JP3515273B2 - 電子顕微鏡 - Google Patents
電子顕微鏡Info
- Publication number
- JP3515273B2 JP3515273B2 JP07193796A JP7193796A JP3515273B2 JP 3515273 B2 JP3515273 B2 JP 3515273B2 JP 07193796 A JP07193796 A JP 07193796A JP 7193796 A JP7193796 A JP 7193796A JP 3515273 B2 JP3515273 B2 JP 3515273B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- objective lens
- electron beam
- current
- alignment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 72
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 5
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 10
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子顕微鏡に係
り、特に対物レンズの励磁電流を変えた場合に試料上の
電子ビーム位置を調整して元の位置に戻せるようになさ
れた電子顕微鏡に関する。 【０００２】 【従来の技術】電子顕微鏡においては対物レンズの集束
状態を調整するために、その励磁電流を許容された範囲
内で変化させることが行われる。このとき、原理的には
試料上の電子ビームの位置は変化しないのであるが、実
際には、試料室の機能上鏡筒を真円に形成できない、あ
るいは使用する強磁性金属等の影響によって、対物レン
ズによる漏洩磁界の回転対称性が崩れ、電子ビームを偏
向させる成分が現れ、そのために試料上の電子ビーム位
置が変わってしまうという現象が生じることが知られて
いる。 【０００３】そこで、従来においては、対物レンズの電
子銃側にコイルを設け、このコイルに対物レンズの励磁
電流に比例する電流を供給することによって、対物レン
ズの漏洩磁界による電子ビームの偏向分をキャンセル
し、電子ビーム位置を元の位置に戻すようにすることが
行われている。なお、以下においてはこのコイルを電子
ビーム補正コイルと称するものとする。 【０００４】そのための構成例を図２に示す。図中、１
は電子銃、２はガンアラインメントチルトコイル、３は
ガンアラインメントシフトコイル、４は第１コンデンサ
レンズコイル（以下、コンデンサレンズをＣＬと略記す
る）、５は第２ＣＬコイル、６はＣＬ可動絞り、７はＣ
Ｌ非点補正コイル、８はＣＬアラインメントシフトコイ
ル、９はＣＬアラインメントチルトコイル、１１は試料
ステージ、１２は対物レンズコイル、２０は操作装置、
２１はＤ／Ａ変換器（以下、ＤＡＣと記す）、２２は増
幅器、３０は電子ビーム補正コイルを示す。なお、ここ
では対物レンズコイル１２によって形成されるレンズを
単に対物レンズと称することにする。 【０００５】電子銃１と対物レンズコイル１２との間に
は、ガンアラインメントチルトコイル２、ガンアライン
メントシフトコイル３、第１ＣＬコイル４、第２ＣＬコ
イル５、ＣＬ可動絞り６、ＣＬ非点補正コイル７、ＣＬ
アラインメントシフトコイル８、ＣＬアラインメントチ
ルトコイル９が配置されているが、これらは電子顕微鏡
に元々、基本的に備えられているものである。なお、こ
れらの各コイル及びＣＬ可動絞り６の目的あるいは機能
については周知であるので詳細な説明は省略する。 【０００６】また、ＣＬ可動絞り６とＣＬ非点補正コイ
ル７との間には電子ビーム補正コイル３０が配置されて
おり、この電子ビーム補正コイル３０には対物レンズコ
イル１２に供給される励磁電流が抵抗を介して供給され
ている。従って、電子ビーム補正コイル３０には対物レ
ンズコイル１２の励磁電流に比例した電流が供給される
のである。そして更に、この電子ビーム補正コイル３０
は配置されている平面内で移動可能となされている。 【０００７】この電子ビーム補正コイル３０は、コイル
の中心軸と電子線の通る軸とをずらして配置することに
より、ビームを偏向させる機能をもつコイルである。そ
こで、このコイルの配置位置を調整することによって対
物レンズコイル１２の励磁電流の変化による偏向作用を
打ち消すことができる。 【０００８】なお、対物レンズコイル１２以降にも種々
のレンズコイルが配置されるが、本発明においては本質
的な事項ではないので図２では省略している。以下、同
様である。 【０００９】操作装置２０は当該電子顕微鏡に関する種
々の設定等を行うためのユーザインターフェースであ
り、例えばパーソナルコンピュータで構成される。そし
て、オペレータはこの操作装置２０により各レンズに供
給する励磁電流を設定することができるようになされて
いるが、ここでは対物レンズコイル１２に供給する励磁
電流に関する事項についてだけ述べることにする。 【００１０】操作装置２０で対物レンズコイル１２の励
磁電流を設定すると、その値はデジタル化されて操作装
置２０から出力され、ＤＡＣ２１によってアナログに変
換され、更に増幅器２２で増幅されて対物レンズコイル
１２に供給される。そしてこのとき同時に当該励磁電流
に比例する電流が電子ビーム補正コイル３０に供給され
ることになる。 【００１１】従って、操作装置２０を操作して対物レン
ズコイル１２の励磁電流を変えた場合に試料上の電子ビ
ーム位置が変化したときには、オペレータは電子ビーム
補正コイル３０を適宜移動させて試料上の電子ビームの
位置を元の位置に戻す操作を行う。 【００１２】ここで、電子ビーム補正コイル３０に供給
される電流と、この電子ビーム補正コイル３０によって
形成される偏向磁界による電子ビームの偏向角との関係
について付言すると次のようである。 【００１３】いま、対物レンズコイル１２の励磁電流が
ｉOLであるとし、電子ビーム補正コイル３０にはｉB0と
いう電流が供給されているとする。この電子ビーム補正
コイル３０に流れる電流ｉB0が対物レンズコイル１２の
励磁電流ｉOLに比例していることは上述した通りであ
る。 【００１４】このような状態において対物レンズコイル
１２に供給する励磁電流を△ｉOLだけ変化させて（ｉOL
＋△ｉOL）としたとき、電子ビーム補正コイル３０に流
れる電流が△ｉB だけ変化して（ｉB0＋△ｉB ）になっ
たとし、このとき対物レンズの漏洩磁界の変化によって
電子ビームが△θOLだけ偏向され、電子ビーム補正コイ
ル３０の偏向作用によって電子ビームの偏向角が△θB
だけ変化したとする。 【００１５】このとき、上述したように、オペレータは
電子ビーム補正コイル３０を移動させて試料上の電子ビ
ーム位置を元の位置に戻すのであるが、電子ビーム位置
が元の位置に戻った状態においては、電子ビーム補正コ
イル３０による電子ビームの偏向角の変化分△θB は対
物レンズの漏洩磁界の変化による電子ビームの偏向角の
変化分△θOLを打ち消す大きさであるので、相対補正し
た加速電圧をＵ* とすると、 △θB ∝△ｉB ／（Ｕ*）1/2 …(1) であり、ここで△ｉB は△ｉOLに比例するので、 △θB ∝△ｉOL／（Ｕ*）1/2 …(2) となる。 【００１６】つまり、対物レンズコイル１２の励磁電流
を△ｉOLだけ変化させると、電子ビームは電子ビーム補
正コイル３０による偏向磁界によって△ｉOLに比例した
量だけ偏向されることになるのである。 【００１７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２に
示すように電子ビーム補正コイル３０を設けるとコスト
が高くなるばかりでなく、電子ビーム補正コイル３０の
位置調整には熟練を要するので、誰にでも簡単に電子ビ
ーム位置の調整を行うことができるものではないもので
あった。 【００１８】更に、電子ビーム補正コイル３０には鉄芯
コイルを用いるのが通常であるが、鉄芯コイルを用いる
が故に電子ビームに非点が生じてしまうという問題も生
じていた。 【００１９】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、対物レンズコイル１２の励磁電流を変化させたと
きの試料上の電子ビームの位置ずれを安価に、しかも熟
練を要することなく補正することができる電子顕微鏡を
提供することを目的とするものである。 【００２０】 【課題を解決するための手段】ところで、電子顕微鏡に
は、そもそも、基本的に、電子ビームを偏向させる作用
を有するコイルが備えられている。従って、対物レンズ
コイル１２の励磁電流を変化させたときに、その励磁電
流の変化分に応じた電流をそのようなコイルに供給する
ことによっても試料上の電子ビーム位置を調整すること
ができることが分かる。 【００２１】そこで、本発明の電子顕微鏡は、対物レン
ズと、対物レンズの電子銃側に電子ビームを偏向する作
用を有するアラインメントシフトコイルを基本的に備え
る電子顕微鏡において、対物レンズの励磁電流を変化さ
せたときに、ＩOLを変更後の対物レンズの励磁電流、ｋ
x 、ｋy を対物レンズのポールピースに固有な値、Ｉx0
を対物レンズの励磁電流を変化させる前において電子ビ
ームの軸合わせを行うために前記アラインメントシフト
コイルのｘコイルに供給する電流、Ｉy0を対物レンズの
励磁電流を変化させる前において電子ビームの軸合わせ
を行うために前記アラインメントシフトコイルのｙコイ
ルに供給する電流、ＩOLSTを前記対物レンズコイルの励
磁電流の基準値であり、対物レンズのポールピースに固
有の電流値として、前記アラインメントシフトコイルの
ｘコイルには Ｉx ＝Ｉx0＋ｋx ×（ＩOL−ＩOLST） で求められる電流Ｉx を供給し、前記アラインメントシ
フトコイルのｙコイルには Ｉy ＝Ｉy0＋ｋy ×（ＩOL−ＩOLST） で求められる電流Ｉy を供給することを特徴とする。 【００２２】 【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ実施の形
態について説明する。図１は本発明に係る電子顕微鏡の
一実施形態を示す図であり、図中、２５は操作装置、２
６はＤＡＣ、２７は増幅器を示す。なお、図２に示す構
成要素と同等なものについては同一の符号を付して重複
する説明を省略する。 【００２３】図１に示してあるコイル群は図２に示すコ
イル群から電子ビーム補正コイル３０を除いたものであ
る。即ち、図１に示すコイル群は電子顕微鏡に元々、基
本的に備えられているものである。 【００２４】操作装置２５は、当該電子顕微鏡に関する
種々の設定等を行うためのユーザインターフェースであ
り、例えばパーソナルコンピュータで構成される。そし
て、オペレータはこの操作装置２５により各レンズに供
給する励磁電流を設定することができるようになされて
いるが、ここでは対物レンズコイル１２に供給する励磁
電流を変化させた場合の動作に関する事項についてだけ
述べることにする。 【００２５】操作装置２５で対物レンズの励磁電流を設
定すると、その値はデジタル化されて操作装置２５から
出力され、ＤＡＣ２１によってアナログに変換され、更
に増幅器２２で増幅されて対物レンズコイル１２に供給
される。 【００２６】そしてこのとき、操作装置２５は、ＤＡＣ
２６に対して下記の(3) 式、(4) 式で求めた電流値をデ
ジタル化して与える。 【００２７】 Ｉx ＝Ｉx0＋ｋx ×（ＩOL−ＩOLST） …(3) Ｉy ＝Ｉy0＋ｋy ×（ＩOL−ＩOLST） …(4) ここで、Ｉx はＣＬアラインメントシフトコイル８のｘ
コイルに供給する電流、ｋx はオペレータによって入力
される値であって、対物レンズのポールピースに固有な
値、Ｉx0は対物レンズの励磁電流を変化させる前におい
て電子ビームの軸合わせを行うためにＣＬアラインメン
トシフトコイル８のｘコイルに供給する電流であり、電
子ビームの軸合わせが完了した後は変更されることがな
い値である。同様に、Ｉy はＣＬアラインメントシフト
コイル８のｙコイルに供給する電流、ｋy はオペレータ
によって入力される値であって、対物レンズのポールピ
ースに固有な値、Ｉy0は対物レンズの励磁電流を変化さ
せる前において電子ビームの軸合わせを行うためにＣＬ
アラインメントシフトコイル８のｙコイルに供給する電
流であり、電子ビームの軸合わせが完了した後は変更さ
れることがない値である。また、ＩOLは変更後の対物レ
ンズの励磁電流、ＩOLSTは対物レンズコイル１２の励磁
電流の基準値であり、対物レンズのポールピースに固有
の電流値であって、固定の値である。 【００２８】上記の(3) 式、(4) 式で求められた電流は
操作装置２５からデジタル化されてＤＡＣ２６に与えら
れ、ＤＡＣ２６でアナログに変換され、更に増幅器２７
で増幅されて、ＣＬアラインメントシフトコイル８のｘ
コイル、ｙコイルにそれぞれ供給される。 【００２９】周知のようにＣＬアラインメントシフトコ
イル８にはｘコイルとｙコイルがあるが、そのｘコイル
には上記(3) 式のように、電子ビームの軸合わせを行う
ために必要な電流Ｉx0と、対物レンズコイル１２の励磁
電流の変更後の電流と基準電流との差に応じた電流が加
算された電流が供給され、ｙコイルには上記(4) 式のよ
うに、電子ビームの軸合わせを行うために必要な電流Ｉ
y0と、対物レンズコイル１２の励磁電流の変更後の電流
と基準電流との差に応じた電流が加算された電流が供給
されることになる。 【００３０】 【００３１】このように対物レンズコイル１２の励磁電
流を変更したときに、この励磁電流の変化分に応じた電
流をＣＬアラインメントシフトコイル８のｘコイル、ｙ
コイルに供給することによって、これらのコイルによっ
て形成される偏向磁界により電子ビームが偏向されるこ
とは明らかである。なぜなら、ＣＬアラインメントシフ
トコイル８は元々電子ビームを偏向させる作用を有して
いるからである。 【００３２】ここで、対物レンズコイル１２の励磁電流
の変化分に応じてＣＬアラインメントシフトコイル８に
供給する電流を変化させたときに、当該ＣＬアラインメ
ントシフトコイル８による偏向磁界によって電子ビーム
がどれだけ偏向されるかを検討すると次のようである。
なお、ここではＣＬアラインメントシフトコイル８のｘ
コイルについてのみ検討するが、ｙコイルについても同
様であることは当然である。 【００３３】ＣＬアラインメントシフトコイル８のｘコ
イルの偏向磁界による電子ビームの偏向角の変化分を△
θsxとすると、△θsxは上記の(3) 式の右辺の第２項の
成分に比例するから △θsx∝ｋx ×（ＩOL−ＩOLST）／（Ｕ*）1/2 …(5) であるが、ここで（ＩOL−ＩOLST）は(2) 式の△ｉOLに
対応するものであるから、結局(5) 式は(2) 式と同じ形
をしており、このことから(3) 式で求められる電流を供
給することによって試料上の電子ビーム位置を補正する
ことができることが分かる。 【００３４】また、係数ｋx の意味については次のよう
である。図２に示す構成においては電子ビーム補正コイ
ル３０は配置されている平面内で移動可能となされてい
ることは上述したとおりであるが、ＣＬアラインメント
シフトコイル８は固定されており、移動可能とはなされ
ていない。 【００３５】そこで、従来の電子ビーム補正コイル３０
を移動させることに対応するものとして係数ｋx が用い
られるのである。即ち、係数ｋx を変えると電子ビーム
の偏向角は変化するのであり、このことは当該コイルを
配置されている平面内で物理的に移動させることに対応
するものなのである。 【００３６】以上のようであるので、この電子顕微鏡に
よれば、従来のように電子ビーム補正コイル３０を別途
設ける必要はなく、電子顕微鏡に元々備えられているＣ
Ｌアラインメントシフトコイル８を用いることによって
試料上の電子ビーム位置を調整することができるので、
コストの上昇を最小限に留めることができるばかりでな
く、電子ビーム補正コイル３０を設ける必要がないの
で、電子ビーム補正コイル３０による非点の発生を防止
することができる。 【００３７】また、オペレータは操作装置２５で二つの
係数ｋx ，ｋy を入力するだけでよいので電子ビーム位
置の調整を容易に行うことができる。 【００３８】更に、電子顕微鏡においては対物レンズの
ポールピースを交換することが行われることがあり、対
物レンズのポールピースを交換した場合、従来において
はポールピースを交換する度毎に電子ビーム補正コイル
３０の位置調整を行う必要があったが、上記の二つの係
数ｋx ，ｋy は対物レンズのポールピースに固有な値で
あるので、ポールピース毎にこれら二つの係数ｋx ，ｋ
y を記憶させておけばポールピースを交換した場合には
当該ポールピースの係数を読み出してセットすればよい
ので、調整が容易である。 【００３９】ここで二つの係数ｋx ，ｋy が対物レンズ
のポールピースに固有な値であることは明らかである。
なぜなら、対物レンズコイル１２の励磁電流を変化させ
たときに試料上の電子ビーム位置が変わってしまうのは
対物レンズの漏洩磁界に基づくものであることは上述し
たとおりであるが、この漏洩磁界は対物レンズのポール
ピースの特性に起因するものだからである。
り、特に対物レンズの励磁電流を変えた場合に試料上の
電子ビーム位置を調整して元の位置に戻せるようになさ
れた電子顕微鏡に関する。 【０００２】 【従来の技術】電子顕微鏡においては対物レンズの集束
状態を調整するために、その励磁電流を許容された範囲
内で変化させることが行われる。このとき、原理的には
試料上の電子ビームの位置は変化しないのであるが、実
際には、試料室の機能上鏡筒を真円に形成できない、あ
るいは使用する強磁性金属等の影響によって、対物レン
ズによる漏洩磁界の回転対称性が崩れ、電子ビームを偏
向させる成分が現れ、そのために試料上の電子ビーム位
置が変わってしまうという現象が生じることが知られて
いる。 【０００３】そこで、従来においては、対物レンズの電
子銃側にコイルを設け、このコイルに対物レンズの励磁
電流に比例する電流を供給することによって、対物レン
ズの漏洩磁界による電子ビームの偏向分をキャンセル
し、電子ビーム位置を元の位置に戻すようにすることが
行われている。なお、以下においてはこのコイルを電子
ビーム補正コイルと称するものとする。 【０００４】そのための構成例を図２に示す。図中、１
は電子銃、２はガンアラインメントチルトコイル、３は
ガンアラインメントシフトコイル、４は第１コンデンサ
レンズコイル（以下、コンデンサレンズをＣＬと略記す
る）、５は第２ＣＬコイル、６はＣＬ可動絞り、７はＣ
Ｌ非点補正コイル、８はＣＬアラインメントシフトコイ
ル、９はＣＬアラインメントチルトコイル、１１は試料
ステージ、１２は対物レンズコイル、２０は操作装置、
２１はＤ／Ａ変換器（以下、ＤＡＣと記す）、２２は増
幅器、３０は電子ビーム補正コイルを示す。なお、ここ
では対物レンズコイル１２によって形成されるレンズを
単に対物レンズと称することにする。 【０００５】電子銃１と対物レンズコイル１２との間に
は、ガンアラインメントチルトコイル２、ガンアライン
メントシフトコイル３、第１ＣＬコイル４、第２ＣＬコ
イル５、ＣＬ可動絞り６、ＣＬ非点補正コイル７、ＣＬ
アラインメントシフトコイル８、ＣＬアラインメントチ
ルトコイル９が配置されているが、これらは電子顕微鏡
に元々、基本的に備えられているものである。なお、こ
れらの各コイル及びＣＬ可動絞り６の目的あるいは機能
については周知であるので詳細な説明は省略する。 【０００６】また、ＣＬ可動絞り６とＣＬ非点補正コイ
ル７との間には電子ビーム補正コイル３０が配置されて
おり、この電子ビーム補正コイル３０には対物レンズコ
イル１２に供給される励磁電流が抵抗を介して供給され
ている。従って、電子ビーム補正コイル３０には対物レ
ンズコイル１２の励磁電流に比例した電流が供給される
のである。そして更に、この電子ビーム補正コイル３０
は配置されている平面内で移動可能となされている。 【０００７】この電子ビーム補正コイル３０は、コイル
の中心軸と電子線の通る軸とをずらして配置することに
より、ビームを偏向させる機能をもつコイルである。そ
こで、このコイルの配置位置を調整することによって対
物レンズコイル１２の励磁電流の変化による偏向作用を
打ち消すことができる。 【０００８】なお、対物レンズコイル１２以降にも種々
のレンズコイルが配置されるが、本発明においては本質
的な事項ではないので図２では省略している。以下、同
様である。 【０００９】操作装置２０は当該電子顕微鏡に関する種
々の設定等を行うためのユーザインターフェースであ
り、例えばパーソナルコンピュータで構成される。そし
て、オペレータはこの操作装置２０により各レンズに供
給する励磁電流を設定することができるようになされて
いるが、ここでは対物レンズコイル１２に供給する励磁
電流に関する事項についてだけ述べることにする。 【００１０】操作装置２０で対物レンズコイル１２の励
磁電流を設定すると、その値はデジタル化されて操作装
置２０から出力され、ＤＡＣ２１によってアナログに変
換され、更に増幅器２２で増幅されて対物レンズコイル
１２に供給される。そしてこのとき同時に当該励磁電流
に比例する電流が電子ビーム補正コイル３０に供給され
ることになる。 【００１１】従って、操作装置２０を操作して対物レン
ズコイル１２の励磁電流を変えた場合に試料上の電子ビ
ーム位置が変化したときには、オペレータは電子ビーム
補正コイル３０を適宜移動させて試料上の電子ビームの
位置を元の位置に戻す操作を行う。 【００１２】ここで、電子ビーム補正コイル３０に供給
される電流と、この電子ビーム補正コイル３０によって
形成される偏向磁界による電子ビームの偏向角との関係
について付言すると次のようである。 【００１３】いま、対物レンズコイル１２の励磁電流が
ｉOLであるとし、電子ビーム補正コイル３０にはｉB0と
いう電流が供給されているとする。この電子ビーム補正
コイル３０に流れる電流ｉB0が対物レンズコイル１２の
励磁電流ｉOLに比例していることは上述した通りであ
る。 【００１４】このような状態において対物レンズコイル
１２に供給する励磁電流を△ｉOLだけ変化させて（ｉOL
＋△ｉOL）としたとき、電子ビーム補正コイル３０に流
れる電流が△ｉB だけ変化して（ｉB0＋△ｉB ）になっ
たとし、このとき対物レンズの漏洩磁界の変化によって
電子ビームが△θOLだけ偏向され、電子ビーム補正コイ
ル３０の偏向作用によって電子ビームの偏向角が△θB
だけ変化したとする。 【００１５】このとき、上述したように、オペレータは
電子ビーム補正コイル３０を移動させて試料上の電子ビ
ーム位置を元の位置に戻すのであるが、電子ビーム位置
が元の位置に戻った状態においては、電子ビーム補正コ
イル３０による電子ビームの偏向角の変化分△θB は対
物レンズの漏洩磁界の変化による電子ビームの偏向角の
変化分△θOLを打ち消す大きさであるので、相対補正し
た加速電圧をＵ* とすると、 △θB ∝△ｉB ／（Ｕ*）1/2 …(1) であり、ここで△ｉB は△ｉOLに比例するので、 △θB ∝△ｉOL／（Ｕ*）1/2 …(2) となる。 【００１６】つまり、対物レンズコイル１２の励磁電流
を△ｉOLだけ変化させると、電子ビームは電子ビーム補
正コイル３０による偏向磁界によって△ｉOLに比例した
量だけ偏向されることになるのである。 【００１７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２に
示すように電子ビーム補正コイル３０を設けるとコスト
が高くなるばかりでなく、電子ビーム補正コイル３０の
位置調整には熟練を要するので、誰にでも簡単に電子ビ
ーム位置の調整を行うことができるものではないもので
あった。 【００１８】更に、電子ビーム補正コイル３０には鉄芯
コイルを用いるのが通常であるが、鉄芯コイルを用いる
が故に電子ビームに非点が生じてしまうという問題も生
じていた。 【００１９】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、対物レンズコイル１２の励磁電流を変化させたと
きの試料上の電子ビームの位置ずれを安価に、しかも熟
練を要することなく補正することができる電子顕微鏡を
提供することを目的とするものである。 【００２０】 【課題を解決するための手段】ところで、電子顕微鏡に
は、そもそも、基本的に、電子ビームを偏向させる作用
を有するコイルが備えられている。従って、対物レンズ
コイル１２の励磁電流を変化させたときに、その励磁電
流の変化分に応じた電流をそのようなコイルに供給する
ことによっても試料上の電子ビーム位置を調整すること
ができることが分かる。 【００２１】そこで、本発明の電子顕微鏡は、対物レン
ズと、対物レンズの電子銃側に電子ビームを偏向する作
用を有するアラインメントシフトコイルを基本的に備え
る電子顕微鏡において、対物レンズの励磁電流を変化さ
せたときに、ＩOLを変更後の対物レンズの励磁電流、ｋ
x 、ｋy を対物レンズのポールピースに固有な値、Ｉx0
を対物レンズの励磁電流を変化させる前において電子ビ
ームの軸合わせを行うために前記アラインメントシフト
コイルのｘコイルに供給する電流、Ｉy0を対物レンズの
励磁電流を変化させる前において電子ビームの軸合わせ
を行うために前記アラインメントシフトコイルのｙコイ
ルに供給する電流、ＩOLSTを前記対物レンズコイルの励
磁電流の基準値であり、対物レンズのポールピースに固
有の電流値として、前記アラインメントシフトコイルの
ｘコイルには Ｉx ＝Ｉx0＋ｋx ×（ＩOL−ＩOLST） で求められる電流Ｉx を供給し、前記アラインメントシ
フトコイルのｙコイルには Ｉy ＝Ｉy0＋ｋy ×（ＩOL−ＩOLST） で求められる電流Ｉy を供給することを特徴とする。 【００２２】 【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ実施の形
態について説明する。図１は本発明に係る電子顕微鏡の
一実施形態を示す図であり、図中、２５は操作装置、２
６はＤＡＣ、２７は増幅器を示す。なお、図２に示す構
成要素と同等なものについては同一の符号を付して重複
する説明を省略する。 【００２３】図１に示してあるコイル群は図２に示すコ
イル群から電子ビーム補正コイル３０を除いたものであ
る。即ち、図１に示すコイル群は電子顕微鏡に元々、基
本的に備えられているものである。 【００２４】操作装置２５は、当該電子顕微鏡に関する
種々の設定等を行うためのユーザインターフェースであ
り、例えばパーソナルコンピュータで構成される。そし
て、オペレータはこの操作装置２５により各レンズに供
給する励磁電流を設定することができるようになされて
いるが、ここでは対物レンズコイル１２に供給する励磁
電流を変化させた場合の動作に関する事項についてだけ
述べることにする。 【００２５】操作装置２５で対物レンズの励磁電流を設
定すると、その値はデジタル化されて操作装置２５から
出力され、ＤＡＣ２１によってアナログに変換され、更
に増幅器２２で増幅されて対物レンズコイル１２に供給
される。 【００２６】そしてこのとき、操作装置２５は、ＤＡＣ
２６に対して下記の(3) 式、(4) 式で求めた電流値をデ
ジタル化して与える。 【００２７】 Ｉx ＝Ｉx0＋ｋx ×（ＩOL−ＩOLST） …(3) Ｉy ＝Ｉy0＋ｋy ×（ＩOL−ＩOLST） …(4) ここで、Ｉx はＣＬアラインメントシフトコイル８のｘ
コイルに供給する電流、ｋx はオペレータによって入力
される値であって、対物レンズのポールピースに固有な
値、Ｉx0は対物レンズの励磁電流を変化させる前におい
て電子ビームの軸合わせを行うためにＣＬアラインメン
トシフトコイル８のｘコイルに供給する電流であり、電
子ビームの軸合わせが完了した後は変更されることがな
い値である。同様に、Ｉy はＣＬアラインメントシフト
コイル８のｙコイルに供給する電流、ｋy はオペレータ
によって入力される値であって、対物レンズのポールピ
ースに固有な値、Ｉy0は対物レンズの励磁電流を変化さ
せる前において電子ビームの軸合わせを行うためにＣＬ
アラインメントシフトコイル８のｙコイルに供給する電
流であり、電子ビームの軸合わせが完了した後は変更さ
れることがない値である。また、ＩOLは変更後の対物レ
ンズの励磁電流、ＩOLSTは対物レンズコイル１２の励磁
電流の基準値であり、対物レンズのポールピースに固有
の電流値であって、固定の値である。 【００２８】上記の(3) 式、(4) 式で求められた電流は
操作装置２５からデジタル化されてＤＡＣ２６に与えら
れ、ＤＡＣ２６でアナログに変換され、更に増幅器２７
で増幅されて、ＣＬアラインメントシフトコイル８のｘ
コイル、ｙコイルにそれぞれ供給される。 【００２９】周知のようにＣＬアラインメントシフトコ
イル８にはｘコイルとｙコイルがあるが、そのｘコイル
には上記(3) 式のように、電子ビームの軸合わせを行う
ために必要な電流Ｉx0と、対物レンズコイル１２の励磁
電流の変更後の電流と基準電流との差に応じた電流が加
算された電流が供給され、ｙコイルには上記(4) 式のよ
うに、電子ビームの軸合わせを行うために必要な電流Ｉ
y0と、対物レンズコイル１２の励磁電流の変更後の電流
と基準電流との差に応じた電流が加算された電流が供給
されることになる。 【００３０】 【００３１】このように対物レンズコイル１２の励磁電
流を変更したときに、この励磁電流の変化分に応じた電
流をＣＬアラインメントシフトコイル８のｘコイル、ｙ
コイルに供給することによって、これらのコイルによっ
て形成される偏向磁界により電子ビームが偏向されるこ
とは明らかである。なぜなら、ＣＬアラインメントシフ
トコイル８は元々電子ビームを偏向させる作用を有して
いるからである。 【００３２】ここで、対物レンズコイル１２の励磁電流
の変化分に応じてＣＬアラインメントシフトコイル８に
供給する電流を変化させたときに、当該ＣＬアラインメ
ントシフトコイル８による偏向磁界によって電子ビーム
がどれだけ偏向されるかを検討すると次のようである。
なお、ここではＣＬアラインメントシフトコイル８のｘ
コイルについてのみ検討するが、ｙコイルについても同
様であることは当然である。 【００３３】ＣＬアラインメントシフトコイル８のｘコ
イルの偏向磁界による電子ビームの偏向角の変化分を△
θsxとすると、△θsxは上記の(3) 式の右辺の第２項の
成分に比例するから △θsx∝ｋx ×（ＩOL−ＩOLST）／（Ｕ*）1/2 …(5) であるが、ここで（ＩOL−ＩOLST）は(2) 式の△ｉOLに
対応するものであるから、結局(5) 式は(2) 式と同じ形
をしており、このことから(3) 式で求められる電流を供
給することによって試料上の電子ビーム位置を補正する
ことができることが分かる。 【００３４】また、係数ｋx の意味については次のよう
である。図２に示す構成においては電子ビーム補正コイ
ル３０は配置されている平面内で移動可能となされてい
ることは上述したとおりであるが、ＣＬアラインメント
シフトコイル８は固定されており、移動可能とはなされ
ていない。 【００３５】そこで、従来の電子ビーム補正コイル３０
を移動させることに対応するものとして係数ｋx が用い
られるのである。即ち、係数ｋx を変えると電子ビーム
の偏向角は変化するのであり、このことは当該コイルを
配置されている平面内で物理的に移動させることに対応
するものなのである。 【００３６】以上のようであるので、この電子顕微鏡に
よれば、従来のように電子ビーム補正コイル３０を別途
設ける必要はなく、電子顕微鏡に元々備えられているＣ
Ｌアラインメントシフトコイル８を用いることによって
試料上の電子ビーム位置を調整することができるので、
コストの上昇を最小限に留めることができるばかりでな
く、電子ビーム補正コイル３０を設ける必要がないの
で、電子ビーム補正コイル３０による非点の発生を防止
することができる。 【００３７】また、オペレータは操作装置２５で二つの
係数ｋx ，ｋy を入力するだけでよいので電子ビーム位
置の調整を容易に行うことができる。 【００３８】更に、電子顕微鏡においては対物レンズの
ポールピースを交換することが行われることがあり、対
物レンズのポールピースを交換した場合、従来において
はポールピースを交換する度毎に電子ビーム補正コイル
３０の位置調整を行う必要があったが、上記の二つの係
数ｋx ，ｋy は対物レンズのポールピースに固有な値で
あるので、ポールピース毎にこれら二つの係数ｋx ，ｋ
y を記憶させておけばポールピースを交換した場合には
当該ポールピースの係数を読み出してセットすればよい
ので、調整が容易である。 【００３９】ここで二つの係数ｋx ，ｋy が対物レンズ
のポールピースに固有な値であることは明らかである。
なぜなら、対物レンズコイル１２の励磁電流を変化させ
たときに試料上の電子ビーム位置が変わってしまうのは
対物レンズの漏洩磁界に基づくものであることは上述し
たとおりであるが、この漏洩磁界は対物レンズのポール
ピースの特性に起因するものだからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る電子顕微鏡の一実施形態を示す
図である。 【図２】 従来の電子顕微鏡の構成例を示す図である。 【符号の説明】 １…電子銃、２…ガンアラインメントチルトコイル、３
…ガンアラインメントシフトコイル、４…第１ＣＬコイ
ル、５…第２ＣＬコイル、６…ＣＬ可動絞り、７…ＣＬ
非点補正コイル、８…ＣＬアラインメントシフトコイ
ル、９…ＣＬアラインメントチルトコイル、１１…試料
ステージ、１２…対物レンズコイル、２０…操作装置、
２１…ＤＡＣ、２２…増幅器、２５…操作装置、２６…
ＤＡＣ、２７…増幅器、３０…電子ビーム補正コイル。
図である。 【図２】 従来の電子顕微鏡の構成例を示す図である。 【符号の説明】 １…電子銃、２…ガンアラインメントチルトコイル、３
…ガンアラインメントシフトコイル、４…第１ＣＬコイ
ル、５…第２ＣＬコイル、６…ＣＬ可動絞り、７…ＣＬ
非点補正コイル、８…ＣＬアラインメントシフトコイ
ル、９…ＣＬアラインメントチルトコイル、１１…試料
ステージ、１２…対物レンズコイル、２０…操作装置、
２１…ＤＡＣ、２２…増幅器、２５…操作装置、２６…
ＤＡＣ、２７…増幅器、３０…電子ビーム補正コイル。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 大蔵 善博
東京都昭島市武蔵野三丁目１番２号 日
本電子株式会社内
(56)参考文献 特開 平３−250773（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−22038（ＪＰ，Ａ)
実開 昭57−158161（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01J 37/147
H01J 37/21
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】対物レンズと、対物レンズの電子銃側に電
子ビームを偏向する作用を有するアラインメントシフト
コイルを基本的に備える電子顕微鏡において、 対物レンズの励磁電流を変化させたときに、ＩOLを変更
後の対物レンズの励磁電流、ｋx 、ｋy を対物レンズの
ポールピースに固有な値、Ｉx0を対物レンズの励磁電流
を変化させる前において電子ビームの軸合わせを行うた
めに前記アラインメントシフトコイルのｘコイルに供給
する電流、Ｉy0を対物レンズの励磁電流を変化させる前
において電子ビームの軸合わせを行うために前記アライ
ンメントシフトコイルのｙコイルに供給する電流、Ｉ
OLSTを前記対物レンズコイルの励磁電流の基準値であ
り、対物レンズのポールピースに固有の電流値として、
前記アラインメントシフトコイルのｘコイルには Ｉx ＝Ｉx0＋ｋx ×（ＩOL−ＩOLST） で求められる電流Ｉx を供給し、前記アラインメントシ
フトコイルのｙコイルには Ｉy ＝Ｉy0＋ｋy ×（ＩOL−ＩOLST） で求められる電流Ｉy を供給することを特徴とする電子
顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07193796A JP3515273B2 (ja) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | 電子顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07193796A JP3515273B2 (ja) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | 電子顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09259803A JPH09259803A (ja) | 1997-10-03 |
| JP3515273B2 true JP3515273B2 (ja) | 2004-04-05 |
Family
ID=13474932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07193796A Expired - Fee Related JP3515273B2 (ja) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | 電子顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3515273B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002216695A (ja) * | 2001-01-15 | 2002-08-02 | Topcon Denshi Beam Service:Kk | 分析透過型電子顕微鏡 |
| JP4801573B2 (ja) * | 2006-12-11 | 2011-10-26 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 走査電子顕微鏡 |
| JP5237836B2 (ja) * | 2009-01-06 | 2013-07-17 | 日本電子株式会社 | 電子線装置及び電子線装置の動作方法 |
-
1996
- 1996-03-27 JP JP07193796A patent/JP3515273B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09259803A (ja) | 1997-10-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5481164A (en) | Variable axis stigmator | |
| US5635719A (en) | Variable curvilinear axis deflection means for particle optical lenses | |
| JP2502425B2 (ja) | 荷電粒子ビ―ム偏向装置 | |
| US5757010A (en) | Curvilinear variable axis lens correction with centered dipoles | |
| JP3210613B2 (ja) | 曲線軸補正装置 | |
| US5444257A (en) | Electron-beam exposure system for reduced distortion of electron beam spot | |
| JP3515273B2 (ja) | 電子顕微鏡 | |
| US5708274A (en) | Curvilinear variable axis lens correction with crossed coils | |
| US5382800A (en) | Charged particle beam exposure method and apparatus | |
| US5519216A (en) | Electron-optical imaging system having controllable elements | |
| US5285074A (en) | Dynamic compensation of non-linear electron beam landing angle in variable axis lenses | |
| JP2002042707A (ja) | 非点収差補正装置 | |
| US3569698A (en) | Particle-beam apparatus provided with a phase-shifting foil which corrects for wave aberrations | |
| US6720558B2 (en) | Transmission electron microscope equipped with energy filter | |
| US4968893A (en) | Scanning electron beam exposure system | |
| US5850083A (en) | Charged particle beam lithograph apparatus | |
| US5264703A (en) | Electron beam instrument | |
| JP3577487B2 (ja) | 電子ビーム描画装置 | |
| US4980921A (en) | Magnetic system for dynamic loudspeaker | |
| JP3691954B2 (ja) | 結像型エネルギフィルタ歪補正装置 | |
| JP3969463B2 (ja) | 荷電粒子ビーム露光方法及び装置 | |
| JPS5810818B2 (ja) | 電磁レンズ装置 | |
| JP3818726B2 (ja) | 荷電粒子ビーム露光方法及び装置 | |
| JPH04324239A (ja) | 透過電子顕微鏡における対物レンズ | |
| JPS5921163B2 (ja) | デンシビ−ムロコウソウチ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040107 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040115 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100123 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110123 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110123 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120123 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130123 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130123 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140123 Year of fee payment: 10 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |