JP3234373B2 - Magnetic field type electron lens and electron beam device using the same - Google Patents

Magnetic field type electron lens and electron beam device using the same

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JP3234373B2
JP3234373B2 JP29908793A JP29908793A JP3234373B2 JP 3234373 B2 JP3234373 B2 JP 3234373B2 JP 29908793 A JP29908793 A JP 29908793A JP 29908793 A JP29908793 A JP 29908793A JP 3234373 B2 JP3234373 B2 JP 3234373B2
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excitation coil
magnetic field
excitation
electron beam
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、励磁コイルで発生した
レンズ磁界を利用して電子線やイオンビーム等の荷電粒
子線(以下、電子線で代表する)を収束あるいは拡大す
る磁界形電子レンズおよびこれを用いた電子線装置に係
り、特に、励磁コイルに流れる電流を一定に保ったまま
でレンズ強度を変えられるようにした磁界形電子レンズ
およびこれを用いた電子線装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic field type electron lens which uses a lens magnetic field generated by an exciting coil to converge or expand a charged particle beam (hereinafter, represented by an electron beam) such as an electron beam or an ion beam. More particularly, the present invention relates to a magnetic field type electron lens capable of changing a lens strength while keeping a current flowing through an exciting coil constant, and an electron beam apparatus using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子レンズは、電子顕微鏡、電子線描画
(EB)装置、イオンビーム装置等の各種の電子線装置
において、電子線を収束あるいは拡大するために広く用
いられている。一般的に、磁界形電子レンズでは、磁路
内に設けられた励磁コイルに電流を流すことによって生
じる磁界により電子線を収束もしくは拡大する。
2. Description of the Related Art Electron lenses are widely used in various electron beam apparatuses such as an electron microscope, an electron beam lithography (EB) apparatus, and an ion beam apparatus to focus or expand an electron beam. Generally, in a magnetic field type electron lens, an electron beam is converged or expanded by a magnetic field generated by flowing a current through an excitation coil provided in a magnetic path.

【0003】ここで、強い電子レンズ作用を必要とする
場合には、励磁コイルに流す電流を増加させるか、ある
いは励磁コイルの巻数を増加させる必要があった。とこ
ろが、励磁電流を増加させるためには大電流を流す能力
を持った大型電源が必要となってしまう。また、励磁コ
イルの巻数を増加させると、励磁コイルの抵抗が増加す
るために高電圧を発生させなければならないという問題
があった。
Here, when a strong electron lens action is required, it is necessary to increase the current flowing through the exciting coil or increase the number of turns of the exciting coil. However, in order to increase the exciting current, a large power supply having the ability to flow a large current is required. Further, when the number of turns of the exciting coil is increased, the resistance of the exciting coil increases, so that there is a problem that a high voltage must be generated.

【0004】このような問題点を解決するために、例え
ば特開平3−20950号公報では、同一磁路内に複数
個の励磁コイルを設け、各励磁コイルを相互に並列接続
して電流を流すことにより、励磁コイルの巻数を増やし
つつ励磁コイルの抵抗を下げて電源電圧の上昇および電
流容量の増大を抑える技術が開示されている。
In order to solve such a problem, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 3-20950 discloses a method in which a plurality of exciting coils are provided in the same magnetic path, and the exciting coils are connected in parallel with each other to flow a current. Accordingly, a technique has been disclosed in which the resistance of the exciting coil is reduced while increasing the number of turns of the exciting coil, thereby suppressing an increase in power supply voltage and an increase in current capacity.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術で
は、電子レンズの強度を変化させるために励磁コイルに
流す電流を変化させると、励磁コイルの抵抗が変化しな
いとしても、コイルによって消費される電力は励磁電流
の二乗に比例する。したがって、電子レンズの強度を高
めるために励磁電流を増すと、その電力に応じて発生す
る熱により磁路、即ちコイルのケーシングが変形する。
ケーシングの変形は、電子レンズの磁界強度およびその
分布に悪影響を及ぼし、例えば電子線スポットが不規則
にドリフトするなどの問題を生じさせる。なお、このよ
うな技術に関連した公知例としては、例えば米国特許第
4306149号がある。
According to the above-mentioned prior art, when the current flowing through the exciting coil is changed to change the strength of the electron lens, the power consumed by the coil does not change even if the resistance of the exciting coil does not change. Is proportional to the square of the exciting current. Therefore, when the exciting current is increased to increase the strength of the electron lens, the magnetic path, that is, the casing of the coil is deformed by the heat generated in accordance with the electric power.
Deformation of the casing adversely affects the magnetic field strength of the electron lens and its distribution, causing problems such as, for example, irregular drift of the electron beam spot. A known example related to such a technique is, for example, US Pat. No. 4,306,149.

【0006】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を解決し、磁路の温度を何ら変化させることなく、即
ち、磁路を何ら変形させることなく、その磁界強度を変
化させることの可能な磁界形電子レンズおよびこれを用
いた電子線装置を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to change the magnetic field strength without changing the temperature of the magnetic path, that is, without deforming the magnetic path at all. It is an object of the present invention to provide a possible magnetic field type electron lens and an electron beam device using the same.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明では、中空ドーナツ形のケーシングすな
わち磁路内に、複数の励磁コイルを、ケーシング内で上
下に、かつその中心軸が実質的に一致するように重ねて
配置すると共に、各励磁コイルを独立的に制御するよう
にした。
In order to achieve the above-mentioned object, according to the present invention, a plurality of exciting coils are vertically arranged in a hollow donut-shaped casing, that is, a magnetic path. The excitation coils were arranged so as to substantially coincide with each other, and each excitation coil was independently controlled.

【0008】[0008]

【作用】同一磁路中に配置された複数の励磁コイルの一
部を、他の励磁コイルとは逆向きの磁界を発生するよう
に励磁すると、電子レンズ強度は各励磁コイルの発生す
る磁界の差になり、磁路内部を流れる電流は各励磁コイ
ルを流れる電流の和となる。従って、各励磁コイルに流
れる電流の和を一定に保ちながら各コイルへの電流の供
給比を制御すれば、磁路の内部で発生する熱を一定に保
ったまま電子レンズの強度を変化させることができる。
When a part of a plurality of exciting coils arranged in the same magnetic path is excited so as to generate a magnetic field in a direction opposite to that of the other exciting coils, the electron lens strength is reduced by the magnetic field generated by each exciting coil. The current flowing inside the magnetic path is the sum of the currents flowing through the respective exciting coils. Therefore, by controlling the current supply ratio to each coil while keeping the sum of the currents flowing through each excitation coil constant, it is possible to change the strength of the electron lens while keeping the heat generated inside the magnetic path constant. Can be.

【0009】また、磁路内部で発生する熱が一定であれ
ば、磁路の外形を変化させる熱膨張量も一定となるの
で、電子レンズ強度を変化させても熱によって電子レン
ズ強度が変化することはない。
Further, if the heat generated inside the magnetic path is constant, the amount of thermal expansion that changes the outer shape of the magnetic path is also constant. Therefore, even if the electron lens strength is changed, the electron lens strength changes due to the heat. Never.

【0010】[0010]

【実施例】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。図7は、本発明が適用される透過電子顕微鏡の概略
構成を示したブロック図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of a transmission electron microscope to which the present invention is applied.

【0011】電子銃12より放出された電子線17は、
照射レンズ系14、15により収束されて試料16に照
射される。試料16を透過した電子線は、結像レンズ系
34によって拡大され、像観察用蛍光板35上に結像す
る。蛍光板35は、写真撮影時や撮像装置(TVカメ
ラ)36での画像観察時には持ち上げられて収納され
る。写真撮影時は、フィルム49を光軸上に設置してこ
れを露光する。
The electron beam 17 emitted from the electron gun 12 is
The light is converged by the irradiation lens systems 14 and 15 and is irradiated on the sample 16. The electron beam transmitted through the sample 16 is enlarged by the imaging lens system 34 and forms an image on the image observation fluorescent plate 35. The fluorescent plate 35 is lifted up and stored at the time of taking a picture or observing an image with an imaging device (TV camera) 36. At the time of photographing, the film 49 is set on the optical axis and is exposed.

【0012】各照射レンズ系14、15および結像レン
ズ系34へ供給される励磁電流は、各々D/A変換器4
0a〜40f、電源7a〜7f、およびデータバス43
を介して接続されたマイクロプロセッサ44によって制
御される。メモリ45には制御プログラムが格納されて
おり、演算ユニット46は、電子顕微鏡本体の制御に必
要な演算等を行なう。表示装置(CRT等)47は、撮
像装置36で取り込まれた画像を表示する。
The excitation current supplied to each of the irradiation lens systems 14 and 15 and the imaging lens system 34 is supplied to a D / A converter 4
0a-40f, power supplies 7a-7f, and data bus 43
Is controlled by the microprocessor 44 connected via the. A control program is stored in the memory 45, and the arithmetic unit 46 performs calculations necessary for controlling the electron microscope main body. The display device (CRT or the like) 47 displays an image captured by the imaging device 36.

【0013】撮像装置36で検出された透過像は制御装
置37から画像信号として出力され、記憶装置38(フ
レームメモリ等)へ取り込まれる。フレームメモリ38
に記憶された画像データは表示装置47によって観察す
ることができる。入力装置(I/O)48は、表示装置
47上に表示された透過像を観察しながら任意の領域を
指定するためのパラメータ(座標位置、形状等)を入力
するもので、例えばキーボードやマウス等である。
The transmitted image detected by the image pickup device 36 is output as an image signal from the control device 37 and is taken into a storage device 38 (frame memory or the like). Frame memory 38
Can be observed by the display device 47. The input device (I / O) 48 inputs parameters (coordinate position, shape, etc.) for specifying an arbitrary area while observing the transmission image displayed on the display device 47, and includes, for example, a keyboard and a mouse. And so on.

【0014】図1は、前記結像レンズ系34に適用され
る本発明の第1実施例である磁界形電子レンズの構造を
示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing the structure of a magnetic field type electron lens according to a first embodiment of the present invention applied to the imaging lens system 34. As shown in FIG.

【0015】電子レンズ用の継鉄(磁路)3内では、第
1励磁コイル1および第2励磁コイル2が、荷電粒子線
通路10を中心軸としてソレノイド状に同じ巻方向で巻
回されている。第1励磁コイル1は第1励磁コイル駆動
電源4に接続され、第2励磁コイル2は第2励磁コイル
駆動電源5に接続されている。
In the yoke (magnetic path) 3 for the electron lens, the first excitation coil 1 and the second excitation coil 2 are wound in the same winding direction in a solenoid shape with the charged particle beam passage 10 as a central axis. I have. The first excitation coil 1 is connected to a first excitation coil drive power supply 4, and the second excitation coil 2 is connected to a second excitation coil drive power supply 5.

【0016】ここで、第1励磁コイル駆動電源4の電流
極性は一定であるが、第2励磁コイル駆動電源5は、そ
の電流極性を切り換えることの可能なバイポーラ型であ
る。第1励磁コイル駆動電源4および第2励磁コイル駆
動電源5から各励磁コイル1、2へ供給される励磁電流
I1 、I2 は、励磁コイル駆動電源制御装置6によって
制御される。この制御装置6は、図2に示したように、
各励磁コイル1、2へ供給する励磁電流I1 、I2 を、
それらの絶対値の総和が常に一定となるように制御す
る。
Here, while the current polarity of the first excitation coil drive power supply 4 is constant, the second excitation coil drive power supply 5 is of a bipolar type whose current polarity can be switched. Excitation currents I1 and I2 supplied to the respective excitation coils 1 and 2 from the first excitation coil drive power supply 4 and the second excitation coil drive power supply 5 are controlled by an excitation coil drive power supply controller 6. This control device 6, as shown in FIG.
The excitation currents I1, I2 supplied to the respective excitation coils 1, 2 are
Control is performed so that the sum of their absolute values is always constant.

【0017】図3は、第2励磁電流I2 (横軸)と当該
電子レンズの実効強度(縦軸)との関係を示した図であ
り、1点鎖線M1 は、第1励磁コイル1に前記励磁電流
I1を供給して得られるレンズ強度であり、2点鎖線M2
は第2励磁コイル2に前記励磁電流I2 を供給して得
られるレンズ強度である。そして、実線Mは、磁界重畳
の法則から得られる各レンズ強度M1 、M2 の和(M1
+M2)、すなわち当該電子レンズの実効強度である。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the second excitation current I2 (horizontal axis) and the effective intensity (vertical axis) of the electron lens. The lens strength obtained by supplying the exciting current I1, which is indicated by a two-dot chain line M2.
Is the lens strength obtained by supplying the exciting current I2 to the second exciting coil 2. The solid line M represents the sum (M1) of the lens intensities M1 and M2 obtained from the law of magnetic field superposition.
+ M2), that is, the effective intensity of the electron lens.

【0018】このような構成の磁界形電子レンズにおい
て、励磁コイル1、2に供給される励磁電流I1 、I2
の極性が同一であると、実線ABで示したように電子レ
ンズ強度は一定となる。一方、第2励磁コイル2に流す
電流I2 の向きのみを反転させてI1 、I2 を逆極性に
すると、図3に実線BCDで示したように、電子レンズ
強度は電流I1 、I2 の比率に応じて変化する。なお、
図3における負のレンズ強度とは、界磁レンズの場合に
屈折力と同時に発生する、像の回転方向が逆向きになる
状態を意味している。
In the magnetic field type electron lens having such a configuration, the exciting currents I1 and I2 supplied to the exciting coils 1 and 2 are provided.
Are the same, the electron lens strength becomes constant as shown by the solid line AB. On the other hand, when only the direction of the current I2 flowing through the second exciting coil 2 is reversed to make I1 and I2 reverse polarities, as shown by the solid line BCD in FIG. 3, the electron lens strength depends on the ratio of the currents I1 and I2. Change. In addition,
The negative lens strength in FIG. 3 means a state in which the rotating direction of the image is opposite to that of the field lens, which is generated simultaneously with the refractive power.

【0019】このように同一磁路内に2組のコイルを設
け、各コイルに流す電流の向きを異ならせるようにすれ
ば、同一磁路内に流れる電流の絶対値の総和を一定に保
ちつつ、電子レンズの強度をゼロから最大値まで連続的
に変化させることが可能になる。
If two sets of coils are provided in the same magnetic path and the directions of the currents flowing in the coils are made different from each other, the total sum of the absolute values of the currents flowing in the same magnetic path is kept constant. In addition, the intensity of the electron lens can be continuously changed from zero to the maximum value.

【0020】なお、図3のE点は2つの励磁コイル1、
2に極性が同相の同一電流を流した時のレンズ強度であ
り、C点は2つの励磁コイル1、2に極性が逆相の同一
電流を流した時のレンズ強度である。C点では、2つの
励磁コイル1、2により発生した磁界が相互に打ち消し
合うため、レンズ全体で見るとレンズ強度はゼロになる
が、E点では励磁コイルの発生する磁界が加算され、実
質的に2倍のレンズ作用が得られる。
The point E in FIG.
2 is the lens strength when the same current of the same phase flows through the two coils, and point C is the lens strength when the same current of the opposite phase flows through the two exciting coils 1 and 2. At point C, the magnetic fields generated by the two exciting coils 1 and 2 cancel each other out, so that the lens intensity becomes zero when viewed as a whole lens, but at point E the magnetic fields generated by the exciting coils are added, and A double lens action is obtained.

【0021】本実施例によれば、同一磁路内に流れる電
流の絶対値の総和を一定に保ちつつ電子レンズの強度を
変化させることが可能になることから、特に、電子顕微
鏡を初めとする各種の電子線装置の結像レンズ系に適用
すれば、電子線スポットのドリフト等が防止されて分解
能の高い観察・分析が可能になる。
According to this embodiment, it is possible to change the strength of the electron lens while keeping the sum of the absolute values of the currents flowing in the same magnetic path constant. When applied to the imaging lens system of various electron beam apparatuses, drift and the like of the electron beam spot are prevented, and observation and analysis with high resolution can be performed.

【0022】ところで、本発明は上記した結像レンズ系
のみならず、以下に示す第2、第3実施例のように、照
射レンズ系にも適用することができる。
The present invention can be applied not only to the above-described imaging lens system but also to an irradiation lens system as in the second and third embodiments described below.

【0023】図5は、本発明を適用した前記照射レンズ
系14、15の動作を模式的に示した図である。電子源
12から放出された電子線17は絞り13で開口角を制
限され、その後、第1収束レンズ14および第2収束レ
ンズ15を介して試料16上に照射される。
FIG. 5 is a diagram schematically showing the operation of the irradiation lens systems 14 and 15 to which the present invention is applied. The aperture angle of the electron beam 17 emitted from the electron source 12 is limited by the aperture 13, and thereafter, the electron beam 17 is irradiated onto the sample 16 via the first converging lens 14 and the second converging lens 15.

【0024】透過形電子顕微鏡で試料の分析を行う場
合、まず、同図(a) に示したように、電子線17を拡げ
た状態で試料16に照射し、試料の透過像を得る。この
ようにして得られた像において分析すべき部分(微小部
分)を定め、同図(b) に示したように、当該部分に細く
絞られた電子線を照射する。そして、この部分から生じ
る2次電子、X線等の二次情報を周知の検出器で検出
し、組成や化粧構造に関する結うようなデータを得る。
When a sample is analyzed by a transmission electron microscope, first, as shown in FIG. 1A, the sample 16 is irradiated with the electron beam 17 expanded so as to obtain a transmission image of the sample. In the image thus obtained, a portion to be analyzed (small portion) is determined, and as shown in FIG. 4B, the portion is irradiated with a narrowed electron beam. Then, secondary information such as secondary electrons and X-rays generated from this portion is detected by a well-known detector, and data that is linked to the composition and the makeup structure is obtained.

【0025】図4は、本発明の第2実施例である第2収
束レンズ15aの構成を示した図であり、前記と同一の
符号は同一または同等部分を表している。本実施例で
は、第1および第2励磁コイルが共通の励磁コイル駆動
電源7を用い、第2励磁コイル2に流れる電流I2 の向
きのみをスイッチ等の極性切換装置8によって切り換え
ることによって、電子レンズ作用を容易にオン/オフで
きるようにしている。すなわち、この電子レンズ15a
のオンの状態が図5(a) に示され、オフの状態が図5
(b) に示されている。
FIG. 4 is a view showing the structure of a second converging lens 15a according to a second embodiment of the present invention, and the same reference numerals as those described above denote the same or equivalent parts. In the present embodiment, the first and second excitation coils use a common excitation coil drive power source 7 and only the direction of the current I2 flowing through the second excitation coil 2 is switched by a polarity switching device 8 such as a switch, so that the electronic lens The function can be easily turned on / off. That is, this electronic lens 15a
FIG. 5 (a) shows the ON state of FIG. 5, and FIG.
(b).

【0026】また、本実施例の変形例として、スイッチ
8の切換時、マイクロプロセッサ44が電源7を制御し
て、コイル1、2へ印加される電流を一時的(略1秒)
にゼロとするように構成することにより、スイッチ8の
接点の磨耗を防止することが可能になる。
As a modification of this embodiment, when the switch 8 is switched, the microprocessor 44 controls the power supply 7 to temporarily (approximately 1 second) the current applied to the coils 1 and 2.
In this case, the contact of the switch 8 can be prevented from being worn.

【0027】なお、本実施例で用いる励磁コイル1、2
には、巻き数が560ターンのものを使用し、2.3A
の電流を印加した。
The excitation coils 1 and 2 used in this embodiment
Has 560 turns and 2.3A
Was applied.

【0028】図6は、本発明の第3実施例である第2収
束レンズ15bの構成を示した図であり、前記と同一の
符号は同一または同等部分を表している。
FIG. 6 is a view showing the structure of a second converging lens 15b according to a third embodiment of the present invention, and the same reference numerals as those described above denote the same or equivalent parts.

【0029】前記図4に関して説明した実施例では、第
1の励磁コイル1と第2の励磁コイル2とが直列に接続
されていたが、本実施例では、第1の励磁コイル21に
対して第2、第3の励磁コイル22、23がいずれも並
列に接続されている点に特徴がある。
In the embodiment described with reference to FIG. 4, the first excitation coil 1 and the second excitation coil 2 are connected in series. In the present embodiment, however, the first excitation coil 21 is connected to the first excitation coil 21. It is characterized in that both the second and third excitation coils 22 and 23 are connected in parallel.

【0030】本実施例では、各コイル21〜23の巻数
は同一である。巻回方向は、第1および第2の励磁コイ
ルについては同一方向であり、第1および第3の励磁コ
イルについては逆方向である。スイッチ28は、第2お
よび第3の励磁コイルの一方と電源7とを選択的に接続
する。第1の励磁コイル21には常に電源7から電流が
供給される。
In this embodiment, the number of turns of each of the coils 21 to 23 is the same. The winding direction is the same for the first and second excitation coils, and is opposite for the first and third excitation coils. The switch 28 selectively connects one of the second and third excitation coils and the power supply 7. A current is always supplied from the power supply 7 to the first excitation coil 21.

【0031】図から明らかなように、スイッチ28によ
り第2の励磁コイル22が選択されたとき、電子レンズ
15はオンとなり、その電子レンズ強度は第1および第
2のの励磁コイルの発生する磁界の和で表される。一
方、スイッチ28により第3の励磁コイル23が選択さ
れたときには、第1の励磁コイル21の発生する磁界と
第3の励磁コイル23の発生する磁界とが打ち消し合
い、その結果、電子レンズ15は実質的にオフとなる。
As is apparent from the figure, when the second exciting coil 22 is selected by the switch 28, the electronic lens 15 is turned on, and the intensity of the electronic lens is reduced by the magnetic field generated by the first and second exciting coils. It is expressed by the sum of On the other hand, when the third excitation coil 23 is selected by the switch 28, the magnetic field generated by the first excitation coil 21 and the magnetic field generated by the third excitation coil 23 cancel each other, and as a result, the electron lens 15 It is substantially off.

【0032】通常の電子レンズを用いると、第2収束レ
ンズ15を励磁する電流が大きく変動するので、第2収
束レンズ15の温度変化が激しくなって電子レンズ15
の安定性が失われ、焦点のボケや電子線の温度ドリフト
を生じる。これに対して本発明の構成を第2収束レンズ
15に適用すれば、第2収束レンズ15の励磁電流を一
定に保ったままレンズ強度のみを変化(オン/オフ)さ
せることができるので、第2収束レンズ15の温度ドリ
フトがなくなり、安定した性能を得ることができる。
When a normal electron lens is used, the current for exciting the second converging lens 15 fluctuates greatly.
Loss of stability, blurring of the focus and temperature drift of the electron beam. On the other hand, if the configuration of the present invention is applied to the second converging lens 15, only the lens strength can be changed (on / off) while the exciting current of the second converging lens 15 is kept constant. The temperature drift of the two-converging lens 15 is eliminated, and stable performance can be obtained.

【0033】なお、上記した実施例では、各励磁コイル
1、2で逆向きの磁界を発生させるために、各励磁コイ
ルに供給する励磁電流I1 、I2 を逆向きにするものと
して説明したが、本発明はこれのみに限定されず、各励
磁コイル1、2を互いに逆向きに巻回するようにしても
良い。
In the above-described embodiment, the excitation currents I1 and I2 supplied to the respective excitation coils are reversed in order to generate the opposite magnetic fields in the respective excitation coils 1 and 2. The present invention is not limited to this, and the exciting coils 1 and 2 may be wound in opposite directions.

【0034】また、上記した実施例では、本発明の電子
レンズを、透過電子顕微鏡に適用した場合を例にして説
明したが、本発明はこれのみに限定されず、走査電子顕
微鏡や電子線描画装置等の他の電子線装置にも適用する
ことが可能である。
In the above-described embodiment, the case where the electron lens of the present invention is applied to a transmission electron microscope has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited thereto. It can be applied to other electron beam devices such as a device.

【0035】[0035]

【発明の効果】上記したように、本発明によれば、電子
レンズの同一励磁内を流れる電流量を一定に保ったまま
で電子レンズ強度を変化させることができるので、コイ
ルの発熱による熱膨張、温度ドリフトをなくすることが
できる。そのため熱的に非常に安定した電子レンズが実
現可能となる。
As described above, according to the present invention, the strength of the electron lens can be changed while the amount of current flowing in the same excitation of the electron lens is kept constant. Temperature drift can be eliminated. Therefore, a very thermally stable electron lens can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1実施例である磁界形電子レンズ
の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a magnetic field type electron lens according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明による励磁コイルの制御方法を示した
図である。
FIG. 2 is a diagram showing a method of controlling an exciting coil according to the present invention.

【図3】 本発明による電子レンズ強度の制御方法を示
した図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a method of controlling the strength of an electronic lens according to the present invention.

【図4】 本発明の第2実施例である磁界形電子レンズ
の構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a magnetic field type electron lens according to a second embodiment of the present invention.

【図5】 本発明を適用した照射レンズ系の動作原理図
である。
FIG. 5 is an operation principle diagram of an irradiation lens system to which the present invention is applied.

【図6】 本発明の第3実施例である磁界形電子レンズ
の構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram of a magnetic field type electron lens according to a third embodiment of the present invention.

【図7】 本発明を適用した透過電子顕微鏡の概略構成
図である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a transmission electron microscope to which the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…第1励磁コイル、2…第2励磁コイル、3…継鉄、
4…第1励磁コイル駆動電源、5…第2励磁コイル駆動
電源、6…励磁コイル駆動電源制御装置、7…励磁コイ
ル駆動電源、8…極性切換装置、10…荷電粒子線通
路、12…電子源、13…絞り、14…第1収束レン
ズ、15…第2収束レンズ、16…試料、17…電子線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st excitation coil, 2 ... 2nd excitation coil, 3 ... Yoke,
4 First excitation coil drive power supply 5 Second excitation coil drive power supply 6 Excitation coil drive power supply control device 7 Excitation coil drive power supply 8 Polarity switching device 10 Charged particle beam path 12 Electronic Source, 13: stop, 14: first converging lens, 15: second converging lens, 16: sample, 17: electron beam

フロントページの続き (72)発明者 佐藤 雄司 茨城県勝田市市毛882番地 株式会社 日立製作所計測器事業部内 (56)参考文献 特開 昭48−47265(JP,A) 特開 昭48−94358(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 37/141 Continuation of the front page (72) Inventor Yuji Sato 882 Ma, Katsuta-shi, Ibaraki Pref. Hitachi, Ltd. Instrumentation Division (56) References JP-A-48-47265 (JP, A) JP-A-48-94358 ( JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01J 37/141

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電子線通路を中心にソレノイド状に巻回
された励磁コイルを付勢してレンズ磁界を発生させる
界形電子レンズにおいて、第1および第2励磁コイルを電子線の照射方向に重ねて
収容する磁路継鉄と 、 前記第1励磁コイルの一端を電源の一方の極に固定的に
接続する手段と、 前記第2励磁コイルの一端を第1励磁コイルの他端に接
続すると共に第2励磁コイルの他端を電源の他方の極に
接続する第1モード、および第2励磁コイルの一端を電
源の他方の極に接続すると共に第2励磁コイルの他端を
第1励磁コイルの他端に接続する第2モードを有する切
換手段とを具備し、 前記切換手段によって第1モードが選択されると、第1
励磁コイルおよび第2励磁コイルは、それぞれの磁界が
強め合うように励磁され、第2モードが選択されると、
それぞれの磁界が実質的に相殺されるように励磁される
ことを特徴とする磁界形電子レンズ。
1. A solenoid wound around an electron beam path
In the magnetic field type electron lens for energizing the excited excitation coil to generate a lens magnetic field , the first and second excitation coils are overlapped in the electron beam irradiation direction.
A magnetic path yoke to be accommodated, a means for fixedly connecting one end of the first excitation coil to one pole of a power supply, and a first end of the second excitation coil connected to the other end of the first excitation coil. A first mode in which the other end of the second excitation coil is connected to the other pole of the power supply, and one end of the second excitation coil is connected to the other pole of the power supply, and the other end of the second excitation coil is connected to the other end of the first excitation coil. Switching means having a second mode connected to the end , wherein when the first mode is selected by the switching means, the first mode is selected.
The exciting coil and the second exciting coil are excited so that their respective magnetic fields are strengthened, and when the second mode is selected,
A magnetic field type electron lens characterized in that the magnetic fields are excited so as to substantially cancel each other.
【請求項2】 電子線通路を中心にソレノイド状に巻回
された励磁コイルを付勢してレンズ磁界を発生させる
界形電子レンズにおいて、第1および第2励磁コイルを電子線の照射方向に重ねて
収容する磁路継鉄と、 前記第2励磁コイルの励磁状態を、前記第1励磁コイル
とは独立的に制御する励磁制御手段を具備したことを
特徴とする磁界形電子レンズ。
2. A solenoid wound around an electron beam path.
In the magnetic field type electron lens for energizing the excited excitation coil to generate a lens magnetic field , the first and second excitation coils are overlapped in the electron beam irradiation direction.
A magnetic path yoke which accommodates the excitation state of the second excitation coil, wherein the magnetic field type electron lens, characterized in that the first excitation coil; and a excitation control means for independently controlling.
【請求項3】 前記請求項1または2に記載の磁界形電
子レンズで照射レンズ系を構成したことを特徴とする電
子線装置。
3. An electron beam apparatus, wherein an irradiation lens system is constituted by the magnetic field type electron lens according to claim 1 or 2.
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