JP3397347B2 - オメガフィルタ - Google Patents

オメガフィルタ

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JP3397347B2 JP31691792A JP31691792A JP3397347B2 JP 3397347 B2 JP3397347 B2 JP 3397347B2 JP 31691792 A JP31691792 A JP 31691792A JP 31691792 A JP31691792 A JP 31691792A JP 3397347 B2 JP3397347 B2 JP 3397347B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、オメガフィルタに関す
る。
【0002】
【従来の技術】電子線等の荷電粒子線のエネルギーを分
析するエネルギー分析装置のひとつとしてオメガフィル
タが知られている。その構成例を図7に示す。図7は従
来提案されているオメガフィルタの一構成例を示す図で
あり、4個のセクタ型電磁石(以下、単にセクタと称
す)1,2,3,4を備えている。そして、セクタ1と
セクタ4は磁界が同極性となるように励磁され、セクタ
2とセクタ3は磁界がセクタ1、4と反対極性となるよ
うに励磁される。例えば荷電粒子線が電子線の場合に
は、各セクタ1〜4は磁界Bが図に示すようになるよう
に励磁される。これによって、セクタ1に入射した荷電
粒子線、例えば電子線は略Ω字状の光軸Oに沿って進行
し、セクタ4から出射する。そして、セクタ4から出射
した荷電粒子線はセクタ1に入射する荷電粒子線と同一
直線状にある。なお、図7において、5は2次収差を補
正するための6極子レンズを示す。
【0003】このようにオメガフィルタにおいては、入
射する荷電粒子線と出射する荷電粒子線は同一直線状に
あるので、透過型電子顕微鏡等において試料を透過した
電子線のエネルギー分析を行う場合に用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
オメガフィルタにおいては、4個のセクタを用いるので
構成が複雑であるという問題に加え、更に、一つ一つの
セクタを構成する磁極片の形状の設計、及びセクタ相互
の配置の調整が非常に面倒であるという問題があった。
【0005】例えば、オメガフィルタに限らず、荷電粒
子線を取り扱う装置においては非点なし結像が要求され
る。そこで、図7に示されているように、各セクタの入
射口の端面を光軸Oに対して垂直ではなく、所定の角度
θだけ傾けている。各セクタの出射口の端面についても
同様である。そして、この端面の光軸Oに対する傾き角
を最適な値に設定することによって、各セクタの端面付
近(以下、これをフリンジと称す)には荷電粒子線に対
して磁界方向に収束作用を生じさせることができるの
で、非点なし結像を実現することができるのであるが、
最適な傾き角を求めることは容易なものではなく、しか
もこの傾き角は入射口と出射口では異なり、かたセクタ
毎に異なるので設計が非常に面倒なものであった。
【0006】また、一般にエネルギーフィルタにおいて
は、2次収差がないことも要求される。2次収差が生じ
ないようにするには各セクタの磁界分布が一様になるよ
うにすればよく、設計の際には一様場が形成されるよう
になされるが、実際に一様場を得ることは非常に困難で
あり、磁界分布が多少とも不均一になること、従って2
次収差が生じることは避けられないのが現実である。
【0007】そこで、2次収差の補正を行う手法の一つ
として、各セクタの端面を図7に示すように直線でな
く、2次曲面とすることが広く行われている。各セクタ
の端面を2次曲面とすることによって非点なし結像が実
現できると共に、2次収差を補正することができるので
あるが、この設計も容易なものではない。また、図7に
示すように適宜な位置に6極子レンズ5を配置して2次
収差を補正することも行われているが、構成がより複雑
になるものである。
【0008】このようにオメガフィルタにおいては4個
のセクタの端面が非常に重要であるだけではなく、セク
タ相互の位置関係及び各セクタの精度が非常に重大な影
響を及ぼすものであり、セクタの配置あるいは各セクタ
の調整に誤差があると、その誤差は僅かなものであって
も最終的には大きな収差を生じてしまうものである。
【0009】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、簡単な構成で非点なし結像が実現でき、且つ略一
様な磁界分布を得ることができるオメガフィルタを提供
することを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1記載のオメガフィルタは、一対の平板状
磁極片が対向して配置されてなる第1のセクタ型電磁石
と、一対の平板状磁極片が対向して配置されてなり、前
記第1のセクタ型電磁石とは反対の極性に励磁される第
2のセクタ型電磁石とを備え、且つ前記第1のセクタ型
電磁石と前記第2のセクタ型電磁石が近接して配置され
てなるオメガフィルタであって、前記第1のセクタ型電
磁石及び前記第2のセクタ型電磁石の各磁極片の対向す
る面には光軸に沿って所定の傾斜が施されてなり、且つ
第1セクタ型電磁石と第2セクタ型電磁石の間隙は、各
セクタ型電磁石の磁極片間のギャップの1/2以下であ
ことを特徴とする。
【0011】また、請求項2記載のオメガフィルタは、
一対の平板状磁極片が対向して配置されてなる第1のセ
クタ型電磁石と、一対の平板状磁極片が対向して配置さ
れてなり、前記第1のセクタ型電磁石とは反対の極性に
励磁される第2のセクタ型電磁石とを備え、且つ前記第
1のセクタ型電磁石と前記第2のセクタ型電磁石が近接
して配置されてなるオメガフィルタであって、前記第1
のセクタ型電磁石及び前記第2のセクタ型電磁石の各磁
極片の対向する面には光軸に沿って光軸の両側に磁界分
布を補正するためのコイルが配置されていることを特徴
とする。
【0012】
【作用】請求項1記載のオメガフィルタの作用について
は次のようである。このオメガフィルタは第1のセクタ
型電磁石と、第2のセクタ型電磁石を備え、これら二つ
のセクタ型電磁石は、共に、一対の平板状磁極片が対向
して配置された構成を有しており、磁界分布は反対極性
となるように励磁される。そして、これら二つのセクタ
型電磁石は近接して配置される。また、第1のセクタ型
電磁石及び第2のセクタ型電磁石の各磁極片の対向する
面には光軸に沿って所定の傾斜が施されてなり、且つ第
1セクタ型電磁石と第2セクタ型電磁石の間隙は、各セ
クタ型電磁石の磁極片間のギャップの1/2以下となさ
れている。
【0013】従って、例えば荷電粒子線が第1のセクタ
型電磁石に入射されるものとすると、入射した荷電粒子
線はまず第1のセクタ型電磁石によって偏向され、第1
のセクタ型電磁石から一旦抜けて第2のセクタ型電磁石
に入り、そこで第2のセクタ型電磁石により偏向されて
略半円状の軌道で進行し、再び第1のセクタ型電磁石に
入って偏向を受け、全体的にΩ字状の軌跡を辿って第1
のセクタ型電磁石から出射するが、このとき第1及び第
2のセクタ型電磁石の各磁極片の対向する面には光軸に
沿って所定の傾斜が付けられているので、荷電粒子線は
非点を生じることなく結像される。
【0014】次に、請求項2記載のオメガフィルタの作
用については次のようである。このオメガフィルタは第
1のセクタ型電磁石と、第2のセクタ型電磁石を備え
る。そして、これら二つのセクタ型電磁石は近接して配
置される。また、これら二つのセクタ型電磁石は、共
に、一対の平板状磁極片が対向して配置された構成を有
しているが、磁界分布は反対極性となるように励磁され
る。
【0015】従って、例えば荷電粒子線が第1のセクタ
型電磁石に入射されるものとすると、入射した荷電粒子
線はまず第1のセクタ型電磁石によって偏向され、第1
のセクタ型電磁石から一旦抜けて第2のセクタ型電磁石
に入り、そこで第2のセクタ型電磁石により偏向されて
略半円状の軌道で進行し、再び第1のセクタ型電磁石に
入って偏向を受け、全体的にΩ字状の軌跡を辿って第1
のセクタ型電磁石から出射する。
【0016】そして、第1及び第2のセクタ型電磁石の
各磁極片の対向する面には光軸に沿って光軸の両側に磁
界分布を補正するためのコイルが配置されているので、
このコイルに適当な電流を流すことによって荷電粒子線
に対する収束作用を生じさせることができ、以て非点な
し結像を実現させることができる。
【0017】
【実施例】以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
図1は本発明に係るオメガフィルタの一実施例の構成を
示す断面図、図2はその平面図であり、図中、11、1
2はセクタ、13、13′は磁極片、14はヨーク、1
5、15′はコイル、16、16′は磁極片、17はヨ
ーク、18、18′はコイル、Oは光軸を示す。なお、
図2においてはヨーク14、17、コイル15,1
5′,18,18′は省略している。また、ここでは説
明の便宜を図るために、互いに直交するx軸、y軸を図
のようにとり、更にこれらのx、yの両軸に直交する軸
をz軸とする。
【0018】図1において、対向されて配置されている
一対の磁極片13,13′はヨーク14で磁気的に接続
されている。そしてヨーク14にはコイル15,15′
が巻回されている。これがセクタ11である。セクタ1
2も同様であり、対向されて配置されている一対の磁極
片16,16′はヨーク17で磁気的に接続されてお
り、ヨーク17にはコイル18,18′が巻回されてい
る。そして、セクタ11とセクタ12は近接して配置さ
れるが、その間隙は各セクタ11、12の二つの磁極片
間のギャップの1/2以下とするのが望ましい。
【0019】これらセクタ11、12は磁界が互いに反
対極性となるようにそれぞれ励磁される。例えば図に示
すように、セクタ11においては下向きの磁界が発生さ
れるとすると、セクタ12は上向きの磁界が発生される
ようになされる。なお、セクタ11、12の磁界強度は
同じであることは当然である。
【0020】そして、いま荷電粒子線、例えば電子線が
セクタ12に入射されるものとすると、セクタ11,1
2が上記のように励磁されることによって、電子線は図
2に示すように略Ω字状の光軸Oに沿って進行し、セク
タ12から出射する。このときセクタ12に入射する電
子線と、セクタ12から出射する電子線は同一直線状に
あることは当然である。
【0021】ここで、セクタ12の磁極片16、16′
の対向する面には光軸Oに沿って所定の傾斜が付けられ
ている。例えば、図2のA−A′における断面、即ち光
軸Oに直交する断面は図3に示すようであり、磁極片1
6、16′の光軸Oに沿った部分には傾斜が付けられて
いる。このことはセクタ11に関しても同様である。
【0022】以上の構成によれば、この傾斜の度合いを
適宜に選択することによって、荷電粒子線に対して磁界
方向(y方向)の収束作用を生じさせることができるの
で、非点なし結像を実現させることができる。従って、
従来のように荷電粒子線の入射口の端面及び出射口の端
面を光軸Oに対して傾けたり、あるいは2次曲面にした
りする必要は全くなく、図2に示すようにセクタ12に
対して垂直に入射させ、セクタ12から垂直に出射させ
ることができる。
【0023】また、このオメガフィルタにおいては各磁
極片の面積を十分大きくとることができ、従って磁界分
布を光軸Oの近傍では略一様場とすることができるの
で、従来生じていた2次収差は殆ど問題とならないもの
である。
【0024】更に、セクタ11とセクタ12とを近接配
置するので、セクタ11とセクタ12との間隙における
磁界分布は図4に示すように急峻なものとなり、いわゆ
るSCOFF(Sharp Cut Off Fringing Field)を容易
に実現することができる。従って、従来の4個のセクタ
を用いるオメガフィルタで問題となっていた各セクタ間
のフリンジ場の問題を解消させることができ、ひいては
セクタ間の相互配置の問題をも解消させることができ、
以てオメガフィルタの設計を従来に比較して大幅に簡易
化することができる。即ち、フリンジ場を急峻にするこ
とはオメガフィルタに限らず複数のセクタを用いる電子
光学系においては非常に重要な事項であり、このように
フリンジ場を急峻にすることによってオメガフィルタで
は各セクタを相互に関連するものとしてではなく、独立
して考えることができるのであるが、従来においてはフ
リンジ場を急峻にすることが非常に困難であり、従って
従来のオメガフィルタでは各セクタを独立したものとし
て取り扱うことができず、各セクタ相互の位置関係をも
考慮してフリンジ場を設計する必要があり、非常に難し
いものとなっていたのである。
【0025】以上、本発明の一実施例について説明した
が、次に図5、図6を参照して他の実施例について説明
する。なお、上記実施例と同等のものについては図1と
同じ符号を付す。
【0026】この実施例では非点なし結像を実現する手
段だけが上述した実施例とは異なっている。即ち、全体
的な構成は図1に示すと同様であり、二つのセクタが近
接して配置されること、及び荷電粒子線が図2に示す光
軸Oに沿って進行することは上記実施例と同じである
が、二つのセクタ11、12の磁極片13、13′及び
16、16′は全て平板である点、その対向する面の光
軸Oに沿って光軸Oの両側にコイルが設けられる点で上
記実施例と異なっている。
【0027】即ち、セクタ11の磁極片13の磁極片1
3′と対向する面においては光軸Oに沿って、光軸Oの
両側にループ状コイル21、22及び23、24が設け
られている。磁極片13′についても同様である。同様
にセクタ12の磁極片16の磁極片16′と対向する面
においては光軸Oに沿って、光軸Oの両側にループ状コ
イル25、26及び27、28が設けられている。磁極
片16′についても同様である。そして、これらのコイ
ルは、荷電粒子線に対してy方向に収束作用が生じるよ
うに励磁される。例えば、図2のA−A′に相当する断
面及びコイルによる磁界分布は図6に示すようになる。
なお、図6において、25′、26′は、磁極片16に
設けられるコイル25、26に対向して磁極片16′に
設けられるコイルを示す。
【0028】以上の構成によれば、これら磁極片に設け
られたコイルに供給する電流値を調整することによっ
て、荷電粒子線に対してy方向の収束作用を生じさせる
ことができるので、非点なし結像を実現させることがで
きる。従って、上記の実施例と同様にセクタ12に対し
て垂直に入射させ、セクタ12から垂直に出射させるこ
とができる。また、2次収差が殆ど問題にならないこ
と、及びSCOFFを容易に実現することができ、以て
設計が容易であることは上記実施例と同様である。
【0029】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく種々
の変形が可能であることは当業者に明かである。
【0030】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、従来に比較して簡単な構造で非点なし結像を
実現できるばかりでなく、2次収差の問題も生じないも
のであり、しかもSCOFFを容易に実現できるので、
設計の負担は大幅に緩和されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例の構成を示す図である。
【図2】 図1に示す構成の平面図である。
【図3】 図2のA−A′における断面図である。
【図4】 二つのセクタ型電磁石の間隙における磁界分
布の例を示す図である。
【図5】 本発明の他の実施例を示す図である。
【図6】 図5に示す実施例において、図2のA−A′
に相当する断面及びコイルによる磁界分布の例を示す図
である。
【図7】 従来のオメガフィルタの構成例を示す図であ
る。
【符号の説明】
11、12…セクタ、13、13′…磁極片、14…ヨ
ーク、15、15′…コイル、16、16′…磁極片、
17…ヨーク、18、18′…コイル、O…光軸。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 49/44 - 49/48 H01J 37/05 H01J 37/26

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一対の平板状磁極片が対向して配置されて
    なる第1のセクタ型電磁石と、 一対の平板状磁極片が対向して配置されてなり、前記第
    1のセクタ型電磁石とは反対の極性に励磁される第2の
    セクタ型電磁石とを備え、 且つ前記第1のセクタ型電磁石と前記第2のセクタ型電
    磁石が近接して配置されてなるオメガフィルタであっ
    て、 前記第1のセクタ型電磁石及び前記第2のセクタ型電磁
    石の各磁極片の対向する面には光軸に沿って所定の傾斜
    が施されてなり、且つ第1セクタ型電磁石と第2セクタ
    型電磁石の間隙は、各セクタ型電磁石の磁極片間のギャ
    ップの1/2以下であることを特徴とするオメガフィル
    タ。
  2. 【請求項2】 一対の平板状磁極片が対向して配置され
    てなる第1のセクタ型電磁石と、一対の平板状磁極片が
    対向して配置されてなり、前記第1のセクタ型電磁石と
    は反対の極性に励磁される第2のセクタ型電磁石とを備
    え、且つ前記第1のセクタ型電磁石と前記第2のセクタ
    型電磁石が近接して配置されてなるオメガフィルタであ
    って、前記第1のセクタ型電磁石及び前記第2のセクタ
    型電磁石の各磁極片の対向する面には光軸に沿って光軸
    の両側に磁界分布を補正するためのコイルが配置されて
    いることを特徴とするオメガフィルタ。
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US5798524A (en) * 1996-08-07 1998-08-25 Gatan, Inc. Automated adjustment of an energy filtering transmission electron microscope
US6184524B1 (en) 1996-08-07 2001-02-06 Gatan, Inc. Automated set up of an energy filtering transmission electron microscope
JP3497336B2 (ja) * 1996-12-03 2004-02-16 日本電子株式会社 エネルギーフィルタ
JP3376857B2 (ja) * 1997-05-07 2003-02-10 日新電機株式会社 イオン注入装置
JP2003297271A (ja) * 2002-04-03 2003-10-17 Hitachi High-Technologies Corp モノクロメータ付走査形電子顕微鏡

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