Электроннооптическое устройство со скорректированной сферической аберрацией

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОЬРЕТЕ Н ИЯСВИДВТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<»6741 1.7

d («„Q%,",1.М ь " с4

К АВТОРСКОМУ ное к авт. свид-ву

В (51) М. Кл

H 01 3 29/56 (22) Заявлено 12. 04.76.(21) 2345114/18-25 с присоединением заявки №

Гасудэрстввяньа явмнтет сссР ае делам язабретеявя я аткрмтяй (23) ПриоритетОпубликовано15.07.79.Бюллетень № 26 (53) УДК 621.385.. 8 32, 032. 26 (088. 8) Дата опубликования описания 20.07.79 (72) Авторы изобретения

И. А. Петров и С. Я. Явор (71) Заявитель

Ордена Ленина Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе

{54) ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

СО СКОРРЕКТИРОВАННОЙ СФЕРИЧЕСКОЙ

AEEPPAllHEA

Изобретение относится к электройнооптическим устройствам с коррекцией сферической аберрации при фокусировке пучков заряженных частиц и может быть исполи зовано в различных электронно-оптических приборах, например электроннолучевых трубках, спектрометрах, микроскопах.

Известны " устройства со скорректи.рованной сферической аберрацией, состоя-. шие из осесимметричных линз и корректоров с отрицательным знаком сферической аберрации, содержаших квадрупольные и октупольные элементы (1).

Недостатком таких устройств является невысокое качество иэображения из-эа черезвычайно сложной юстировки большого количества электродов корректора и сложность схемы питания.

Наиболее близким техническим реше» нием к предлагаемому изобретению является электронно-оптическое устройство. со скорректированной сферической аберрацией, содержашее систему линз с поломам,тельным знаком сферической аберрации и

2 расположенный на обшей с ней оптичес= кой оси, совпадаюшей с осью пучка заряженных частиц, корректор с отрицательным знаком сферической аберрации. Корректор представляет собой пятиэлектродную квадрупольнь-октупольную линзу, которая образована четырьмя внутренними электродами и пятым, — охватываюшим их. Схема питания корректора включает в себя источники квадрупольного и октупольного напряжений с делителями f2).

Однако это устройство характеризуется недостаточно хорошим качеством соэ даваемого изображения иэ-за весьма трудоемкой юстировки корректора. Кроме того, корректор имеет сложную схему питания, содержашую несколько источников напряжения и регулируемые делители.

Целью изобретения является улучшение качества изображения, облегчение юстировки, упрошение конструкции и схемы питания.

Это достигается тем, что в предлагае- мом устройстве корректор выполнен в ви-, I

674117

3 ф де, по крайней мере, одного электрода с ной сферической аберрацией, которая от

=бтверстием, имеюшим четыре плоскости кпоняет электроны пучка к оптической симметрии, размешенного . перпендику- оси Z темсипьнее, чем дапьше отнее пропярно оптической оси аким образом, что ходят их траектории, Затем на- этот пучок

5@нтр его отверстия распопожен на этой > электронов воздействует эпектростетичесоси а одна иэ плоскостей симметрии от» кое поле корректора 2, октупопьная сос

Р верстия с

* тия совпайеет с направпением кор«ЪЙь- тавпяюшая которого допопнитепьно откпоции аберрации, и соединенного с попюсом няет эпектроны пучка в направпении осей

,источника питания, йе свяэенным с обшей Х и У тем спабее, чем дапьше от оси L

10 проходят траектории этих эпектронов. В -з пьтате поспедоветепьного взаимодейОтверстие эпектрода может быть крес « йзУ"ьтате поспед тообразной формы. ствия пучка электронов с полями системы

Поле вы опненного таким образом лина и ко екто а 2 сферическая ебер коррвктора представляет собой суперпо- рация предпагаемого устройства в указанэицйю жкимметричного и октупопьного

Hblx направпениях уменьшается и может полей. Сферическая аберрация корректора быть одновременно обрацена в ноль, есимеет отрицательный знак в двух взаимно nII ee Вепичина после прохождения пучком

"" перпейдйкупирных" направлениях, совпадаю- апектронов системы 1 быпа в этих напших с соот етст с соответствуюшими плоскостями сим- " равпенияходинакова. В обшем спучае, при

30 метрии. Величина этой аберрации изменя- необходимости одновременной коррекции еИ. я с изменением вепичины потенциапа . сферической аберрации в двух взаимно

-йа электроде корректора, а переключение перпендикупярных направлениях требуется

- — попяриости его питания поворачйвает нап- использование еше одного электроде. Поправпение коррекции на угоп вп ние коррекции на угол 45 .

25 ную коррекцию сферической аберрации можНе чертеже показана схема предпагае- но попучить, Испопьэуя корректор иэ тpeх мого устройства. эпектродов.

Устройство состоит иэ распопоженных Испопьэо йние предпагаемого устройна обшей оптической оси Е эпектронно-оп- ства по сравнению- с известным позвопя.ч с ой системы 1 с noëoæèòåëüíéì зна-- " er ó Ó÷øèòú йчествосоздаваемогю и ком сферической аберрации и корректора 2 . ИзобрВжения эе счет значитепьного обив ° с отрицате ьным знаком сферической абер- чения Iocтировки корректopa и в бопьшой рации, повернутого вокруг оси 3 так, чтобы мере" уйростить схему питания и конструк« плоскости симметрии, проходяшие через цию Всего устройства в цепом. края близпежашне к центру его крестооб» ЭкспеРиментапьно на эаактронно-опти1

M разного отверстия, совпадали с осями Х ческой скамье быпо проведено сравнение и У, соединенного с попожитепьным попю- работы предпагеэмого устройства и" извэсом истбчнике 3 питания (в спучее Попо- стного.. В.кеЧестае системы 1 пинз в житепьно заряженных частиц попярность обоих сйучей Ыспопьзовепся дубпет из o бйбчения источнике протиВопопожная). Кведрунойьных пннз. Оба устройства при

Отметим, что поспедоватепьность распопо- одинаковых ycnoMIinr. соадавапн и e pa e жения системы 1 пинэ и корректоре 2 не епектроннооитической скамьи точечное прииципиепьна. Кроме того, отметим, что изобреженйэ, "которое s известном устройформа -отверстия электроде корректоре.мо- стве йрейставпяпо собой эппипс попуосябы мой различной ио при атом ми CL@ 180 мкм и Ьй 100 мкм, а в оно допжно обяэатепьно иметь четыре ппоскости симметрии. Например, отверстия ®160 мкм И В95 MKM raKI M об« могут иметь подушкообразную форму IIm за "Счет фГбйьшения допопнитепьных абердаже форму квадрата. действие корректо- раций, связанных с неточностью юс кров» ра с отверстием квадратной формы будет кй"корректофа, в нредпагаемом устройстве соответствовать действ йо корректора, при- качес|во изображения Выше примерно на веденного на чертеже, еспи повернуть его 15%-; чем в прототипе. «IpM этом эффективвокруг оси так, чтобы стороны его отвер- н .ть юстировки корректора достигае1 стия были параппепьны осям и параппепьны осям Х и У. 80%. Лействитепьно, если принять за

Устройство работает спедуюшим обре- 100% обю ем трудоемкости юстировки корэом. «фк ора известного устройсва (10 необПучок заряженных частиц из источни-, -ходимых юстнровок) и считать ее распрека (дпя определенности, эпектронов) фо- депеннойравномерно на все юстируемые кусируется системо пинэ с и 1 пинэ с попожитепь- эпементы, имеем 10% на каждую юстиров5

674117 ку. Тогда объем трудоемкости корректора у предлагаемого устройства (две необходи- н мые юстировки - совмешенне с опт«час кой осью и выбранным направлением кор- д рекции аберрации) составит 20%. Сле о довательно, выигрыш SO%. с

Упрошается конструкция устройства н за сче1 упрошения конструкции корректо ц ра, плоский электрод которого может быть . oc изготовлен штамповкой. Схема питания (o в

t. простейшая - один исгочнйк найряженйя.

"и,Формула изобретений.

1 Электронно-оптическое устройство со скорректированной сфер«че к и абе рацией, состояшее из системы ища с цо" ложительным знаком сферическо3 абер рации и расположенного иа обЩэй с ней оптической оси, совпада3аией с осью пуч щ

«а заряженных частиц, «оррекМра c отри» цательным знаком сферической аберрации соединенного с.источником цигания, о т- . л и ч а ю ш е е. е я тем, что, с "цель)о б лучшения качества изображения, облегчеия юстировкн, упрошения конструкиин н схемы питания. корректор выполнен в вне, по крайней мере, одного электрода с гверстием, имеюшим четыре плоскостя имме грин, размешенного перпендикуляро оптической оси таким образом, что ентр его отверстия расположен на етой и, а одна из плоскостей симметрии от ерстия совпадает с направлением коррекции аберрации, и соединенного с полюсом сточннка питания, не связанным с обшей .,точкой. . 2. Устройство по п. 1, о т л и ч в ю ш е е с я тем, что отверстие электрода выполнено крестообразной формы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.ай".а 6.Э. ЬН Soui e ЛррЕ куя

5, 294, 1954.

2. Шпак Е. В.> Явор С. Я. Электронно-оптические кввдрупольно-октупольные корректорй., Изв. AH СССР, сер. фнз.

34,7 с. 1440, 1970.

Со ави ль п. Кутенин

М Петко Ко кто

3a«as 4098/81 Т«Раж 922 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобре ений и открытий

113035, Москва, ЖЭ8, Раушская нвб., д., 4/5

Филиал ППП Патвит, r. Ужгород, ул. Проектная, 4