収差を適用する、弱い六極子場を生成する、弱い六極子と、を備える、小型補正器モジュール。

【0038】

Ａ１．１．荷電粒子ビームへのＡ２収差及び組み合わせＡ２収差の組み合わされた適用は、荷電粒子ビームのＡ２収差が試料平面又はその近くでゼロ又はほぼゼロになることをもたらす、段落Ａ１に記載の小型補正器モジュール。

【0039】

Ａ１．２．荷電粒子ビームへのＤ４収差及び組み合わせＤ４収差の組み合わされた適用は、荷電粒子ビームのＤ４収差が試料平面又はその近くでゼロ又はほぼゼロになることをもたらす、段落Ａ１～Ａ１．１のいずれか１つに記載の小型補正器モジュール。

【0040】

Ａ１．３．強い六極子場が、荷電粒子顕微鏡システムの荷電粒子ビームにＣ３収差を更に適用し、弱い六極子場が、荷電粒子顕微鏡システムの荷電粒子ビームに組み合わせＣ３収差を更に適用する、段落Ａ１～Ａ１．２のいずれか１つに記載の小型補正器モジュール。

【0041】

Ａ１．３．１．荷電粒子ビームへのＣ３収差及び組み合わせＣ３収差の組み合わされた適用は、荷電粒子ビームのＣ３収差が試料平面又はその近くでゼロ又はほぼゼロになることをもたらす、段落Ａ１．３に記載の小型補正器モジュール。

【0042】

Ａ２．第２の電圧が、荷電粒子ビームのクロスオーバと強い六極子の中心との間の距離に基づいて決定され、選択される、段落Ａ１～Ａ１．３．１のいずれか１つに記載の小型補正器モジュール。

【0043】

Ａ２．１．第２の電圧は、弱い多極子場によって引き起こされるＡ２、Ｃ３、及びＤ４収差のうちの１つ以上が、強い多極子場によって引き起こされるＡ２、Ｃ３、及びＤ４収差との組み合わせであるように、荷電粒子ビームのクロスオーバと強い六極子の中心との間の距離に基づいて決定され、選択される、段落Ａ２に記載の小型補正器モジュール。

【0044】

Ａ３．弱い六極子は、強い六極子よりも少なくとも５０倍又は１００倍弱い、段落Ａ１～Ａ２．１のいずれか１つに記載の小型補正器。

【0045】

Ａ４．弱い六極子が、荷電粒子システムにおいて使用されるときに、対物レンズ内に位置付けられる、段落Ａ１～Ａ３のいずれか１つに記載の小型補正器。

【0046】

Ａ５．弱い六極子が、対物レンズの視野内に位置付けられる、段落Ａ１～Ａ４のいずれか１つに記載の小型補正器。

【0047】

Ａ６．荷電粒子顕微鏡が、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）、走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）、及び透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）のうちの１つである、段落Ａ１～Ａ５のいずれか１つに記載の小型補正器。

【0048】

Ａ７．強い六極子が、静電六極子又は電磁六極子である、段落Ａ１～Ａ６のいずれか１つに記載の小型補正器。

【0049】

Ａ７．１．強い六極子が、少なくとも５ｍｍの（有効）長さを有する、段落Ａ７に記載の小型補正器。

【0050】

Ａ８．補正器モジュールがプローブ補正器である、段落Ａ１～Ａ７．１のいずれか１つに記載の小型補正器。

【0051】

Ａ９．強い六極子と弱い六極子との間に位置付けられた転送レンズを更に含む、段落Ａ１～Ａ８のいずれか１つに記載の小型補正器。

【0052】

Ａ９．１．弱い六極子の下流に位置付けられた追加の転送レンズを更に含む、段落Ａ９に記載の小型補正器。

【0053】

Ａ１０．強い六極子に適用される第１の電圧が、５０～３００ｋＶである、段落Ａ１～Ａ９のいずれか１つに記載の小型補正器。

【0054】

Ａ１１．小型補正器モジュールは、荷電粒子顕微鏡の荷電粒子ビームの開口角が２０ｍｒａｄよりも大きいことを可能にするように構成されている、段落Ａ１～Ａ１０のいずれか１つに記載の小型補正器。

【0055】

Ａ１２．荷電粒子システムにおいて使用されるときに、強い六極子の上流に位置付けられた集光レンズを更に含む、段落Ａ１～Ａ１１のいずれか１つに記載の小型補正器。

【0056】

Ａ１３．小型補正器が、わずか１つの強い六極子を備える、段落Ａ１～Ａ１２のいずれか１つに記載の小型補正器。

【0057】

Ｂ１．荷電粒子システムであって、試料を保持するように構成された試料ホルダと、試料に向かって荷電粒子ビームを放出するように構成された、荷電粒子源と、荷電粒子ビームが試料に入射するように荷電粒子ビームを方向付けるように構成された光学カラムであって、光学カラムが、第１の電圧が適用されたときに強い六極子場を生成するように構成された強い六極子であって、強い六極子が、荷電粒子ビームのクロスオーバが強い六極子の中心を通過せずに、強い六極子場に荷電粒子ビームに少なくともＡ２収差及びＤ４収差を適用させるように位置付けられている、強い六極子、並びに強い六極子と試料との間に位置付けられた弱い六極子であって、弱い六極子に第２の電圧が適用されたときに、荷電粒子ビームに少なくとも組み合わせＡ２収差及び組み合わせＤ４収差を適用する弱い六極子場を生成する、弱い六極子、を備える、光学カラムと、試料が荷電粒子ビームによって照射されることからもたらされる放出物を検出するように構成された検出器システムと、を備える、小型補正器モジュール。

【0058】

Ｂ１．１．荷電粒子ビームへのＡ２収差及び組み合わせＡ２収差の組み合わされた適用は、荷電粒子ビームのＡ２収差が試料平面又はその近くでゼロ又はほぼゼロになることをもたらす、段落Ｂ１に記載の小型補正器モジュール。

【0059】

Ｂ１．２．荷電粒子ビームへのＤ４収差及び組み合わせＤ４収差の組み合わされた適用は、荷電粒子ビームのＤ４収差が試料平面又はその近くでゼロ又はほぼゼロになることをもたらす、段落Ｂ１～Ｂ１．１のいずれか１つに記載の小型補正器モジュール。

【0060】

Ｂ１．３．強い六極子場が、荷電粒子顕微鏡システムの荷電粒子ビームにＣ３収差を更に適用し、弱い六極子場が、荷電粒子顕微鏡システムの荷電粒子ビームに組み合わせＣ３収差を更に適用する、段落Ｂ１～Ｂ１．２のいずれか１つに記載の小型補正器モジュール。

【0061】

Ｂ１．３．１．荷電粒子ビームへのＣ３収差及び組み合わせＣ３収差の組み合わされた適用は、荷電粒子ビームのＣ３収差が試料平面又はその近くでゼロ又はほぼゼロになることをもたらす、段落Ｂ１．３に記載の小型補正器モジュール。

【0062】

Ｂ２．第２の電圧が、荷電粒子ビームのクロスオーバと強い六極子の中心との間の距離に基づいて決定され、選択される、段落Ｂ１～Ｂ１．３．１のいずれか１つに記載の小型補正器モジュール。

【0063】

Ｂ２．１．第２の電圧は、弱い多極子場によって引き起こされるＡ２、Ｃ３、及びＤ４収差のうちの１つ以上が、強い多極子場によって引き起こされるＡ２、Ｃ３、及びＤ４収差との組み合わせであるように、荷電粒子ビームのクロスオーバと強い六極子の中心との間の距離に基づいて決定され、選択される、段落Ｂ２に記載の小型補正器モジュール。

【0064】

Ｂ３．弱い六極子が、強い六極子よりも少なくとも５０倍又は１００倍弱い、段落Ｂ１～Ｂ２．１のいずれか１つに記載の小型補正器。

【0065】

Ｂ４．弱い六極子が、荷電粒子システムにおいて使用されるときに、対物レンズ内に位置付けられる、段落Ｂ１～Ｂ３のいずれか１つに記載の小型補正器。

【0066】

Ｂ５．弱い六極子が、対物レンズの視野内に位置付けられる、段落Ｂ１～Ｂ４のいずれか１つに記載の小型補正器。

【0067】

Ｂ６．荷電粒子顕微鏡が、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）、走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）、及び透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）のうちの１つである、段落Ｂ１～Ｂ５のいずれか１つに記載の小型補正器。

【0068】

Ｂ７．強い六極子が、静電六極子又は電磁六極子である、段落Ｂ１～Ｂ６のいずれか１つに記載の小型補正器。

【0069】

Ｂ７．１．強い六極子が、少なくとも５ｍｍの長さを有する、段落Ｂ７に記載の小型補正器。

【0070】

Ｂ８．補正器モジュールが、プローブ補正器である、段落Ｂ１～Ｂ７．１のいずれか１つに記載の小型補正器。

【0071】

Ｂ９．強い六極子と弱い六極子との間に位置付けられた転送レンズを更に含む、段落Ｂ１～Ｂ８のいずれか１つに記載の小型補正器。

【0072】

Ｂ９．１．弱い六極子の下流に位置付けられた追加の転送レンズを更に含む、段落Ｂ９に記載の小型補正器。

【0073】

Ｂ１０．強い六極子に適用される第１の電圧が、５０～３００ｋＶである、段落Ｂ１～Ｂ９のいずれか１つに記載の小型補正器。

【0074】

Ｂ１１．小型補正器モジュールは、荷電粒子顕微鏡の荷電粒子ビームの開口角が２０ｍｒａｄよりも大きいことを可能にするように構成されている、段落Ｂ１～Ｂ１０のいずれか１つに記載の小型補正器。

【0075】

Ｂ１２．荷電粒子システムにおいて使用されるときに、強い六極子の上流に位置付けられる集光レンズを更に含む、段落Ｂ１～Ｂ１１のいずれか１つに記載の小型補正器。

【0076】

Ｂ１３．小型補正器が、わずか１つの強い六極子を備える、段落Ｂ１～Ｂ１２のいずれか１つに記載の小型補正器。

【0077】

Ｃ１．荷電粒子カラム用の光学補正器モジュールであって、光学補正器モジュールが、１００ｍｍ未満の距離だけ分離された２つのウェハ多極子からなる分割多極子を備え、個々のウェハ多極子が、ウェハ多極子を通るビーム経路を部分的に画定するように位置付けられた少なくとも２つの電極を備え、電極の各々が、荷電粒子カラムにおいて使用されるときに、荷電粒子ビームの上流に面する第１の表面と、荷電粒子カラムにおいて使用されるときに、荷電粒子ビームの下流に面する第２の表面とを備え、電極の各々の第１の表面と第２の表面との間の厚さが、３ｍｍ未満である、光学補正器モジュール。

【0078】

Ｃ１．１．分割多極子は、第１の電圧がウェハ多極子の各々に適用されたときに、強い多極子場を生成するように構成されている、段落Ｃ１に記載の光学補正器モジュール。

【0079】

Ｃ１．１．１．分割多極子の２つのウェハ多極子は、１０ｍｍ、１ｍｍ、１００μｍ、及び１０μｍのうちのいずれか１つの距離だけ分離されている、段落Ｃ１．１に記載の光学補正器モジュール。

【0080】

Ｃ１．２．電極の各々の第１の表面と第２の表面との間の厚さは、１００μｍ未満である、段落Ｃ１～Ｃ１．１．１のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0081】

Ｃ１．２．１．電極の各々の第１の表面と第２の表面との間の厚さは、１～１００μｍである、段落Ｃ１．２に記載の光学補正器モジュール。

【0082】

Ｃ１．２．２．電極の各々の第１の表面と第２の表面との間の厚さは、１０ｍｍ、１ｍｍ、１００μｍ、及び１０μｍのいずれか未満である、段落Ｃ１．２又はＣ１．２．１に記載の光学補正器モジュール。

【0083】

Ｃ１．３．分割多極子内のウェハ多極子間の距離は、２０ｍｍ未満である、段落Ｃ１～Ｃ１．２．２のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0084】

Ｃ１．４．荷電粒子ビームがウェハ多極子を通過する際に荷電粒子ビームに面する電極の各々の第３の表面が、Ｒａ０．０５μｍの最大表面粗さを有する、段落Ｃ１～Ｃ１．３のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0085】

Ｃ１．５．個々のウェハ多極子が、１０ｋｅＶよりも大きい荷電粒子ビームエネルギーで使用されるように構成されている、段落Ｃ１～Ｃ１．４のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0086】

Ｃ１．６．ウェハ六極子に適用される電圧が、１００Ｖ～３００ｋＶである、段落Ｃ１～Ｃ１．４のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0087】

Ｃ１．７．ウェハ六極子の各々に適用される電圧が、同じである、段落Ｃ１～Ｃ１．６のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0088】

Ｃ１．８．荷電粒子ビーム経路に沿った２つのウェハ多極子の間に、光学部品が位置付けられていない、段落Ｃ１～Ｃ１．７のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0089】

Ｃ１．９．分割多極子は、第１の電圧がウェハ多極子の各々に適用されるときに、強い六極子場を生成するように構成された分割六極子である、段落Ｃ１～Ｃ１．８のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0090】

Ｃ１．９．１．ウェハ多極子の各々は、電圧がウェハ六極子の各々に適用されるときに、六極子場を生成するように構成されたウェハ六極子である、段落Ｃ１．９に記載の光学補正器モジュール。

【0091】

Ｃ１．１０．第１の転送レンズ及び第２の転送レンズを備え、第１の転送レンズが、分割多極子のすぐ上流にある光学素子であり、第２の転送レンズが、分割多極子のすぐ下流にある光学素子である、段落Ｃ１～Ｃ１．９．１のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0092】

Ｃ１．１０．１．第１の軸上光線が、分割多極子の部品である２つのウェハ多極子の間で荷電粒子ビームのクロスオーバを引き起こす集束効果を適用する、段落Ｃ１．１０に記載の光学補正器モジュール。

【0093】

Ｃ１．１０．１．１．荷電粒子ビームのクロスオーバが、各部品ウェハ多極子に対して等距離である、段落Ｃ１．１０．１に記載の光学補正器モジュール。

【0094】

Ｃ１．１０．１．２．荷電粒子ビームのクロスオーバが、各部品ウェハ多極子に対して等距離でない、段落Ｃ１．１０．１に記載の光学補正器モジュール。

【0095】

Ｃ２．分割多極子が、強い六極子である、段落Ｃ１～Ｃ１．１０のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0096】

Ｃ２．０．１．光学補正器モジュールが、クルー型六極子Ｃｓ補正器である、段落Ｃ２に記載の光学補正器モジュール。

【0097】

Ｃ２．０．２．補正器が、荷電粒子カラムにおいて使用されるときに、強い六極子と試料との間に位置付けられた弱い六極子を更に備える、段落Ｃ２～Ｃ２．０．１のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0098】

Ｃ２．１．分割六極子は、荷電粒子ビームのクロスオーバが分割六極子の中心を通過せずに、分割六極子場に、荷電粒子カラムにおいて使用されるときの荷電粒子ビームに少なくともＡ２収差及びＤ４収差を適用させるように位置付けられている、段落Ｃ２に記載の光学補正器モジュール。

【0099】

Ｃ２．１．１．弱い六極子に第２の電圧が適用されたときに、弱い六極子は、荷電粒子ビームに少なくとも組み合わせＡ２収差及び組み合わせＤ４収差を適用する弱い六極子場を生成する、段落Ｃ２．１に記載の光学補正器モジュール。

【0100】

Ｃ２．１．１．１．荷電粒子ビームへのＡ２収差及び組み合わせＡ２収差の組み合わされた適用は、荷電粒子ビームのＡ２収差が試料平面又はその近くでゼロ又はほぼゼロになることをもたらす、段落Ｃ２．１．１に記載の光学補正器モジュール。

【0101】

Ｃ２．１．１．２．Ｄ４収差及び組み合わせＤ４収差の荷電粒子ビームへの組み合わされた適用は、荷電粒子ビームのＤ４収差が試料平面又はその近くでゼロ又はほぼゼロになることをもたらす、段落Ｃ２．１．１～Ｃ２．１．１．１のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0102】

Ｃ２．１．３．強い六極子場が、荷電粒子顕微鏡システムの荷電粒子ビームにＣ３収差を更に適用し、弱い六極子場が、荷電粒子顕微鏡システムの荷電粒子ビームに組み合わせＣ３収差を更に適用する、段落Ｃ２～Ｃ２．１．１．２のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0103】

Ｃ２．１．３．１．Ｃ３収差及び組み合わせＣ３収差の荷電粒子ビームへの組み合わされた適用は、荷電粒子ビームのＣ３収差が試料平面又はその近くでゼロ又はほぼゼロになることをもたらす、段落Ｃ２．１．３に記載の光学補正器モジュール。

【0104】

Ｃ２．２．第２の電圧が、荷電粒子ビームのクロスオーバと分割六極子の中心との間の距離に基づいて決定され、選択される、段落ＣＡ２．１．１～Ｃ２．１．３．１のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0105】

Ｃ２．２．１．第２の電圧は、弱い多極子場によって引き起こされるＡ２、Ｃ３、及びＤ４収差のうちの１つ以上が、強い多極子場によって引き起こされるＡ２、Ｃ３、及びＤ４収差との組み合わせであるように、荷電粒子ビームのクロスオーバと強い六極子の中心との間の距離に基づいて決定され、選択される、段落Ｃ２．２に記載の光学補正器モジュール。

【0106】

Ｃ２．２．２．弱い六極子が、強い六極子よりも少なくとも５０倍又は１００倍弱い、段落Ｃ２．２～Ｃ２．２．１のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0107】

Ｃ２．３．弱い六極子が、荷電粒子システムにおいて使用されるときに、対物レンズ内に位置付けられる、段落Ｃ２～Ｃ２．２．２のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0108】

Ｃ２．４．弱い六極子は、対物レンズの視野内に位置付けられる、段落Ｃ２～Ｃ２．３のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0109】

Ｃ２．５．強い六極子が、静電六極子である、段落Ｃ２～Ｃ２．４のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0110】

Ｃ２．６．強い六極子が、少なくとも５ｍｍの（有効）長さを有する、段落Ｃ２．５に記載の光学補正器モジュール。

【0111】

Ｃ２．８．強い六極子と弱い六極子との間に位置付けられた転送レンズを更に含む、段落Ｃ２～Ｃ２．７のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0112】

Ｃ２．８．１．弱い六極子の下流に位置付けられた追加の転送レンズを更に含む、段落Ｃ２．８に記載の光学補正器モジュール。

【0113】

Ｃ２．９．強い六極子に適用される第１の電圧が、５０～３００ｋＶである、段落Ｃ２～Ｃ９のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0114】

Ｃ２．１０．光学補正器モジュールは、荷電粒子顕微鏡の荷電粒子ビームの開口角が２０ｍｒａｄよりも大きいことを可能にするように構成されている、段落Ｃ２～Ｃ２．９のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0115】

Ｃ２．１１．荷電粒子システムにおいて使用されるときに、強い六極子の上流に位置付けられる集光レンズを更に含む、段落Ｃ２～Ｃ２．１０のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0116】

Ｃ３．補正器が、追加の多極子を更に備える、段落Ｃ１～Ｃ２．１１のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0117】

Ｃ３．１．追加の多極子が、分割多極子である、段落Ｃ３に記載の光学補正器モジュール。

【0118】

Ｃ３．１．１．追加の多極子が、１０ｍｍ未満の距離だけ分離された２つの追加のウェハ多極子からなり、個々の追加のウェハ多極子が、
追加のウェハ多極子を通るビーム経路を部分的に画定するように位置付けられた少なくとも２つの追加の電極であって、追加の電極の各々が、
荷電粒子カラムにおいて使用されるときに、荷電粒子ビームの上流に面する第１の表面と、
荷電粒子カラムにおいて使用されるときに、荷電粒子ビームの下流に面する第２の表面と、を備える、段落Ｃ３．１に記載の光学補正器モジュール。

【0119】

Ｃ３．１．２．追加の電極の各々の第１の表面と第２の表面との間の厚さが、３ｍｍ未満である、段落Ｃ３．１～Ｃ３．１．１のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0120】

Ｃ３．１．３．追加の電極の各々の第１の表面と第２の表面との間の厚さが、１００μｍ未満である、段落Ｃ３．１～Ｃ３．１．１のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0121】

Ｃ３．２．追加の多極子が、荷電粒子システムにおいて使用されるときに、分割多極子の下流に位置付けられる、段落Ｃ３～Ｃ３．１．３のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0122】

Ｃ３．３．追加の多極子が、荷電粒子システムにおいて使用されるときに、分割多極子の上流に位置付けられる、段落Ｃ３～Ｃ３．１のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0123】

Ｃ３．４．追加の多極子が、荷電粒子システムにおいて使用されるときに、分割多極子の下流に位置付けられる、段落Ｃ３～Ｃ３．３のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0124】

Ｃ３．５．分割多極子と追加の多極子との間に位置付けられた多極子が存在しない、段落Ｃ３～Ｃ３．４のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0125】

Ｃ３．６．分割多極子と追加の多極子との間に位置付けられた転送レンズを備える、段落Ｃ３～Ｃ３．５のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0126】

Ｃ３．６．１．転送レンズが、荷電粒子ビームの軸方向クロスオーバに位置付けられている、段落Ｃ３．６に記載の光学補正器モジュール。

【0127】

Ｃ３．６．２．荷電粒子ビームの軸方向クロスオーバが、分割多極子及び追加の多極子の各々に対して等距離である、段落Ｃ３．６～Ｃ３．６．１のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0128】

Ｃ３．６．３．荷電粒子ビームは、光学補正器モジュールが荷電粒子システムにおいて使用されるときに、分割多極子を通過するときに平行ビームではない、段落Ｃ３．６～Ｃ３．６．２のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0129】

Ｃ３．７．分割多極子と追加の多極子との間に位置付けられた第１の転送レンズ及び第２の転送レンズを備える、段落Ｃ３～Ｃ３．５のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0130】

Ｃ３．７．１．第１の転送レンズが、荷電粒子ビームの軸方向クロスオーバの上流に位置付けられており、第２の転送レンズが、荷電粒子ビームの軸方向クロスオーバの下流に位置付けられている、段落Ｃ３．７に記載の光学補正器モジュール。

【0131】

Ｃ３．７．２．荷電粒子ビームの軸方向クロスオーバが、分割多極子及び追加の多極子の各々に対して等距離である、段落Ｃ３．７～Ｃ３．７．１のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0132】

Ｃ３．７．３．荷電粒子ビームの軸方向クロスオーバが、第１の転送レンズ及び第２の転送レンズの各々に対して等距離である、段落Ｃ３．７～Ｃ３．７．２のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0133】

Ｃ３．７．４．荷電粒子ビームは、光学補正器モジュールが荷電粒子システムにおいて使用されるときに、分割多極子を通過するときに平行ビームである、段落Ｃ３．７～Ｃ３．７．３のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0134】

Ｃ３．７．５．荷電粒子ビームは、光学補正器モジュールが荷電粒子システムにおいて使用されるときに、分割多極子を通過するときに実質的に平行ビームである、段落Ｃ３．７～Ｃ３．７．３のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0135】

Ｃ３．８．分割多極子及び追加の多極子が、両方とも静電多極子である、段落Ｃ３～Ｃ３．７．５のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0136】

Ｃ３．９．分割多極子及び追加の多極子が、両方とも六極子である、段落Ｃ３～Ｃ３．８のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0137】

Ｃ４．光学補正器モジュールが、プローブ補正器である、段落Ｃ２～Ｃ２．６のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0138】

Ｃ５．光学補正器モジュールの補正器強度が、以下の関係に対応する、段落Ｃ１～Ｃ４のいずれか１つに記載の光学補正器モジュール。

【0139】

【数4】

【0140】

Ｄ１．荷電粒子システムであって、試料を保持するように構成された試料ホルダと、試料に向かって荷電粒子ビームを放出するように構成された荷電粒子源と、荷電粒子ビームが試料に入射するように荷電粒子ビームを方向付けるように構成された光学カラムであって、段落Ｃ１～Ｃ５のいずれか１つに記載の光学補正器モジュールを含む、光学カラムと、試料が荷電粒子ビームによって照射されることからもたらされる放出物を検出するように構成された検出器システムと、を備える、荷電粒子システム。

【0141】

Ｅ１．段落Ａ１～Ａ１３及びＣ１～Ｃ５のいずれか１つに記載の補正器モジュールの使用。

【0142】

Ｆ１．段落Ｂ１～Ｂ１３及びＤ１のいずれか１つに記載の荷電粒子システムの使用。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【外国語明細書】