特許 7282847 荷電粒子フィルタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-19

(45)【発行日】2023-05-29

(54)【発明の名称】荷電粒子フィルタ

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/147 20060101AFI20230522BHJP

   H01J 37/244 20060101ALI20230522BHJP

【ＦＩ】

H01J37/147

H01J37/244

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2021163967

(22)【出願日】2021-10-05

(62)【分割の表示】P 2018520489の分割

【原出願日】2016-09-02

(65)【公開番号】P2022002218

(43)【公開日】2022-01-06

【審査請求日】2021-10-05

(31)【優先権主張番号】14/925,204

(32)【優先日】2015-10-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】509027021

【氏名又は名称】サーモ エレクトロン サイエンティフィック インストルメンツ リミテッド ライアビリティ カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100098475

【弁理士】

【氏名又は名称】倉澤 伊知郎

(74)【代理人】

【識別番号】100130937

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 泰史

(72)【発明者】

【氏名】ローネマス アラン

【審査官】鳥居 祐樹

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５６－１０３３７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｊ ３７／１４７

Ｈ０１Ｊ ３７／２４４

Ｈ０１Ｊ ３７／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁気デフレクタを備える荷電粒子フィルタであって、
前記磁気デフレクタが、前記磁気デフレクタの試料端から検出器端まで前記磁気デフレクタを通過する軸に沿う孔を有し、使用時に荷電粒子が前記孔を通過し、
前記磁気デフレクタが、間隙によって前記軸と直交する高さ方向に隔てられた２つの磁石から形成され、各磁石が、前記高さ方向及び前記軸と直交する幅方向に延びる直線中央区分、及び前記直線中央区分から前記幅方向に延びると共に対向する磁石に向けて前記高さ方向に延びて対向する磁石を向く内側の実質的な曲面を有する２つの端部を有し、前記内側の実質的な曲面の各々の形状が、前記高さ方向及び前記幅方向で規定される平面において三角関数で規定される、荷電粒子フィルタ。

【請求項2】

前記内側の実質的な曲面は、前記２つの磁石間の前記間隙の１／１０～１０倍の範囲内の曲率半径を有する、請求項１に記載の荷電粒子フィルタ。

【請求項3】

前記内側の実質的な曲面は、前記２つの磁石間の前記間隙の１／２～２倍の範囲内の曲率半径を有する、請求項１に記載の荷電粒子フィルタ。

【請求項4】

前記２つの磁石間の前記間隙が、１ｍｍ～２０ｍｍの範囲内である、請求項１に記載の荷電粒子フィルタ。

【請求項5】

前記２つの磁石間の前記間隙が、４ｍｍ～１０ｍｍの範囲内である、請求項１に記載の荷電粒子フィルタ。

【請求項6】

前記磁石が永久磁石である、請求項１に記載の荷電粒子フィルタ。

【請求項7】

前記永久磁石が、焼結ネオジム鉄ボロン（Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ）材料を含む、請求項６に記載の荷電粒子フィルタ。

【請求項8】

磁気デフレクタを含む荷電粒子フィルタであって、前記磁気デフレクタが、前記磁気デフレクタの試料端から検出器端まで前記磁気デフレクタを通過する軸に沿う孔を有し、使用時に荷電粒子が前記孔を通過し、前記磁気デフレクタが、間隙によって前記軸と直交する高さ方向に隔てられた２つの磁石から形成され、各磁石が、前記高さ方向及び前記軸と直交する幅方向に延びる直線中央区分、及び前記直線中央区分から前記幅方向に延びると共に対向する磁石に向けて前記高さ方向に延びて対向する磁石を向く内側の実質的な曲面を有する２つの端部を有し、前記内側の実質的な曲面の各々の形状が、前記高さ方向及び前記幅方向で規定される平面において三角関数で規定される、荷電粒子フィルタと、
前記磁気デフレクタの前記検出器端に面して前記軸上に位置付けられた粒子検出器と、を備える、粒子分析器。

【請求項9】

前記内側の実質的な曲面は、前記２つの磁石間の前記間隙の１／１０～１０倍の範囲内の曲率半径を有する、請求項８に記載の粒子分析器。

【請求項10】

前記内側の実質的な曲面は、前記２つの磁石間の前記間隙の１／２～２倍の範囲内の曲率半径を有する、請求項８に記載の粒子分析器。

【請求項11】

前記２つの磁石間の前記間隙が、１ｍｍ～２０ｍｍの範囲内である、請求項８に記載の粒子分析器。

【請求項12】

前記２つの磁石間の前記間隙が、４ｍｍ～１０ｍｍの範囲内である、請求項８に記載の粒子分析器。

【請求項13】

前記磁石が永久磁石である、請求項８に記載の粒子分析器。

【請求項14】

前記永久磁石が、焼結ネオジム鉄ボロン（Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ）材料を含む、請求項１３に記載の粒子分析器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１５年１０月２８日出願の米国特許出願番号第１４／９２５，２０４号、表題「ＣＨＡＲＧＥＤ ＰＡＲＴＩＣＬＥ ＦＩＬＴＥＲ」に対する優先権を主張するものである。

【0002】

本発明は、概して、荷電粒子フィルタに関し、具体的には、ミクロ分析システムにおける粒子検出器に関連して用いるための荷電粒子フィルタに関する。

【背景技術】

【0003】

全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１１年１１月１日にＢｅｗｉｃｋに発行された米国特許第８，０４９，１８２号（以下「Ｂｅｗｉｃｋ」）に記載されるように（しかしながら、組み込まれた参照における何らかが本出願における何らかの記述と矛盾する場合、本出願を優先する）、図１を参照すると、電子顕微鏡（ＥＭ）１００におけるＸ線分析の場合、Ｘ線スペクトルは、収束電子ビーム１０２によって衝突されたときに試料１０１によって放出された個々のＸ線光子のエネルギーを検知し測定することによって測定される。各々のＸ線光子は、エネルギー粒子であり、エネルギーは、通常は、Ｘ線検出器１０５を用いて電荷に変換される。試料に向かって散乱して戻る電子、いわゆる「後方散乱電子（ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｅｄ ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ）」（ＢＳＥ）１０３もまた、Ｘ線検出器１０５に向かって移動し得る。Ｘ線光子と同じエネルギーを有する電子は、Ｘ線検出器１０５と同量のエネルギーを付与するため、同様の信号電荷をもたらす。通常、検出器に向かって移動する電子の数は、Ｘ線光子の数よりも著しく多いため、電子に起因する信号は、測定されたＸ線スペクトルの大部分を表し、Ｘ線光子による寄与を圧倒する可能性がある。スペクトルにおけるＢＳＥの寄与は、通常は、一次ビームエネルギーまでのすべてのエネルギー全体に及ぶ大きな背景である。Ｘ線分析は、原則的には、荷電粒子（例えば、電子またはイオン）の入射ビームを用いて、任意の装置で行われ得、本明細書における説明は、電子に言及しているが、任意の荷電粒子装置において同じ原理が適用される。

【0004】

Ｘ線検出器は、普通は、高い透過性をもってグリッド上に支持された、通常はポリマーの薄箔によって、ＥＭの真空から隔離される。ＢＳＥは、箔またはグリッドに当たると、箔またはグリッド内の材料のＸ線信号特性を生成し、これらのＸ線信号は、記録されたＸ線スペクトルに対するスプリアス寄与として現れる。入射ビームの結果として、Ｘ線光子が全方向に放出され、Ｘ線検出器は、Ｘ線検出器内部のセンサの有効領域によって規定された円錐の範囲内にある光子のみを検出する。この円錐によって規定される立体角が高くなるほど、信号がさらに収集され、このことは、非常に望ましい。立体角は、Ｘ線検出器の有効領域を増大させることによって増大させることができるため、大きなセンサ及び大きな口径が有用である。

【0005】

また、立体角は、センサを試料に近接して位置させることによって増大させることもできる。しかしながら、センサが試料１０１に近接して位置されると、センサを包含するＸ線検出器１０５の管構造体が、電子顕微鏡１００の最後の磁極片１０４と衝突する可能性がある。この衝突は、例示を目的として、図１に点Ａで示される。

【0006】

したがって、検出器管（図１にＢで示される）の外径を最小限にして、電子顕微鏡の円錐磁極片と衝突することなく、検出器面と試料との間の距離を最小限にすることが望ましい。

【発明の概要】

【0007】

一実施形態では、荷電粒子フィルタは、磁気デフレクタの試料端から検出器端までの磁気デフレクタを通過する孔の軸に沿った孔を有する磁気デフレクタを備え、使用時にその孔を通って荷電粒子が通過し、磁気デフレクタは、孔の周囲に位置付けられた２つの磁石から形成され、２つの磁石間に間隙を有し、２つの磁石は各々、直線中央区分及び２つの端部を有し、各端部が曲面を形成し、曲面は、２つの磁石間の間隙の１／１０～１０倍の範囲内の高さと、間隙の１／１０～１０倍の範囲内の幅とによって規定されたアスペクト比を有する。２つの磁石間の前記間隙は、１ｍｍ～２０ｍｍの範囲内、例えば４ｍｍ～１０ｍｍの範囲内の間隙であり得る。２つの磁石の少なくとも一方の端部の曲面は、円錐区分であり得る。いくつかの実施形態では、２つの磁石の各々の少なくとも一方の端部の曲面は、円錐区分であり得る。ある実施形態では、円錐区分は、２つの磁石間の間隙の１／１０～１０倍の範囲内の曲率半径、例えば、２つの磁石間の間隙の１／２～２倍の範囲内の曲率半径を有し得る。いくつかの他の実施形態では、２つの磁石の少なくとも一方の端部の曲面は、三角関数であり得る。ある実施形態では、２つの磁石の各々の両方の端部の曲面は、三角関数であり得る。

【0008】

別の実施形態では、荷電粒子フィルタは、磁気デフレクタの試料端から検出器端までの磁気デフレクタを通過する孔の軸に沿った孔を有する磁気デフレクタを備え、使用時にその孔を通って荷電粒子が通過し、磁気デフレクタは、孔の周囲に位置付けられた２つの磁石から形成され、２つの磁石間に間隙を有し、２つの磁石は各々、直線中央区分及び２つの端部を有し、少なくとも一方の端部が孔の周囲に斜面を形成する。いくつかの実施形態では、両方の端部は、孔の周囲に斜面を形成する。斜面は、０．１～１０．０の範囲内の傾斜、例えば、０．５～２．０の範囲内の傾斜を有し得る。

【0009】

さらに別の実施形態では、荷電粒子フィルタは、荷電粒子フィルタ磁気デフレクタの試料端から検出器端までの磁気デフレクタを通過する孔の軸に沿った孔を有する磁気デフレクタを備え、使用時にその孔を通って荷電粒子が通過し、磁気デフレクタは、孔の周囲に位置付けられた２つの磁石から形成され、２つの磁石間に間隙を有し、２つの磁石は各々、直線中央区分及び２つの端部を有し、各端部が孔の周囲に少なくとも２つの曲面を形成する。少なくとも２つの曲面は、円錐区分、三角関数、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。

【0010】

なお別の実施形態では、粒子分析器は、上述のような荷電粒子フィルタと、磁気デフレクタの検出器端に面して軸上に位置付けられた粒子検出器とを含む。

【0011】

本発明は、多くの利点を有し、例えば、検出器が、電子顕微鏡の円錐磁極片と衝突することなく、試料に近接して位置されることを可能にする。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】走査型電子顕微鏡における、試料の付近の構成要素の従来技術の配置の概略図である。

【図2A】例示的な荷電粒子フィルタの側面図の概略図である。

【図2B】例示的な荷電粒子フィルタの正面斜視図の概略図である。

【図3A】例示的な荷電粒子フィルタの、円筒曲面を含む磁石の一端部の側面斜視図の概略図である。

【図3B】例示的な荷電粒子フィルタの、楕円曲面を含む磁石の一端部の側面斜視図の概略図である。

【図3C】例示的な荷電粒子フィルタの、放物曲面を含む磁石の一端部の側面斜視図の概略図である。

【図3D】例示的な荷電粒子フィルタの、双曲曲面を含む磁石の一端部の側面斜視図の概略図である。

【図3E】例示的な荷電粒子フィルタの、対照的な円筒曲面を含む磁石の側面斜視図の概略図である。

【図3F】例示的な荷電粒子フィルタの、余弦関数によって記述される曲面を含む磁石の一端部の側面斜視図の概略図である。

【図3G】例示的な荷電粒子フィルタの、正接関数によって記述される曲面を含む磁石の一端部の側面斜視図の概略図である。

【図3H】例示的な荷電粒子フィルタの、正割関数によって記述される曲面を含む磁石の一端部の側面斜視図の概略図である。

【図3I】例示的な荷電粒子フィルタの、三次関数によって記述される曲面を含む磁石の一端部の側面斜視図の概略図である。

【図3J】例示的な荷電粒子フィルタの、孔に対して凸状である曲面を含む磁石の一端部の側面斜視図の概略図である。

【図4】例示的な荷電粒子フィルタの、非対称な曲面を含む磁石の側面斜視図の概略図である。

【図5】例示的な荷電粒子フィルタの、斜面を含む磁石の一端部の側面斜視図の概略図である。

【図6】例示的な荷電粒子フィルタの、２つの曲面を含む磁石の一端部の側面斜視図の概略図である。

【図7】例示的な粒子分析器の側面図の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

同様の符号は、図のいくつかの図全体を通して対応する部分を指す。

【0014】

本明細書中の本発明の説明において、別段、黙示的または明示的に理解または記載されない限り、単数で現れる単語は、その複数の相手方を包含し、複数で現れる単語は、その単数の相手方を包含することが理解される。さらに、別段、黙示的または明示的に理解または記載されない限り、本明細書に記載した任意の所与の成分または実施形態について、その成分に対して列挙された可能性のある候補または代替物のいずれかが、概して、個々にまたは互いに組み合わせて使用され得ることが理解される。さらに、本明細書で示した図は、必ずしも縮尺通りに描画されておらず、要素のいくつかは、単に本発明を明確にするために描画されている場合があることが理解されるべきである。また、対応するか、または類似する要素を示すために、種々の図の中で符号が繰り返されている場合がある。さらに、別段、黙示的または明示的に理解または記載されない限り、かかる候補または代替物のいかなる列挙も、単なる図示であり、限定ではないことが理解されるだろう。加えて、別段の表示がない限り、明細書及び特許請求の範囲中に使用された材料、構成要素、反応状態等の分量を明示する数は、「約」という用語により修飾されるものとして理解されるべきである。

【0015】

したがって、反対の表示がなされない限り、明細書及び添付の特許請求の範囲中に記載された数的パラメータは、本明細書中に提示された主題事項により得られることが求められる所望の特性に応じて変化し得る近似値である。最低でも、特許請求の範囲に対する等価物の原則の適用を限定することを企図しないように、各数的パラメータは、少なくとも、報告された有意な数字の数に照らして、かつ通常の丸め技術を適用することにより、解釈されるべきである。本明細書中に提示された主題事項の広範な範囲を記載している数値範囲及びパラメータは近似値であるにも関わらず、具体的な例に記載された数値は、できる限り精確に報告されている。しかしながら、任意の数値は、本質的に、それぞれの試験的測定において見られた標準偏差から必然的に生じる一定の誤差を含有している。

【0016】

図２Ａに示される一実施形態では、荷電粒子フィルタ２００は、磁気デフレクタ２１０の試料端２３０から検出器端２４０までの磁気デフレクタ２１０を通過する孔２２０の軸に沿った孔２２０を有する磁気デフレクタ２１０を含み、電子顕微鏡１００での使用時にその孔２２０を通って荷電粒子が通過する。矩形の磁石を用いたＸ線検出器１０５との比較が、図２Ａにさらに示される。試料１０１の平面に対する孔２２０の軸が、孔１０６の軸と同じ角度（３０°）である状態で、磁気デフレクタ２１０の検出器端２４０から試料１０１までの距離Ｃは、最後の磁極片１０４と衝突することなく、検出器１０４の面と試料１０１との間の距離Ｅにおいて、検出器１０５から試料１０１の平面までの対応する距離Ｄを下回り、これは、上述の理由から非常に有利である。

【0017】

図２Ｂを参照すると、荷電粒子フィルタ２００の磁気デフレクタ２１０は、孔２２０の周囲に位置付けられた２つの磁石２５０及び２６０から形成される。原則的に、磁石は、電磁石であり得るが、本用途については、永久磁石がより実用的であると考えられる。２つの磁石２５０及び２６０には、多種多様な磁性材料、例えばＤｅｘｔｅｒ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｅｌｋ Ｇｒｏｖｅ Ｖｉｌｌａｇｅ，ＩＬ）より入手可能な、最大エネルギー積５０ＭＧＯｅを有する焼結ネオジム鉄ボロン（Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ）等が好適である。

【0018】

図２Ｂを再度参照すると、それぞれ、２つの磁石２５０及び２６０の直線区分２８０及び２８１は、孔２２０に対して対照的に位置し、各々が２つの端部２８５、２９５及び２８６、２９６を有し、各端部は、孔２２０の周囲に曲面を形成し、２つの磁石２５０と２６０との間に間隙２７０を有する。直線中央区分２８０及び２８１は、通常は、試料１０１の平面に対して平行に向けられる（図２Ａ参照）。２つの磁石２５０と２６０との間の間隙２７０は、１ｍｍ～２０ｍｍの範囲内であり得、例えば４ｍｍ～１０ｍｍの範囲内の間隙であり得る。いくつかの実施形態では、間隙２７０は、１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、２．５ｍｍ、３．０ｍｍ、３．５ｍｍ、４．０ｍｍ、４．５ｍｍ、５．０ｍｍ、５．５ｍｍ、６．０ｍｍ、６．５ｍｍ、７．０ｍｍ、７．５ｍｍ、８．０ｍｍ、８．５ｍｍ、９．０ｍｍ、９．５ｍｍ、１０．０ｍｍ、１０．５ｍｍ、１１．０ｍｍ、１１．５ｍｍ、１２．０ｍｍ、１２．５ｍｍ、１３．０ｍｍ、１３．５ｍｍ、１４．０ｍｍ、１４．５ｍｍ、１５．０ｍｍ、１５．５ｍｍ、１６．０ｍｍ、１６．５ｍｍ、１７．０ｍｍ、１７．５ｍｍ、１８．０ｍｍ、１８．５ｍｍ、１９．０ｍｍ、または１９．５ｍｍの間隙であり得る。特定の実施形態では、間隙２７０は、６．６ｍｍである。

【0019】

複数の形状及び形状の組み合わせが、それぞれ、２つの磁石２５０及び２６０の端部２８５、２９５、及び２８６、２９６の曲面に好適である。以下に説明された曲面の説明及び関連する図面において、明確にするために磁石の一端部が示されている場合、磁石の他端部は、本明細書で説明された曲面のいずれか１つから形成されることができ、４つの端部２８５、２９５及び２８６、２９６は、特に断らない限り、互いに異なる曲面から形成されることができる。図３Ａに示されるように、曲面３１０は、２つの磁石２５０と２６０との間の間隙２７０（図２Ｂに示される）の１／１０～１０倍の範囲内の高さ３１５と、間隙２７０の１／１０～１０倍の範囲内の幅３２５とによって規定されたアスペクト比を有する。いくつかの実施形態では、それぞれ、２つの磁石２５０及び２６０の各々の一端部２８５、２９５または２８６、２９６の曲面は、円錐区分、例えば図３Ａに示されるような円筒曲面３１０、図３Ｂに示されるような楕円曲面３２０、図３Ｃに示されるような放物曲面３３０、または図３Ｄに示されるような双曲曲面３４０である。曲面は、図３Ａ～３Ｄに示されるように、直線中央区分２８０に対して接する（正接）得るか、または直線中央区分からオフセットされることができる（図示せず）。いくつかの実施形態では、それぞれ、２つの磁石２５０及び２６０の各々の両方の端部２８５、２９５、及び２８６、２９６の曲面は、上述のような円錐区分であり得る。

【0020】

ある実施形態では、円筒曲面３１０は、２つの磁石２５０及び２６０の間の間隙２７０の１／１０～１０倍の範囲内の曲率半径、例えば、２つの磁石２５０及び２６０間の間隙２７０の１／２～２倍の範囲内の曲率半径を有する。上述の特定の実施形態では、両端部２８５及び２９５の円筒曲面３１０は、図３Ｅに示されるように、曲率半径１２ｍｍ（及び、上述のように、対応する間隙６．６ｍｍ）を有する。

【0021】

ある実施形態では、それぞれ、２つの磁石２５０及び２６０の一端部２８５、２９５または２８６、２９６の曲面は、三角関数によって記述され、例えば曲面３５０は、図３Ｆに示されるように余弦関数によって記述され、曲面３６０は、図３Ｇに示されるように正接関数によって記述され、曲面３７０は、図３Ｈに示されるように正割（セカント）関数によって記述され、それらのそれぞれの逆関数（正弦、余接、余割）によって記述される。いくつかの実施形態では、それぞれ、２つの磁石２５０及び２６０の両端部２８５、２９５、及び２８６、２９６の曲面は、上述のような三角関数によって記述される。いくつかの他の実施形態では、図３Ｉに示されるように、それぞれ、２つの磁石２５０及び２６０の一端部または両端部２８５、２９５、及び２８６、２９６の曲面３８０は、三次関数によって記述される。ある実施形態では、一端部または両端部の曲面は、２つ以上の関数、例えば、フーリエ級数正弦及び余弦関数、またはべき級数関数（ａｘ＋ｂｘ²＋ｃｘ³＋…）の和によって記述される。図３Ｊに示される別の実施形態では、曲面３９０は、孔２２０に対して凸状である。

【0022】

いくつかの実施形態では、図４に示されるように、それぞれ、２つの磁石２５０及び２６０の各々の一方の端部２８５、２８６の曲面４１０は、それぞれ、２つの磁石２５０及び２６０の各々の他方の端部２９５、２９６の曲面４２０とは異なる関数によって記述される。２つの曲面４１０及び４２０は、上述の曲面の任意の組み合わせによって記述されることができる。

【0023】

磁気デフレクタを形成する２つの磁石の端部の表面は、複数の表面から形成されることができる。別の実施形態では、荷電粒子フィルタは、上述のような磁気デフレクタを含むが、２つの磁石２５０及び２６０が各々、図５に示されるように、孔の周囲に斜面５１０を形成する一端部２８５、２９６または２８６、２９６を有することを除く。いくつかの実施形態では、両端部２８５、２９５、及び２８６、２９６が、孔の周囲に斜面５１０を形成する。斜面５１０は、０．１～１０．０の範囲内の傾斜、例えば０．５～２．０の範囲内の傾斜を有し得る。いくつかの実施形態では、斜面５１０は、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、１．０、１．５、２．０、２．５、３．０、３．５、４．０、４．５、５．０、５．５、６．０、６．５、７．０、７．５、８．０、８．５、９．０、９．５、または１０．０の傾斜を有し得る。

【0024】

さらに別の実施形態では、荷電粒子フィルタは、上述のような磁気デフレクタを含むが、２つの磁石２５０及び２６０が各々、図６に示されるような、孔の周囲に２つの曲面６１０及び６２０を形成する一端部２８５、２９５、または２８６、２９６を有することを除く。２つの曲面６１０及び６２０は、円錐区分、三角関数、または上述の曲面の任意の組み合わせを含み得る。また、３つ以上の曲面区間を含み、上述のような斜面区間を含む曲面が好適である。

【0025】

図７に示されるなお別の実施形態では、粒子分析器７００は、上述のような荷電粒子フィルタ２００と、磁気デフレクタ２１０の検出器端２４０に面して軸上に位置付けられた粒子検出器７１０とを含む。粒子分析器７００は、ハウジング７２０、磁束帰還部７３０、及びコリメータ７４０をさらに含む。多種多様なＸ線検出器、例えば、ＰＮＤｅｔｅｃｔｏｒ（ドイツ、ミュンヘン）から入手可能な粒子検出器７１０が好適である。
他の実施形態

【0026】

いくつかの実施形態が説明されてきた。それにもかかわらず、本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、さまざまな修正がなされてもよいことが理解されよう。したがって、他の実施形態は、以下の請求項の範囲内である。以下に本発明の実施態様を記載する。
（実施態様１）磁気デフレクタを備える荷電粒子フィルタであって、
前記磁気デフレクタが、前記磁気デフレクタの試料端から検出器端まで前記磁気デフレクタを通過する軸に沿う孔を有し、使用時に荷電粒子が前記孔を通過し、
前記磁気デフレクタが、前記孔の周囲に位置付けられた２つの磁石から形成され、前記２つの磁石間に間隙を有し、
前記２つの磁石が各々、直線中央区分及び２つの端部を有し、
前記２つの磁石の前記直線中央区分は、前記軸と直交する高さ方向で互いに対向すると共に、前記高さ方向及び前記軸と直交する幅方向に延びており、
各磁石の前記２つの端部は、前記直線中央区分から前記幅方向に延びると共に、対向する磁石に向けて前記高さ方向に延びており、
各端部が、前記２つの磁石の前記直線中央区分間の前記間隙の１／１０～１０倍の範囲内の前記直線中央区分から前記高さ方向への高さと、前記間隙の１／１０～１０倍の範囲内の前記直線中央区分から前記幅方向への幅と、によって規定されたアスペクト比を有する表面を有する、荷電粒子フィルタ。
（実施態様２）前記表面が斜面を有する、実施態様１に記載の荷電粒子フィルタ。
（実施態様３）前記斜面が、０．１～１０．０の範囲内の傾斜を有する、実施態様２に記載の荷電粒子フィルタ。
（実施態様４）前記斜面が、０．５～２．０の範囲内の傾斜を有する、実施態様３に記載の荷電粒子フィルタ。
（実施態様５）両方の端部が、前記孔の周囲に斜面を形成する、実施態様２に記載の荷電粒子フィルタ。
（実施態様６）前記斜面が、０．１～１０．０の範囲内の傾斜を有する、実施態様５に記載の荷電粒子フィルタ。
（実施態様７）前記斜面が、０．５～２．０の範囲内の傾斜を有する、実施態様６に記載の荷電粒子フィルタ。
（実施態様８）前記表面が曲面を有する、実施態様１に記載の荷電粒子フィルタ。
（実施態様９）前記２つの磁石の各々の少なくとも一方の端部の曲面が、円錐区分である、実施態様８に記載の荷電粒子フィルタ。
（実施態様１０）前記円錐区分が、前記２つの磁石間の前記間隙の１／１０～１０倍の範囲内の曲率半径を有する、実施態様９に記載の荷電粒子フィルタ。
（実施態様１１）前記円錐区分が、前記２つの磁石間の前記間隙の１／２～２倍の範囲内の曲率半径を有する、実施態様１０に記載の荷電粒子フィルタ。
（実施態様１２）前記２つの磁石の各々の両方の端部の曲面が、円錐区分である、実施態様９に記載の荷電粒子フィルタ。
（実施態様１３）前記円錐区分が、前記２つの磁石間の前記間隙の１／１０～１０倍の範囲内の曲率半径を有する、実施態様１２に記載の荷電粒子フィルタ。
（実施態様１４）前記円錐区分が、前記２つの磁石間の前記間隙の１／２～２倍の範囲内の曲率半径を有する、実施態様１３に記載の荷電粒子フィルタ。
（実施態様１５）前記２つの磁石の各々の少なくとも一方の端部の曲面が、前記高さ方向及び前記幅方向で規定される平面において三角関数で規定される、実施態様８に記載の荷電粒子フィルタ。
（実施態様１６）前記２つの磁石の各々の両方の端部の曲面が、前記高さ方向及び前記幅方向で規定される平面において三角関数で規定される、実施態様１５に記載の荷電粒子フィルタ。
（実施態様１７）前記２つの磁石間の前記間隙が、１ｍｍ～２０ｍｍの範囲内である、実施態様８に記載の荷電粒子フィルタ。
（実施態様１８）前記２つの磁石間の前記間隙が、４ｍｍ～１０ｍｍの範囲内である、実施態様１７に記載の荷電粒子フィルタ。
（実施態様１９）磁気デフレクタを含む荷電粒子フィルタであって、前記磁気デフレクタが、前記磁気デフレクタの試料端から検出器端まで前記磁気デフレクタを通過する軸に沿う孔を有し、使用時に荷電粒子が前記孔を通過し、前記磁気デフレクタが、前記孔の周囲に位置付けられた２つの磁石から形成され、前記２つの磁石間に間隙を有し、前記２つの磁石が各々、直線中央区分及び２つの端部を有し、前記２つの磁石の前記直線中央区分は、前記軸と直交する高さ方向で互いに対向すると共に、前記高さ方向及び前記軸と直交する幅方向に延びており、各磁石の前記２つの端部は、前記直線中央区分から前記幅方向に延びると共に、対向する磁石に向けて前記高さ方向に延びており、各端部が、前記２つの磁石の前記直線中央区分間の前記間隙の１／１０～１０倍の範囲内の前記直線中央区分から前記高さ方向への高さと、前記間隙の１／１０～１０倍の範囲内の前記直線中央区分から前記幅方向への幅と、によって規定されたアスペクト比を有する表面を有する、荷電粒子フィルタと、
前記磁気デフレクタの前記検出器端に面して前記軸上に位置付けられた粒子検出器と、を備える、粒子分析器。
（実施態様２０）前記表面が曲面を有する、実施態様１９に記載の粒子分析器。
（実施態様２１）前記２つの磁石の少なくとも一方の端部の曲面が、円錐区分である、実施態様２０に記載の粒子分析器。
（実施態様２２）前記円錐区分が、前記２つの磁石間の前記間隙の１／１０～１０倍の範囲内の曲率半径を有する、実施態様２１に記載の粒子分析器。
（実施態様２３）前記円錐区分が、前記２つの磁石間の前記間隙の１／２～２倍の範囲内の曲率半径を有する、実施態様２２に記載の粒子分析器。
（実施態様２４）前記２つの磁石の少なくとも一方の両方の端部の曲面が、円錐区分である、実施態様２１に記載の粒子分析器。
（実施態様２５）前記円錐区分が、前記２つの磁石間の前記間隙の１／１０～１０倍の範囲内の曲率半径を有する、実施態様２４に記載の粒子分析器。
（実施態様２６）前記円錐区分が、前記２つの磁石間の前記間隙の１／２～２倍の範囲内の曲率半径を有する、実施態様２５に記載の粒子分析器。
（実施態様２７）前記２つの磁石の少なくとも一方の端部の曲面が、前記高さ方向及び前記幅方向で規定される平面において三角関数で規定される、実施態様２０に記載の粒子分析器。
（実施態様２８）前記２つの磁石の各々の両方の端部の曲面が、前記高さ方向及び前記幅方向で規定される平面において三角関数で規定される、実施態様２７に記載の粒子分析器。
（実施態様２９）前記２つの磁石間の前記間隙が、１ｍｍ～２０ｍｍの範囲内である、実施態様２０に記載の粒子分析器。
（実施態様３０）前記２つの磁石間の前記間隙が、４ｍｍ～１０ｍｍの範囲内である、実施態様２９に記載の粒子分析器。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図3E】

【図3F】

【図3G】

【図3H】

【図3I】

【図3J】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】