Электроннооптическое устройство со скорректированной сферической аберрацией

ОП ИСАНИЕ ИЗОЬРЕТЕ Н ИЯСоюз СоветскикСоциалистическихРеспублик и 6741 1.7(23) ПриоритетОпубликовано 1 5.07,79, Дата опубликования оп Гфсударствеяньа ясмятет сссР ае делам язабретеяня я аткрмтяя(72) Авторы изобретен И,Я. Явор тро на Ленина Физико-технический институт им. А(71) Заявитель 54) ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВ СО СКОРРЕКТИРОВАННОЙ СФЕРИЧЕСКОЙ АБЕРРАЦИЕЙ тся тем, корректо аеви-,Изобретение относится к електройнооптическим устройствам с коррекцией сферической аберрации при фокусировке пучковзаряженных частиц и может быть исползовано в различных электронно-оптическихприборах, например электроннолучевыхтрубках, спектрометрах, микроскопах,Известны " устройства со скорректи.рованной сферической аберрацией, состоя-.шие из осесимметричных линз и корректоров с отрицательным знаком сферической аберрации, содержаших квадрупольныеи октупольные элементы 1),Недостатком таких устройств является невысокое качество иэображения из-эачрезвычайно сложной юстировки большогоколичества электродов корректора и сложность схемы питания.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является электронно-оптическое устройство. 20со скорректированной сферической аберрацией, содержащее систему линз с полож,тельным знаком сферической аберрации и3 расположенный на обшей с ней оптической оси, совпадаюшей с осью пучка заряженных частиц, корректор с отрицательным знаком сферической аберрации, Корректор представляет собой пятиэлектродную квадрупольно-октупольную линзу, которая образована четырьмя внутренними электродами и пятым,- охватываюшим их, Схема питания корректора включает в себя источники квадрупольного и октупольного напряжений с делителями 1 21.Однако это устройство характеризуется недостаточно хорошим качеством соэ даваемого изображения иэ-за весьма трудоемкой юстировки корректора. Кроме того, корректор имеет сложную схему питания, содержащую несколько источников напряжения и регулируемые делители.Целью изобретения является улучшение качества изображения, облегчение юстировки, упрощение конструкции и схемы питания.Это достигае что в предлаг мом устройстве р выполнен в=бтверстием имеющим четйре ппоскостй кпоняет электроны пучка к оптическойсимметрии, раэмешенного перпендику- оси 2 темсильнее, чем дальше отнее пропярно оптической оси аким образом, что ходят их траектории, Затем на- этот пучокВбйтр его отверстия расположен на этойэлектронов воздействует эпектростатичесоси, а одна иэ плоскостей симметрии от кое поле корректора 2, октупопьная сос- верстия совпайает с направлением кофЪЙь тавпйкнйая которого дополнительно отклоции аберрации, и соединенного с полюсом няет электроны пучка в направлении осей,источника питания, йе связанным с обшей Х и У тем слабее, чем дальше от оси 3.точкой. 1 о проходят траектории этих электронов. ВОтверстие электрода может быть крес йзультате последовательного взаимодейтообраэной формы. ствия пучка электронов с полями системыПопевыполненного таким образом 1 линз и корректора 2 сферическая абер-"корректора представляет собой суперпо- рация предлагаемого устройства в указанзицйю "жЬ имметричного и октупольного ных направлениях уменьшается и можетполей. Сферическая аберрация корректора быть одновременно обрацена в ноль, есимеет отрицательный знак в двух взаимно пи ее величина после прохождения пучкомпфйейдикупярных" направлениях, совпадаЮ- электронов системы 1 была в этих на(- ших с соответствующими плоскостями сим- " равпенияходинаковв. В общем случае, приметрии. Величина этой аберрации изменя- необходимости одновременной коррекции20=ется"с изменением величины потенциала . сферической аберрации в двух взаимнойа электроде корректора, а переключение перпендикулярных направлениях требуется" - полярности его питания поворачйвает нап- использование еше одного электрода. Поп.равление коррекции на угол 45, ную коррекцию сферической аберрации мож 25На чертеже показана схема предлагае- но получить, используя корректор из трехмого устройства, электродов,Устройство состоит иэ расположенных Испольэойние предлагаемого устройна обшей оптической оси 2, электронно-оп- . стм по сравнению с иэвес 1 ным позволятической системы 1 с йоложйтельнйм зна-Ъ Улучшить 3 йчествосоздаваемогю им30ком сферической аберрации и корректора 2 . изобрвжения -зв счет значительного облетс отрицательным знаком сферической абер- чбния юстировки корректора и в большойрации, повернутого вокруг оси 3 твк,чтобы мере"уйростить схему питания и конструкплоскости симметрии, проходяшие через цию всего устройства в целом.краи, бпиэпежашие к центру его крестооб Экспериментально на элэктронно-оптиразного отверстия, совпадали с осями Х ческой скамье было проведено сравнение35и У, соединенного с положительным полю- работы предлагаемого устройства и" извэсом источника 3 питания (в случае поло- стного. В.качестве системы 1 линз вжительно заряженных частиц полярность обоих случай использовался дублет изйойцпочения источника противоположная), кввдрупольных линз, Оба устройства прн49Отметим, что последовательность располо- одинаковых условиях создавали иа экранежения системы 1 пинэ и корректора 2 не електроннооитической скамьи точечноепринципиальна. Кроме того, отметим, что изобрвженйэ,которое в известном устройформа -отверстия электрода корректорамо- ствепрейставлало собой эллипс с полуосяжет быть самой различной, ио при этом ми (ХЕ 180 мкм и ЬУ 100 мкм, а воно должно обязательно иметь четыре45предаагвемом устройстве - эллипс с ЮФплоскости симметрии. Например, отверстия В 160 мхм и 95 мкм. Таким образом,могут иметь подушкообразную форму ипиза"Счет фГ 6 йьшения дополнительных вбердаже форму квадрата. Действие корректо- раций, связанных с неточностью юсюкровра с отверстием квадратной формы будеткй "Корректопа, в предлагаемом устройствеЯсоответствовать действйо корректора, при- качество изобраЖения выше примерно наведенного на чертеже, если повернуть его 1 5%;чем.в прототипе. При этом эффективвокруг оси так, чтобы стороны его отвер-ать юстировки корректорадостигае 1стая были параллельны осям Х и У, . 80%. Пействитепьно, если принять заУстройство работает спедуюшим обра% обьем"трудоемкости юстировки корэом,ректора известного устройсвв (10 необПучок заряженных частиц из источни-, ходимых юстировок) и считать ее распрека (для определенности, электронов) фо- деленной равномерно на все юстируемыекусируется си т я системой 1 линз с положитепь- эпементы, имеем 10% на каждую юстиров