具体实施方式

本文包含了用于校正六阶像差和/或更高像差的多极校正器。更具体地说，本文公开的多极校正器被配置成校正带电粒子显微镜系统中的六阶三叶D₆像差。根据本发明的一些实施例的多极校正器包含：至少一对初级多极，所述至少一对初级多极未被成像到彼此上，从而产生了四阶组合像差；以及次级多极，当在带电粒子显微镜系统内使用所述校正器时，所述次级多极定位在所述一对初级多极与作为球面像差来源的透镜（例如，所述带电粒子显微镜系统中的物镜）之间。

在一些实施例中，当在带电粒子显微镜系统内使用所述校正器时，所述透镜可以是球面像差的主要来源（即，系统中最大球面像差的来源，系统中大量球面像差的来源）。次级多极被配置成校正四阶像差和六阶像差。根据本公开的像差校正对应于正像差被负像差所抵消，从而使得它们的和被归零、基本上归零和/或减小到最优值（例如，减少到一个值，使其总和与一个或多个其它像差组合以针对高阶像差进行平衡/校正）。此外，术语“多极”、“四极”、“六极”，“四极-八极”等在本文中用于描述多极场、四极场、六极场、四极-八极场等，而不是被配置成产生所述场的物理装置。

也就是说，所公开的发明的实施例通过新颖的像差的产生来校正像差，当组合时，其针对六阶像差进行校正。另外，如下文所公开的，在所公开的发明的一些实施例中，所产生的像差的组合可以组合以校正八阶像差。具体地说，一对未被成像到彼此上的初级多极产生大的四阶像差，当与由新颖的次级多极产生的像差组合时，其会导致四阶像差和六阶像差两者的抵消。

另外，根据本发明的一些其它实施例的多极校正器包含：至少一对初级多极，其根据常规实践被成像或基本上被成像到彼此上；以及多个多极，当在带电粒子显微镜系统内使用所述校正器时，所述多个多极定位在所述一对初级多极与粒子光学透镜之间。所述多个多极被定位成和/或以其它方式被配置成产生像差，所述像差组合以校正六阶像差或更高像差。也就是说，可以将定位在一对初级多极与粒子光学透镜之间的各个多极定位并设置为特定的激励能级，以使它们产生像差，所述像差与由校正器系统产生的其它像差组合以抵消高达六阶或八阶的像差。

以下探讨证明了根据本公开的实例校正器系统的性能。具体地说，以下探讨证明了根据本公开的探针六极校正器的性能，所述探针六极校正器具有（i）平行（或几乎平行）的入射和出射光束、（ii）初级六极之间的相同几何形状、（iii）仅两个初级六极以及（iv）在粒子光学透镜的上游具有校正器（如在SEM或STEM中）。然而，如下所述，根据本公开的校正器不限于此类实施例，而是可以根据本公开构造具有其它特性（例如，以四极-八极代替六极、具有附加的初级六极、用于除STEM以外的显微镜系统、被设计成定位在来自系统带电粒子源的样本的下游、非平行的出射光束、不对称六极校正器、不对称光程等）的校正器，所述校正器根据类似现象进行操作。例如，在根据本公开的实例校正器系统被设计成定位在来自系统带电粒子源的样本的下游（例如，用于TEM系统的校正器）的情况下，校正器中六极的布置是相反的（即，一个或多个次级六极比初级六极更靠近带电粒子源，而第二六极仍定位在第一六极与所述一个或多个次级六极之间）。

例如，详细探讨了具有两个初级六极的校正器的情况。当忽略边缘场时，六极的标量磁势由下式给出：

； （1）

这里，表示径向上的位置。将本发明实施例的组分六极的复六极激励参数k定义为

， （2）

其中，并且是相对论势，e是单电子电荷，并且m是粒子的质量。对于两个六极的校正器系统，在拉莫尔参考系中计算了光学性质，并考虑了磁性透镜的旋转，在这种情况下，可以假定各个六极场的k值都是实数。然而，在三个六极的校正器系统中，各个六极场的各个k值可以是实数或虚数。此外，在高斯光束平行的平面中，通过下式从相位函数中导出斜率像差：

（3）

考虑到本文公开的系统的六极的高达7阶的3倍对称性允许的所有项的相位函数由下式给出：

（4）

其中下标“s”表示系数对应于斜率像差。这里忽略了A_5S和D_6S像差的非常小的各向异性值（即，假定在拉莫尔参考系中所有像差系数都是实数）。

一对初级六极中的每一个初级六极的动作通过下式近似：

； （5）

并且一个或多个次级六极的动作通过下式近似：

。 （6）

这里，和在六极中平面中渐近地定义。在中间六极定位在一对初级六极之间的实施例中，为了校正A₅，在以下计算中忽略了其对D₆的适度影响。一对初级六极中的上游初级六极的激励为k，而一对初级六极中的下游六极的激励参数为+ ，其中k远大于。次级六极的激励为，其也远小于k。

考虑了平行光束进入第一初级六极的情况，并且所述光束中电子的复横向位置=。根据本发明，下游初级六极的渐近中平面中的中间结果（, ）为（在中最高为4阶）：

；并且 （7）

。 （8）

其中包含了下游初级六极的动作，其中是初级六极的物理偏移（如图2中所示的偏移）。

当按照重写方程式（8）时，其变为，其中：

， （9）

其特征在于，如方程式（4）所示，斜率像差。在方程式（9）中，忽略了由于和而导致的校正器强度的微小变化，并且在剩余部分中将设置为等于。从这里开始，存在两种进行计算的方式，以便表明所公开的发明的相应实施例针对六阶（在某些情况下为八阶或更高）像差进行校正。

在第一种方法中，在下游初级六极与第二六极之间的漂移距离等于d的情况下，次级六极的动作为，并且对下游初级六极的中心应用了反向外推法。这导致以下关系式：

（10）

其中，并且。

(, )的泰勒级数反转允许将写为(, )的函数，其导致关系，其中：

（11）

因此，本发明实施例的三倍像差系数可以写为：

； （12）

；以及 （13）

； （14）

其中是没有机械和/或电气误差的校正器的固有校正器像差。然后，使用方程式（12）和（13）可以证明，当 = 并且 = 时，和都等于0。用这些值重写六阶球面像差时，发现：

。 （15）

方程式（15）可以转换为样本处的位置像差：

， （16）

在样本处，其中是校正器外部的透镜的球面像差，其初级由物镜的球面像差（）决定，并且是传递透镜和物镜的有效焦距。有效焦距的关系式为：

， （16.1）

其中x是校正器出射平面中的位置，并且是样本平面中的相应角度。

使用这些关系式，可以构造根据本公开的校正器，其校正带电粒子显微镜系统中的六阶三叶D₆像差。也就是说，可以将在一对初级六极的下游具有次级多极六极的校正器定位成和/或以其它方式配置成使得所述校正器校正六阶像差。例如，在等于3 mm的情况下，以上关系式表明，像差、和可以通过六极偏移 = 0.5 mm进行校正，其中L = 16 mm、 = 1.4 mm、d = 35 mm并且 = 1.6 mm。如将在下文进一步讨论的，六极偏移可以通过以下来实现：使一对初级六极发生物理位移，从而使得它们不被成像到彼此上；或改变初级六极之间的两个传递透镜的激励，从而使得使所述一对初级六极不被成像到彼此上；或其组合。

在从方程式（1）到（9）前进到方程式（12,13,14）的第二种方法中，考虑了在出射平面中具有平行光束并且带有许多以薄透镜近似处理的多极的探针校正器。在校正器下游的自由空间中，相位函数（）由在以下文献中描述为方程式2.21的程函方程控制：《哈拉尔德罗斯：几何带电粒子光学（Harald Rose: Geometrical Charged-ParticleOptics）》, 施普林格出版社（Springer）, 2009，其中电势恒定，并且矢量势为零。因此，按如下比例缩放的所述自由空间中的相位函数可以写为：

（17）

并且相应的光程可以写为：

，以及 （18）

。 （19）

在方程式17的右侧，添加了项-1，以便消除不感兴趣的组分S = z。相位函数以类似于方程式（4）的序列展开，并具有与z有关的像差系数，例如。因此，可以将方程式（17）重写为这些系数的一组非线性微分方程（例如，和）。使用这些微分方程，从方程式9开始，在漂移距离上传播上述系数、、，然后将其外推回校正器出射平面（即，例如使用与和对应的方程式（17）的逆向在上传播系数），从而获得以下三倍像差：

； （20）

； （21）

；以及 （22）

。 （23）

这里，和是固有的校正像差。在根据本发明的校正器系统的一些实施例中，对应于校正器的最下游的初级多极与校正器的下游的次级多极之间的距离。

使用关系式（20）到（22），可以构造根据本公开的校正器，其校正带电粒子显微镜系统中的六阶三叶像差。也就是说，由于关系式（20）到（22）包含三个自由度（即，引起的增量-激励k₂、引起的激励k₃以及引起的）。这三个自由度允许根据本公开的校正器系统被设计成带有具有一定六极偏移的一对初级六极，并且包含位于一对初级六极下游的一个或多个次级六极，所述一个或多个次级六极被定位成和/或以其它方式被配置成使得所述校正器系统的组合像差达到（即，对二阶、四阶和六阶三叶像差的校正）。

另外，在一些实施例中，根据本发明的校正器系统可以包含多个次级多极，当在带电粒子显微镜内使用所述校正器系统时，所述多个次级多极位于一对初级多极与物镜透镜之间。例如，校正器系统可以包含位于一对初级多极下游的第一次级多极和位于所述第一次级多极下游的第二次级多极。为了确定这种系统的三倍像差，可以执行两次如下过程：使用方程式（17）传播系数、、，然后使用方程式（17）的逆向将其外推回校正器出射平面。在第一次迭代中，可以在与第一次级多极相关联的漂移距离上执行这两个计算，并且在第二次迭代中，可以在与第二次级多极相关联的漂移距离上执行所述计算。在图9中示出了此过程的实例可视化。另外，应注意的是，以下探讨对应于不激励透镜908和910（在图9中）的特殊情况。在其它情况下，原理保持相同，但是分析计算不同。此过程的这种双重迭代会导致校正器系统出现以下三倍像差：

； （24）

； （25）

；以及 （26）

。 （27）

这些关系式表明，根据本公开的校正器系统可以被设计成带有具有一定六极偏移的一对初级六极，并且包含位于一对初级六极下游的两个或更多个次级六极，所述两个或更多个次级六极被定位成和/或以其它方式被配置成使得所述校正器系统的组合像差达到（即，对二阶、四阶、六阶和八阶三叶像差的校正）。

可替代地，针对这种校正器系统的三倍像差使用这些关系式，可以构造根据本公开的校正器系统，所述校正器系统具有被成像到彼此上的一对初级多极，同时仍然校正六阶三叶像差。其具有的优点是，与并非所有初级六极都被成像到彼此上的实施例相比，二阶离轴像散较小。在这种情况下，，即，其不再是自由度。当一对初级多极被成像到彼此上时，关系式（24）到（26）允许校正这三个叶像差。这是因为关系式（24）到（26）具有三个自由度（即引起、、的六极激励），从而允许设计这种校正器系统（即，在一对初级多极的下游具有两个专门定位和/或配置的次级多极），这样就可以校正高达六阶的三倍像差，而无需依赖六极偏移作为附加变量（即，）。

图1是根据本发明的用于校正六阶像差和/或更高像差的实例多极校正器100的图示。图1图中的描述和箭头特定于SEM或STEM系统中的探针校正器。实例多极校正器100至少包含第一初级多极102和第二初级多极104。多极是用于产生显示n/2倍旋转对称性的电磁场的光学元件，其中n是偶整数。因此，多极的实例包含双极、四极、六极等。例如，具有8个轭/电极的多极可以在任何方向上产生双极场、四极场和六极场。

在SEM或STEM系统的操作期间，带电粒子束106沿着中心轴108指向多极校正器的第一端110。当在带电粒子显微镜系统内使用校正器时，第二初级多极104定位在第一初级多极102与粒子光学透镜之间。例如，图1中示出了第二初级多极104，其定位在第一初级多极102的下游（即，带电粒子束106在与第二初级多极104交互之前与第一初级多极102交互）。对第一初级多极102和第二初级多极104中的每一个施加激励，使得它们产生电磁场，所述电磁场引导带电粒子束106，从而入射到样本上。在校正器100被设计用于在TEM系统内操作的实施例中，校正器100将被定位在样品的下游，并且带电粒子束108将在与第一初级多极102交互之前与第二初级多极104交互。

根据本发明，第一初级多极102、第二初级多极104以及其间的传递光学器件的贡献产生显著的3倍像散A₂和显著的四阶3叶像差D₄。在各个实施例中，未能使A₂和D₄无效的原因可能是：施加于第二初级多极104的激励大于施加于第一初级多极102的激励；第一初级多极102和第二初级多极104的长度（即，L ₁ 和L ₂ ）不同；第一初级多极102和第二初级多极104的光束半径不同；第一初级多极102和第二初级多极104的磁轭尺寸不同；第一初级多极102与第二初级多极104之间的传递透镜118的不对称性；第一初级多极102与第二初级多极104之间的带电粒子束106的光程的不对称性；初级多极之间的传递光学器件退出，使得多极不会被成像到彼此上；或其组合。相反，根据本发明，调整和/或采用本文所述的校正器的这些方面中的一个或多个方面，使得六阶像差和/或更高像差被校正。如本文所使用的，施加到多极的术语“激励”是指施加到相应的多极的激励电压或激励电流。例如，在将校正器100用于电子显微镜柱中的实施例中，激励可以是指施加到特定多极的电流，所述电流导致特定多极产生多极场。

在现有技术的校正器100中，将组分多极成像到彼此上，以防止像差。然而，在用于校正六阶像差和/或更高像差的实例多极校正器100中，第一初级多极102未被成像到第二初级多极104上，从而产生了组合像差。例如，在第一初级多极102和第二初级多极104均为六极的情况下，这将产生大的四阶像差。在一些实施例中，未被成像到第二初级多极104上的第一初级多极102对应于沿中心轴108位移的第一初级多极102的多极中平面和第二初级多极104的多极中平面中的一个或多个。例如，第一初级多极102和第二初级多极104中的每一个均可以沿中心轴108在相反方向上位移0.1 mm、0.5 mm、1 mm、两个初级六极之间的距离的0.1%、0.5%、1%或更多。另外，带电粒子束106可以以与中心轴108非平行的角度进入第一初级多极102。例如，可以将激励施加到实例多极校正器100上游的一个或多个透镜，从而使得一个或多个透镜使带电粒子束以与中心轴108非平行的角度进入第一初级多极102。

图1进一步将实例多极校正器100示出为包含次级多极112，当在带电粒子显微镜系统内使用所述校正器时，所述次级多极定位在第二初级多极104与粒子光学透镜之间（例如，在SEM/STEM系统中位于第二初级多极104的下游，而在TEM系统中位于第二初级多极104的上游）。次级多极112被定位、激励和/或以其它方式被配置成使得由次级多极112产生的多极场校正（i）由未被成像到第二初级多极104上的第一初级多极102产生的像差和（ii）高阶像差。例如，在次级多极112为六极的情况下，所述次级多极被定位、激励和/或以其它方式被配置成使得由次级多极112产生的多极场校正（i）由未被成像到第二初级多极104上的第一初级多极102产生的四阶像差和（ii）六阶像差。

例如，第一多极102和第二多极104之间的激励变化充当第一自由度，偏移充当第二自由度（其导致D₄像差随偏移线性缩放），并且次级多极112的激励充当第三自由度。通过调整这些值，实例多极校正器100能够产生受控的A₂和D₄像差（即，A₂取决于次级多极112的激励值以及第一多极102和第二多极104之间的激励变化，而D₄取决于次级多极112的激励值和偏移）。调整所述值还允许产生取决于次级多极112的激励值的附加像差，当与D_6,cor结合时，其校正系统的D₆像差。以此方式，实例多极校正器100的这些值使得二阶、四阶和六阶像差被校正。

以此方式，在这种带电粒子显微镜的操作期间，当实例多极校正器100包括六极时，实例多极校正器100校正六阶三叶D₆像差。在一些实施例中，实例多极校正器100时可以任选地包含三级多极114，当在带电粒子显微镜系统内使用所述校正器时，所述三级多极定位在次级多极112与粒子光学透镜之间。这种三级多极114被定位、激励和/或以其它方式被配置成使得由三级多极114产生的多极场校正甚至高阶像差（例如，三级多极114为六极的情况下，其可以校正八阶像差）。

根据本公开，第一初级六极102、第二初级六极104、次级多极112和任选的三级多极114对三倍像散A₂的贡献合计为零。

在一些实施例中，实例多极校正器100可以包含中间多极116和/或一个或多个传递透镜118。另外，尽管未在图1中示出，但实例多极校正器100还可以任选地包含第三初级多极。这种第三初级多极可以定位在第一多极102的上游、第二多极104的下游或定位在第一多极102与第二多极104之间。在一些实施例中，在拉莫尔参考系中，所产生的六极场中的每一个六极场在xy平面中具有相同的取向。可替代地，在其它实施例中，所产生的六极场中的一个或多个六极场在xy平面和/或xy平面中可以不处于相同的取向。

在图1中，多极校正器100被示出为包括多个光学组件（即，多极和透镜）的盒子。在各个实施例中，这些光学组件可以被保护和/或支撑结构包裹或部分包裹。另外，在包含这种结构的实施例中，所述光学组件中的一个或多个可以不在该结构内。图1还示出了至少一个附加的初级多极120。至少一个附加的初级多极102中的各个多极可以定位在以下位置：第一初级多极102的上游；第二初级多极104的下游；第一初级多极102与第二初级多极104之间；或其组合。

图2是图200的集合，所述集合示出了根据本公开的现有技术校正器和六阶校正STEM多极校正器系统的校正器传递光学器件的光学行为。具体地说，图210和230分别示出了用于考虑现有技术校正器和六阶校正STEM多极校正器100中存在的像差的光学行为。

图210示出了用于现有技术校正器的一般方案，其中第一初级六极202被成像到第二初级六极204上。图210和230的每一个都示出了xz平面中带电粒子束106的轴向光线206，其中z轴对应于实例多极校正器100的中心轴108。图210示出了带电粒子束206的轴向光线206，当所述带电粒子束进入第一六极202的入射平面208以及当其离开第二六极204的出射平面210时，所述轴向光线平行于中心轴108。图210进一步显示，第一六极202的多极中平面处于位置212并且第二六极204的多极中平面处于位置214，从而使得第一六极202被成像到第二六极204上。

图230示出了六阶校正STEM多极校正器系统的实施例，其中第一初级六极202和第二初级六极204均沿中心轴108从其标准位置（即，第一六极202被成像到第二六极204上的位置，如图230所示）机械地偏移Δz。也就是说，图230示出了在位置216处的第一初级六极102的多极中平面和在位置218处的第二初级六极104的多极中平面。然而，如上所述，在其它实施例中，所述初级多极中的仅一个可以被偏移。可替代地或另外，如上所述，还可以通过调节传递透镜118并任选地结合以下操作来有效地产生或补充偏移Δz：改变六阶校正STEM多极校正器系统上游的一个或多个光学元件的激励，以使带电粒子束206以与中心轴108非平行的角度进入第一初级六极102。在此类实施例中，在常规实践中，第一初级六极202、第二初级六极204之一或两者都可能不会从传统的初级六极位置处机械地偏移。

图2进一步将图230的校正器系统示出为包含定位在第二初级六极104下游的次级多极112。分别定位第一六极102、第二初级多极104和次级六极112中的每一个，并分别通过相应的激励进行激励，从而使得由图230中描绘的六阶校正STEM多极校正器系统产生的像差组合以校正高达至少六阶的像差。

图3是用于检查样品302的组分的一个或多个实例带电粒子显微镜系统300的图示，所述带电粒子显微镜系统的光学柱包含根据本发明的六阶校正STEM多极校正器系统100。也就是说，图3示出了包含STEM多极校正器系统100的一个或多个带电粒子显微镜系统300，所述STEM多极校正器系统包括六极作为组分多极。一个或多个实例带电粒子显微镜系统300可以包含电子显微镜（EM）设置或电子光刻设置，其被配置成用带电粒子束304（通常为电子束或离子束）照射和/或以其它方式冲击样品302。在各个实施例中，带电粒子显微镜系统300可以是或包含一个或多个不同类型的EM和/或带电粒子显微镜，如但不限于扫描电子显微镜（SEM）、扫描透射电子显微镜（STEM）、透射电子显微镜（TEM）、带电粒子显微镜（CPM）、双束显微镜系统等。另外，在一些实施例中，TEM也能够作为STEM进行操作。图3示出了作为STEM系统306的一个或多个实例带电粒子显微镜系统300。

一个或多个实例带电粒子显微镜系统300包含带电粒子源308（例如，热电子源、肖特基发射源、场发射源、液态金属离子源、等离子体离子源等），所述带电粒子源沿发射轴310并朝着加速器透镜312发射带电粒子束304。发射轴310是沿一个或多个实例带电粒子显微镜系统300的长度从带电粒子源308穿过样品302的中心轴。

加速器透镜312使带电粒子束304加速/减速、聚焦和/或朝着聚焦柱314引导所述带电粒子束。聚焦柱314聚焦带电粒子束304，使其入射在样品302上。另外，聚焦柱314校正和/或调整带电粒子束304的像差（例如，几何像差、色差）。在图3中，聚焦柱314被示出为包含根据本发明的六阶校正STEM多极校正器系统100、传递透镜318和物镜320。六阶校正STEM多极校正器系统100包含未被成像到彼此上的第一初级多极102和第二初级多极104。六阶校正STEM多极校正器系统100还被示出为包含次级多极112，所述次级多极被定位和/或以其它方式配置以使其产生像差，所述像差与由第一初级多极102和第二初级多极104产生的其它像差组合以针对高达六阶的三倍像差进行校正。图3还将六阶校正STEM多极校正器系统100示出为包含中间多极116和一对传递透镜118。

物镜320是将带电粒子束304聚焦到样品302上的一点的光学元件。物镜320可以包括单极片透镜、电磁静电复合透镜、静电检测器物镜或另一种类型的物镜。

图3进一步将实例带电粒子显微镜系统300示出为包含容纳样品302的样品支架322。一个或多个实例带电粒子显微镜系统300还被示出为包含检测器334，所述检测器被配置成检测由于带电粒子束304入射在样品302上而穿过样品302的带电粒子336。另外，一个或多个实例带电粒子显微镜系统300还被示出为包含像散校正和用于使带电粒子束304扫描样品302的表面的扫描线圈338。例如，通过操作扫描线圈338，可以偏移带电粒子束304的方向，以使其照射样品302的不同位置。一个或多个实例带电粒子显微镜系统300进一步包含定位在样品302与检测器334之间的一个或多个投影透镜340。

图3进一步将一个或多个实例带电粒子显微镜系统300示出为任选地包含一个或多个计算装置342。本领域技术人员将理解，图3中描绘的计算装置342仅是说明性的，并且不旨在限制本公开的范围。计算系统和装置可以包含可以执行所指示功能的硬件或软件的任何组合，包含计算机、网络装置、互联网设备、PDA、无线电话、控制器、示波器、放大器等。计算装置342也可以被连接到未示出的其它装置，或者可以作为独立系统操作。

图4示出了一个或多个实例带电粒子显微镜系统400，其包含具有三个初级多极的六阶校正STEM多极校正器系统100，其中所述初级多极中的至少一个初级多极从其常规位置偏移（通过物理平移和/或本文描述的其它调整），从而产生较大的四阶像差。也就是说，图4示出了包含STEM多极校正器系统100的一个或多个带电粒子显微镜系统400，所述STEM多极校正器系统包括六极作为组分多极。

一个或多个实例带电粒子显微镜系统400包含带电粒子源404，所述带电粒子源沿发射轴408并朝着加速器透镜410发射带电粒子束406。加速器透镜410使带电粒子束406加速/减速、聚焦和/或朝着聚焦柱412引导所述带电粒子束，所述聚焦柱被配置成聚焦带电粒子束406，以使其入射在样品414上。另外，聚焦柱412校正和/或调整带电粒子束416的像差（例如，几何像差、色差）。

在图4中，聚焦柱412被示出为包含根据本发明的六阶校正STEM多极校正器系统100、传递透镜416和物镜418。图4中所示的六阶校正STEM多极校正器系统100包括三个初级多极（即，第一初级多极420、第二初级多极422和第三初级多极424），其中所述初级多极中的至少两个未被成像到彼此上。具体地说，在图4中，第二初级多极422未被成像到第三初级多极424上。然而，在其它实施例中，三个初级多极的任何其它配对也可以不被成像到彼此上。六阶校正STEM多极校正器系统100还被示出为包含次级多极426，所述次级多极被定位和/或以其它方式配置以使其产生像差，所述像差与由第一初级多极420、第二初级多极422和第三初级多极424产生的其它像差组合以针对高达六阶的三倍像差进行校正。在三个初级六极在拉莫尔参考系中的取向不同的实施例中，必须调整它们的相互成像条件，以使得到的复像差系数D₄与D_6,cor具有相同的相位，即D₄/ D_6,cor = (D_4r+ i D_4i)/( D_6r,cor+ iD_6i,cor) = 实值。图4还将六阶校正STEM多极校正器系统100示出为包含任选的传递透镜对428和任选的三级多极430。在包含三级多极430的实施例中，三级多极430可以被定位和/或激励以使其产生像差，所述像差与由六阶校正STEM多极校正器系统100的其它多极产生的累积像差组合以校正八阶像差，条件是D_6,cor/D_8,cor接近于实值，并且对初级六极D₄进行了调整，使得D₄/D_6,cor = 实值。图4将传递透镜416示出为定位在次级多极426与三级多极430之间，然而，在其它实施例中，传递透镜416可以定位在第三初级多极424与次级多极426之间或定位在三级多极430的下游。

图4进一步将实例带电粒子显微镜系统400示出为包含容纳样品414的样品支架432。一个或多个实例带电粒子显微镜系统400还被示出为包含检测器434，所述检测器被配置成检测由于带电粒子束406入射在样品414上而穿过样品414的带电粒子。另外，一个或多个实例带电粒子显微镜系统400还被示出为包含像散校正和用于使带电粒子束406扫描样品414的表面的扫描线圈436。

例如，通过操作扫描线圈436，可以偏移带电粒子束416的方向，以使其照射样品414的不同位置。一个或多个实例带电粒子显微镜系统400进一步包含定位在样品414与检测器434之间的一个或多个投影透镜438。图4进一步将一个或多个实例带电粒子显微镜系统400示出为任选地包含一个或多个计算装置440。

图5是常规校正器系统的光学性能的图示。图5示出了常规校正器系统的光学性能，其中一对初级多极被成像到彼此上。图5示出了带电粒子束的轴向光线502的光路和带电粒子束的离轴光线504的光路，二者在系统以特定的加速电压操作的初级六极的中心处交叉。在图5-8中的每个图中，线506示出了各个系统的轴向磁场。当线506不为零时，这表明存在磁性透镜，如传递透镜118。

图6–8是根据本公开的校正STEM多极校正器系统的光学性能的图示。图6示出了具有三级多极114的用于校正八阶像差的校正STEM多极校正器系统的光学性能，所述三级多极定位在次级多极112的下游。图6示出了带电粒子束的轴向光线602的光路和带电粒子束的离轴光线604的光路，其中系统以特定的加速电压操作。如在第一初级多极102的分解图像606中可以看到的，离轴光线604在第一初级多极102的多极中平面处不穿过系统的中心轴线108。而离轴光线604穿过中心轴108，其与第一初级多极102的多极中平面的位移为Δ z。如上所述，可以基于与常规校正器相比的初级多极的位移，通过改变传递透镜118的激励或其组合来产生Δz。另外，可以调整校正器上游的透镜，以便产生非平行的入射光束。在其它实施例中，离轴光线604在第二初级多极102的多极中平面处通过中心轴108，但在第二初级多极104的多极中平面处不通过中心轴108。

图7示出了校正STEM多极校正器系统的光学性能，其中初级多极未被成像到彼此上，并且其中第二初级多极不对称地位移。图7示出了带电粒子束的轴向光线702的光路和带电粒子束的离轴光线704的光路，其中系统以特定的加速电压操作。

如在分解图像706中可以看到的，所示实施例中的第二初级多极104的长度L₁与常规校正器系统中的常规多极708的长度L₂不同。另外，在图7中，第一初级多极102的长度L₂与第二初级多极104的长度L₁不同。图7描绘了第二初级多极104的多极中平面703从常规校正器系统中的常规多极708的多极中平面705的位置偏移Δz。在图7中描绘的该偏移Δz是不对称的。也就是说，图7示出了一个实施例，其中仅一个初级多极被位移，从而使得校正器在中平面中的对称性被放弃。可以调节以下各项的值：偏移Δz、第二多极104的长度L₁、次级多极112的位置、施加到次级多极112的激励或其组合，从而校正高阶像差。例如，在多极是六极的情况下，可以设置值的组合，使得对于适当的初级六极激励能级，A₂ = D₄ = D₆ = 0（或一个或多个不同的最佳值）。

在一些实施例中，第一初级多极102的长度小于次级多极104的长度L₁。在此类实施例中，可以调节以下各项的值：第一初级多极102和第二初级多极104之间的长度差、偏移Δz、第二初级多极104的长度L₁、次级多极112的位置、施加到次级多极112的激励或其组合，从而校正甚至高阶像差。例如，在多极是六极的情况下，可以设置值的组合，使得对于适当的初级六极激励能级，A₂ = D₄ = D₆ = D₈ = 0（或一个或多个不同的最佳值）。也就是说，第一初级多极102和第二初级多极104之间的长度差使得根据本公开的校正器能够在无需三级多极114的情况下校正八阶像差D₈。

图8示出了具有不对称光程的校正STEM多极校正器系统的光学性能。图8示出了带电粒子束的轴向光线802的光路和带电粒子束的离轴光线804的光路，其中系统以特定的加速电压操作。从图8中可以看出，透镜118的激励、第二初级多极104的偏移Δz、第二初级多极104的长度、施加到第二初级多极104的激励或其组合中的一个或多个使得轴向光线802在通过校正器时的路径是不对称的。可以调整这些值以及上文讨论的其它值，使得对于适当的初级六极激励能级，A₂ = D₄ = D₆ = 0（或一个或多个不同的最佳值）。

图9是用于校正六阶像差的实例多极校正器系统900的图示，所述多极校正器系统包含至少一对初级多极以及定位在所述一对初级多极下游的多个多极，所述多个多极被定位成和/或以其它方式被配置成产生像差，所述像差组合以校正六阶像差或更高像差。

具体地说，图9示出了根据本公开的校正器，其包含一对初级多极102和104、次级多极112和三级多极114。如上所述，三级多极114的包含使得当一对初级多极102和104被成像到彼此上时，多极校正器系统900针对高达六阶的三叶像差进行校正。可替代地，当第一初级多极102和第二初级多极104未被成像到彼此上时，三级多极114允许多极校正器系统900针对高达八阶的三叶像差进行校正。

如上所述，多极可对应于双极、四极、六极、八极等中的任何一个。例如，在多极104、112和/或114对应于六极场的情况下，可使用本文所述的方法设计和/或配置多极校正器系统900，所述系统使高达六阶（在某些实施例中，高达六阶）的任何取向的3倍像差（固有和/或寄生的）无效。作为另一个实例，在多极对应于八极场的情况下，可以使用本文所述的方法设计和/或配置多极校正器系统900，所述系统使高达七阶的任何取向的4倍像差（固有和/或寄生的）无效。

在一些实施例中，实例多极校正器系统900可以包含一对初级多极102和104之外的附加的初级多极。例如，在一些实施例中，实例多极校正器系统900可以包括四个或六个初级多极（例如，四极八极校正器）。在此类实施例中，第二多极104对应于最接近次级多极112的初级多极。

图9示出了由物镜906引导到样品904上的带电粒子束902。图9还示出了传递透镜910和任选的传递透镜908，其允许显微镜系统在物镜906关闭的情况下操作（并且第一上游透镜作为探针形成透镜），例如，用于在无磁场的环境下研究样本，如洛伦兹显微镜。

图10示出了一个或多个实例带电粒子显微镜系统1000，其包含用于校正六阶像差的实例多极校正器系统900。图10中示出的一个或多个实例带电粒子显微镜系统1000是能够以标准操作模式和洛伦兹操作模式操作的SEM系统1002。也就是说，带电粒子束1004的路径根据一个或多个实例带电粒子显微镜系统1000的操作模式而改变。

一个或多个实例带电粒子显微镜系统1000包含带电粒子源1008，所述带电粒子源沿发射轴1010并朝着加速器透镜1012发射带电粒子束1004，所述加速器透镜使带电粒子束1004加速/减速、聚焦和/或朝着聚焦柱1014引导所述带电粒子束，所述聚焦柱聚焦带电粒子束1004，以使其入射在样品1016上。聚焦柱1014被示出为包含实例多极校正器系统900和多个透镜1018的布置。在一些实施例中，当实例带电粒子显微镜系统1000以洛伦兹模式操作时，物镜1020关闭。在此类实施例中，洛伦兹透镜1022像物镜一样起作用，并将带电粒子束1004聚焦到样品1016上。

图10进一步将实例带电粒子显微镜系统1000示出为包含容纳样品1016的样品支架1024。一个或多个实例带电粒子显微镜系统1000还被示出为包含检测器1026，所述检测器被配置成检测由于带电粒子束1004入射在样品1016上而由样品1016发射和/或反射的带电粒子。另外，一个或多个实例带电粒子显微镜系统1000还被示出为包含像散校正和用于使带电粒子束1004扫描样品1016的表面的扫描线圈1028。图10进一步将一个或多个实例带电粒子显微镜系统1000示出为任选地包含一个或多个计算装置1030。

图11是示出了六阶校正STEM多极校正器系统的第一初级多极、第二初级多极和次级多极的主要像差在各个阶段如何组合以校正六阶像差的图1100。图1100示出了施加到第一初级多极102和第二初级多极104中的每一个的第一激励能级1102、累加地施加到第二初级多极104的第二激励能级1104以及施加到次级多极112的第三激励能级1106。图1100还示出了通过施加此类激励能级而产生的主要像差1108，以及关于如何使用这些像差来校正二阶三倍像散的关系式1110。

图1110中的不同多极定位在光路中的不同位置。这些不同的位置通过以下效应导致组合像差：

第一多极将光线的方向改变一个量，在最低阶的情况下，该量与其主要像差成比例。

当光线传播到第二多极时，这种方向变化会导致光线在第二多极处产生附加的偏移（即，由于光束的会聚或发散路径而可能已经存在的偏移）。所述附加的偏移与成正比，并且与这两个多极之间的距离成正比（）。

所述还会使第二多极引起光线的附加偏转（即，在没有第一多极的情况下，第二个多极会做的动作的附加）。附加的与和第二多极的主要像差均成正比（）。所述附加的被称为多极和的组合像差。由于其是由M ₁ 和M ₂ 的最低阶效应产生的，因此可以归类为初级组合像差。

以类似方式，第一多极的次低阶效应会在第二多极处产生偏移，可以将其归类为次级组合像差。

这种组合像差的概念不仅可以应用于一个多极与另一个多极的组合，而且可以应用于一组光学元件（如由两个六极和两个传递透镜组成的六极校正器 – 主要像差为负球面像差）与多极的组合，或一组光学元件与另一组光学元件的组合。在本公开中，通用术语组合像差旨在指代任何初级组合像差、次级组合像差、三级组合像差等和/或其组合。

图1100还示出了通过施加激励能级而产生的初级组合像差1112，以及关于如何使用初级组合像差来校正四阶三倍像差的关系式1114。最后，图1100还描绘了通过施加激励能级而产生的次级组合像差1116，当最优地配置了六阶校正STEM多极校正器系统时，所述次级组合像差针对显微镜系统的六阶三叶像差进行校正。

图12是用于校正六阶像差的实例多极校正器系统1200的图示，所述多极校正器系统包含至少一对初级多极以及定位在所述一对初级多极下游的多个多极，所述多个多极被定位成和/或以其它方式被配置成产生像差，所述像差组合以校正六阶像差或更高像差。

具体地说，图12示出了根据本公开的多极校正器系统1200，其包含三重初级多极1202（其中两个对应于初级多极102和104）、次级多极112和任选的三级多极114。如上所述，三级多极114的包含使得当三重初级多极1202被成像到彼此上时（它们不会产生D₄），多极校正器系统1200针对高达六阶的三叶像差进行校正。可替代地，当三重初级多极1202未被成像到彼此上时，三级多极114允许多极校正器系统1200针对高达八阶的三叶像差进行校正。可替代地，可以调整初级多极1202的互相成像条件以及次级多极112和114的激励，使得高达6阶的所有三叶像差均被校正，并且二阶离轴像散为零。

图12进一步将多极校正器系统示出为任选地包含多个弱六极1204（例如，弱六极）。在一些实施例中，多个弱多极可以包含两对反对称的弱多极，以校正离轴彗差。图12进一步示出了由物镜1210引导到样品1208上的带电粒子束1206。

图13是用于校正六阶像差的实例多极校正器系统1300的图示，所述多极校正器系统包含一对初级多极、包含弱圆形传递透镜的多个传递透镜以及定位在所述一对初级多极下游的多个多极，所述多个多极被定位成和/或以其它方式被配置成产生像差，所述像差组合以校正六阶像差或更高像差。

具体地说，图13示出了根据本公开的多极校正器系统1300，其包含三重传递透镜多极1302（对应于弱圆形传递透镜的中央传递透镜）、次级多极112和任选的三级多极114。如上所述，三级多极114的包含使得当一对初级多极102和104被成像到彼此上时，多极校正器系统1300针对高达六阶的三叶像差进行校正。可替代地，当第一初级多极102和第二初级多极104未被成像到彼此上时，三级多极114允许多极校正器系统1300针对高达八阶的三叶像差进行校正。在一些实施例中，第一初级多极102的长度可以不同于第二初级多极104的长度，从而使得第一初级多极102和第二初级多极104不被成像到彼此上。图13进一步示出了由物镜1306引导到样品1304上的带电粒子束106。

图14-16是分别由具有常规校正系统、六阶校正STEM多极校正器系统和八阶校正STEM多极校正器系统的显微镜系统产生的平面Ronchigram图像。Ronchigram是在衍射平面中形成的样本的投影图像（图案），其中会聚的入射电子束通过探针形成透镜聚焦在样本附近。平面Ronchigram用于说明显微镜系统中的校正器性能。图14和图15-16之间的比较显示，六阶校正STEM多极校正器系统和八阶校正STEM多极校正器系统产生的像差自由区域（即，半角~100 mrad）大于校正最高5阶的常规校正器系统产生的像差自由区域（即，小于80mrad）。

在以下列举的段落中描述了根据本公开的发明主题的实例。

A1.一种用于校正带电粒子系统中的轴向像差的校正器，所述校正器包括：

第一初级六极，其用于在将第一激励施加到所述第一初级六极时产生第一初级六极场；

第二初级六极，其用于在将第二激励施加到所述第二初级六极时产生第二初级六极场，其中当在带电粒子系统内使用所述校正器时，所述第二初级六极定位在所述第一初级六极与作为球面像差来源的透镜之间，并且其中所述第一初级六极未被成像到所述第二初级六极上，从而产生了组合四阶像差；以及

次级六极，其用于校正所述四阶像差和所述六阶像差，其中当在所述带电粒子系统内使用所述校正器时，所述次级六极定位在所述第二初级六极与所述透镜之间。

A1.0.1.根据段落A1所述的校正器，其中作为球面像差来源的所述透镜是粒子光学透镜。

A1.0.2.根据段落A1到A1.0.1中任一项所述的校正器，其中当在所述带电粒子系统内使用所述校正器时，所述透镜充当物镜。

A1.0.3.根据段落A1到A1.0.2中任一项所述的校正器，其中当在所述带电粒子显微镜系统内使用所述校正器时，所述透镜是球面像差的主要来源。

A1.0.4.根据段落A1到A1.0.3中任一项所述的校正器，其中所述带电粒子系统是带电粒子显微镜系统。

A1.0.5.根据段落A1到A1.0.4中任一项所述的校正器，其中所述带电粒子系统是电子显微镜系统。

A1.1.根据段落A1到A1.0.5中任一项所述的校正器，其中所述次级六极被配置成使得当将第三激励施加到所述次级六极时，其产生第三六极场。

A1.1.1.根据段落A1.1所述的校正器，其中所述第三六极场产生校正所述四阶像差和所述六阶像差的一个或多个像差。

A1.2.根据段落A1到A1.1.1中任一项所述的校正器，其进一步包括用于校正八阶像差的三级六极，其中当在所述带电粒子系统内使用所述校正器时，所述三级六极定位在所述次级六极与所述透镜之间。

A1.2.1.根据段落A1.2所述的校正器，其中所述三级六极被配置成使得当将第四激励施加到所述三级六极时，其产生第四六极场。

A1.2.1.1.根据段落A1.2.1所述的校正器，其中所述第四六极场产生校正所述八阶像差的一个或多个像差。

A1.2.1.1.1.根据段落A1.2.1.1所述的校正器，其中所述第四六极场产生校正所述八阶像差的一个或多个组合像差（例如，初级组合像差、次级组合像差等）。

A2.根据段落A1到A1.2.1.1中任一项所述的校正器，其中所述次级六极产生二阶像差，所述二阶像差产生校正所述四阶像差的第一组合像差。

A2.1.根据段落A2所述的校正器，其中所述第一组合像差包含或对应于初级组合像差。

A2.2.根据段落A2所述的校正器，其中所述第一组合像差包含或对应于次级组合像差。

A3.根据段落A1到A2.2中任一项所述的校正器，其中所述次级六极被配置成使得，当定位在带电粒子显微镜的光学柱中时，所述校正器与物镜之间的漂移空间产生的位置像差与所述次级六极产生的附加像差组合，以形成校正所述六阶像差的第二组合像差。

A3.1.根据段落A3所述的校正器，其中所述第二组合像差包含或对应于初级组合像差。

A3.2.根据段落A3所述的校正器，其中所述第二组合像差包含或对应于次级组合像差。

A4.根据段落A1到A3.2中任一项所述的校正器，其中所述第一初级六极的贡献、所述第二初级六极的贡献以及所述第一初级六极和所述第二初级六极之间的任何传递光学器件的贡献不会消除。

A4.1.根据段落A4所述的校正器，其中所述第一激励对应于激励电压，当被施加到所述第一初级六极时，所述激励电压使所述第一初级六极产生第一初级六极场。

A4.2.根据段落A4所述的校正器，其中所述第一激励对应于激励电流，当被施加到所述第一初级六极时，所述激励电流使所述第一初级六极产生第一初级六极场。

A4.3.根据段落A4到A4.2中任一项所述的校正器，其中所述第二激励大于所述第一激励。

A4.4.根据段落A4到A4.3中任一项所述的校正器，其中所述第一初级六极的贡献、所述第二初级六极的贡献以及所述第一初级六极和所述第二初级六极之间的任何传递光学器件的贡献产生3倍像散A₂和四阶3叶像差D₄。

A5.根据段落A1到A4.4中任一项所述的校正器，其中未被成像到所述第二初级六极上的所述第一初级六极对应于所述第一初级六极沿轴线从所述第一初级六极被成像到所述第二初级六极上的位置处的第一位移。

A5.1.根据段落A5所述的校正器，其中所述第一位移为0.1 mm、0.5 mm、1 mm或更大。

A5.2.根据段落A5所述的校正器，其中所述第一位移是所述两个初级六极之间的距离的0.1%、0.5%或1%或更大。

A6.根据段落A1到A5.2中任一项所述的校正器，其中未被成像到所述第二初级六极上的所述第一初级六极对应于所述第二初级六极沿轴线从所述第一初级六极被成像到所述第二初级六极上的位置处的第二位移。

A6.1.根据段落A6所述的校正器，其中所述第二位移为0.1 mm、0.5 mm、1 mm或更大。

A6.2.根据段落A6所述的校正器，其中所述第二位移是所述两个初级六极之间的距离的0.1%、0.5%或1%或更大。

A7.当依赖于A5到A5.1时，根据段落A6到A6.2中任一项所述的校正器，其中所述第一位移与所述第二位移的幅度相同。

A8.当依赖于A5到A5.1时，根据段落A6到A7中任一项所述的校正器，其中所述第一位移与所述第二位移的方向相反。

A9.根据段落A1到A4中任一项所述的校正器，其中未被成像到六极上的所述第一初级六极对应于以非平行的角度进入所述第一初级六极的光束。

A9.1.根据段落A9所述的校正器，其中未被成像到六极上的所述第一初级六极对应于所述校正器上游的透镜的一个或多个透镜激励，使得光束以所述非平行的角度进入所述第一初级六极。

A9.2.根据段落A9所述的校正器，以非平行的角度进入所述第一初级六极的光束对应于以发散角进入所述第一初级六极的光束。

A10.根据段落A1到A9.2中任一项所述的校正器，其进一步包括位于所述第一初级六极和所述第二初级六极之间的一个或多个传递透镜的组。

A11.根据段落A1到A9.1中任一项所述的校正器，其进一步包括定位在所述第一初级六极和所述第二初级六极之间的第三六极。

A11.1.根据段落A1所述的校正器，其进一步包括位于所述第一初级六极和所述第三六极之间的第一组一个或多个传递透镜，以及位于所述第三六极和所述第二初级六极之间的第二组一个或多个传递透镜。

A11.2.根据段落A11到A11.1中任一项所述的校正器，其中定位在所述第一初级六极和所述第二初级六极之间的所述第三六极是第三初级六极。

A11.3.根据段落A11到A11.2中任一项所述的校正器，其中定位在所述第一初级六极和所述第二初级六极之间的所述第三六极是弱中六极。

A12.根据段落A1到A12.4中任一项所述的校正器，其进一步包括定位在所述第一初级六极上游的第三六极。

A12.1.根据段落A2所述的校正器，其进一步包括位于所述第三六极和所述第一初级六极之间的第一组一个或多个传递透镜，以及位于所述第一初级六极和所述第二初级六极之间的第二组一个或多个传递透镜。

A13.根据段落A1到A9.1中任一项所述的校正器，其进一步包括定位在所述第二初级六极和所述次级六极之间的第三六极。

A13.1.根据段落A13所述的校正器，其进一步包括位于所述第一初级六极和所述第二初级六极之间的第一组一个或多个传递透镜，以及位于所述第二初级六极和所述第三六极之间的第二组一个或多个传递透镜。

A14. 根据段落A1到A13.1中任一项所述的校正器，其中所述第一初级六极的第一长度不同于所述第二初级六极的第二长度。

A14.1.根据段落A14所述的校正器，其中所述第二长度大于所述第一长度。

A15. 根据段落B1到B14.1中任一项所述的校正器，其进一步包括一个或多个附加的初级六极。

A15.1.根据段落B15所述的校正器，其中当将附加激励施加到所述一个或多个附加的初级六极中的至少一个初级六极时，产生了有助于组合四阶像差的附加的六极场。

B1.一种用于校正带电粒子系统中的轴向像差的校正器，所述校正器包括：

第一初级多极，其用于在将第一激励施加到所述第一初级多极时产生第一初级多极场；

第二初级多极，其用于在将第二激励施加到所述第二初级多极时产生第二初级多极场，其中当在所述带电粒子系统内使用所述校正器时，所述第二初级多极定位在所述第一初级多极与作为球面像差来源的透镜之间，其中所述第一初级多极未被成像到所述第二初级多极上，从而产生了组合四阶像差；以及

次级多极，其用于校正所述四阶像差和六阶像差，其中当在所述带电粒子系统内使用所述校正器时，所述次级多极定位在所述第二初级多极与所述透镜之间。

B1.0.1.根据段落B1所述的校正器，其中作为球面像差的主要来源的所述透镜是所述粒子光学透镜。

B1.0.2.根据段落B1到B1.0.1中任一项所述的校正器，其中当在所述带电粒子系统内使用所述校正器时，所述透镜充当物镜。

B1.0.3.根据段落B1到B1.0.2中任一项所述的校正器，其中当在所述带电粒子系统内使用所述校正器时，所述透镜是球面像差的主要来源。

B1.0.4.根据段落B1到B1.0.3中任一项所述的校正器，其中所述带电粒子系统是带电粒子显微镜系统。

B1.0.5.根据段落B1到B1.0.4中任一项所述的校正器，其中所述带电粒子系统是电子显微镜系统。

B1.1.根据段落B1到B1.0.1中任一项所述的校正器，其中所述次级多极被配置成使得当将第三激励施加到所述次级多极时，其产生第三多极场。

B1.1.1.根据段落B1.1所述的校正器，其中所述第三多极场产生校正所述四阶像差和所述六阶像差的一个或多个像差。

B1.2.根据段落B1所述的校正器，其进一步包括用于校正八阶像差的三级多极，其中当在所述带电粒子系统内使用所述校正器时，所述三级多极定位在所述次级多极与所述透镜之间。

B1.2.1.根据段落B1.2所述的校正器，其中所述三级多极被配置成使得当将第四激励施加到所述三级多极时，其产生第四多极场。

B1.2.1.1.根据段落B1.2.1所述的校正器，其中所述第四多极场产生校正所述八阶像差的一个或多个像差。

B1.2.1.1.1.根据段落B1.2.1.1所述的校正器，其中所述第四六极场产生校正所述八阶像差的一个或多个组合像差（例如，初级组合像差、次级组合像差等）。

B2.根据段落B1到B1.1.1中任一项所述的校正器，其中所述次级多极产生二阶像差，所述二阶像差产生校正所述四阶像差的第一组合像差。

B2.1.根据段落B2所述的校正器，其中所述第一组合像差包含或对应于初级组合像差。

B2.2.根据段落B2所述的校正器，其中所述第一组合像差包含或对应于次级组合像差。

B3.根据段落B1到B2.2中任一项所述的校正器，其中所述次级多极被配置成使得，当定位在带电粒子显微镜的光学柱中时，所述校正器与物镜之间的漂移空间产生的位置像差与所述次级多极产生的附加像差组合，以形成校正所述六阶像差的第二组合像差。

B3.1.根据段落B3所述的校正器，其中所述第一组合像差包含或对应于初级组合像差。

B3.2.根据段落B3所述的校正器，其中所述第一组合像差包含或对应于次级组合像差。

B4.根据段落B1到B3.2中任一项所述的校正器，其中所述第一初级多极的贡献、所述第二初级多极的贡献以及所述第一初级多极和所述第二初级多极之间的任何传递光学器件的贡献不会消除。

B4.1.根据段落B4所述的校正器，其中所述第一激励对应于激励电压，当被施加到所述第一初级多极时，所述激励电压使所述第一初级多极产生第一初级多极场。

B4.2.根据段落B4所述的校正器，其中所述第一激励对应于激励电流，当被施加到所述第一初级多极时，所述激励电流使所述第一初级多极产生第一初级多极场。

B4.3.根据段落B4到B4.2中任一项所述的校正器，其中所述第二激励大于所述第一激励。

B4.4.根据段落B4到B4.3中任一项所述的校正器，其中所述第一初级多极的贡献、所述第二初级多极的贡献以及所述第一初级多极和所述第二初级多极之间的任何传递光学器件的贡献产生3倍像散A₂和四阶3叶像差D₄。

B5.根据段落B1到B4.4中任一项所述的校正器，其中未被成像到所述第二初级多极上的所述第一初级多极对应于所述第一初级多极沿轴线从所述第一初级多极被成像到所述第二初级多极上的位置处的第一位移。

B5.1.根据段落B5所述的校正器，其中所述第一位移为0.1 mm、0.5 mm、1 mm或更大。

B5.2.根据段落B5所述的校正器，其中所述第一位移是所述两个初级多极之间的距离的0.1%、0.5%或1%或更大。

B6.根据段落B1到B5.2中任一项所述的校正器，其中未被成像到所述第二初级多极上的所述第一初级多极对应于所述第二初级多极沿轴线从所述第一初级多极被成像到所述第二初级多极上的位置处的第二位移。

B6.1.根据段落B6所述的校正器，其中所述第二位移为0.1 mm、0.5 mm、1 mm或更大。

B6.2.根据段落B6所述的校正器，其中所述第一位移是所述两个初级多极之间的距离的0.1%、0.5%或1%或更大。

B7.当依赖于B5到B5.1时，根据段落B6到B6.2中任一项所述的校正器，其中所述第一位移与所述第二位移的幅度相同。

B8.当依赖于B5到B5.1时，根据段落B6到B7中任一项所述的校正器，其中所述第一位移与所述第二位移的方向相反。

B9.根据段落B1到B4中任一项所述的校正器，其中未被成像到多极上的所述第一初级多极对应于以发散角或会聚角之一进入所述第一初级多极的光束。

B9.1.根据段落B9所述的校正器，其中未被成像到多极上的所述第一初级多极对应于所述校正器上游的透镜的一个或多个透镜激励，使得光束以发散角或会聚角之一进入所述第一初级多极。

B9.2.根据段落B9所述的校正器，以非平行的角度进入所述第一初级多极的光束对应于以发散角进入所述第一初级多极的光束。

B10.根据段落B1到B9.1中任一项所述的校正器，其进一步包括位于所述第一初级多极和所述第二初级多极之间的一个或多个传递透镜的组。

B11.根据段落B1到B9.1中任一项所述的校正器，其进一步包括定位在所述第一初级多极和所述第二初级多极之间的第三多极。

B11.1.根据段落B1所述的校正器，其进一步包括位于所述第一初级多极和所述第三多极之间的第一组一个或多个传递透镜，以及位于所述第三多极和所述第二初级多极之间的第二组一个或多个传递透镜。

B11.2.根据段落B11到B11.1中任一项所述的校正器，其中定位在所述第一初级多极和所述第二初级多极之间的所述第三多极是第三初级多极。

B11.3.根据段落B11到B11.2中任一项所述的校正器，其中定位在所述第一初级多极和所述第二初级多极之间的所述第三多极是弱中多极。

B12.根据段落B1到B11.3中任一项所述的校正器，其进一步包括定位在所述第一初级多极上游的第三多极。

B12.1.根据段落B2所述的校正器，其进一步包括位于所述第三多极和所述第一初级多极之间的第一组一个或多个传递透镜，以及位于所述第一初级多极和所述第二初级多极之间的第二组一个或多个传递透镜。

B13.根据段落B1到B9.1中任一项所述的校正器，其进一步包括定位在所述第二初级多极和所述次级多极之间的第三多极。

B13.1.根据段落B13所述的校正器，其进一步包括位于所述第一初级多极和所述第二初级多极之间的第一组一个或多个传递透镜，以及位于所述第二初级多极和所述第三多极之间的第二组一个或多个传递透镜。

B14.根据段落B1到B13.1中任一项所述的校正器，其中所述多极是六极。

B14. 根据段落B1到B13.1中任一项所述的校正器，其中所述第一初级多极的第一长度不同于所述第二初级多极的第二长度。

B14.1.根据段落B14所述的校正器，其中所述第二长度大于所述第一长度。

B15. 根据段落B1到B14.1中任一项所述的校正器，其进一步包括一个或多个附加的初级多极。

B15.1.根据段落B15所述的校正器，其中当将附加激励施加到所述一个或多个附加的初级多极中的至少一个初级多极时，产生了有助于组合四阶像差的附加的多极场。

C1.一种用于校正带电粒子系统中的轴向像差的校正器，所述校正器包括：

第一初级多极，其用于在将第一激励施加到所述第一初级多极时产生第一初级多极场；

第二初级多极，其用于在将第二激励施加到所述第二初级多极时产生第二初级多极场，其中当在所述带电粒子系统内使用所述校正器时，所述第二初级多极定位在所述第一初级多极与作为球面像差来源的透镜之间，并且其中所述第一初级多极被成像到所述第二初级多极上；

次级多极，其用于在将第三激励施加到所述次级多极时产生第三多极场，其中当在所述带电粒子系统内使用所述校正器时，所述次级多极定位在所述第二初级多极与所述透镜之间；以及

三级多极，其用于在将第四激励施加到所述三级多极时产生第四多极场，其中当在所述带电粒子系统内使用所述校正器时，所述三级多极定位在所述次级多极与所述透镜之间，其中所述第三多极场和所述第四多极场校正所述六阶像差。

C1.0.1.根据段落C1所述的校正器，其中作为球面像差的主要来源的所述透镜是所述粒子光学透镜。

根据段落C1到C1.0.1中任一项所述的校正器，其中当在所述带电粒子系统内使用所述校正器时，所述透镜充当物镜。

C1.0.3.根据段落C1到C1.0.2中任一项所述的校正器，其中当在所述带电粒子系统内使用所述校正器时，所述透镜是球面像差的主要来源。

C1.0.4.根据段落C1到C1.0.3中任一项所述的校正器，其中所述带电粒子系统是带电粒子显微镜系统。

C1.0.5.根据段落C1到C1.0.4中任一项所述的校正器，其中所述带电粒子系统是电子显微镜系统。

C1.1.根据段落C1到C1.0.1中任一项所述的校正器，其进一步包括用于校正八阶像差的四级多极，其中当在所述带电粒子显微镜系统内使用所述校正器时，所述四级多极定位在所述三级多极与所述粒子光学透镜之间。

C1.1.1.根据段落C1.1所述的校正器，其中所述四级多极被配置成使得当将第五激励施加到所述四级多极时，其产生第五多极场。

C1.1.1.1.根据段落C1.1.1所述的校正器，其中所述第五多极场产生校正所述八阶像差的一个或多个像差。

C2.根据段落C1到C1.1.1.1中任一项所述的校正器，其中所述第一初级多极的贡献、所述第二初级多极的贡献以及所述第一初级多极和所述第二初级多极之间的任何传递光学器件的贡献不会消除。C2.1.根据段落C2所述的校正器，其中所述第一激励对应于激励电压，当被施加到所述第一初级多极时，所述激励电压使所述第一初级多极产生第一初级多极场。

C2.2.根据段落C2所述的校正器，其中所述第一激励对应于激励电流，当被施加到所述第一初级多极时，所述激励电流使所述第一初级多极产生第一初级多极场。

C2.3.根据段落C2到C2.2中任一项所述的校正器，其中所述第二激励大于所述第一激励。

C2.4.根据段落C2到C2.3中任一项所述的校正器，其中所述第一初级多极的贡献、所述第二初级多极的贡献以及所述第一初级多极和所述第二初级多极之间的任何传递光学器件的贡献产生3倍像散A₂和四阶3叶像差D₄。

C3.根据段落C1到C2.4中任一项所述的校正器，其进一步包括位于所述第一初级多极和所述第二初级多极之间的一个或多个传递透镜的组。

C4.根据段落C1到C3中任一项所述的校正器，其进一步包括定位在所述第一初级多极和所述第二初级多极之间的第三多极

C5.根据段落C1到C5中任一项所述的校正器，其中所述多极是六极。

C6.根据段落C1到C5中任一项所述的校正器，其中所述第一初级多极的第一长度不同于所述第二初级多极的第二长度。

C6.1.根据段落C6所述的校正器，其中所述第二长度大于所述第一长度。

D1.一种带电粒子显微镜，其包括：带电粒子源，所述带电粒子源被配置成向样品发射带电粒子束；以及光学柱，所述光学柱被配置成将所述带电粒子束聚焦到所述样品上，其中所述光学柱包括根据段落A1–A13.1、B1–B14或C1–C5中任一项所述的校正器。

E1.一种根据段落A1–A13.1、B1–B14或C1–C5中任一项所述的校正器的用途。

F1.一种根据段落D1所述的带电粒子显微镜的用途。