JP4416208B2 - 磁気形結像エネルギフィルタを有する電子顕微鏡 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気形結像エネルギフィルタを有する電子顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
透過形顕微鏡用の結像エネルギフィルタ、例えば、ＵＳ４７０２６１に記載されている所謂アルファα形フィルタ及びＵＳ−Ａ４７４０７０４に記載されているように所謂オメガΩ―フィルタのようなものでは、収差により、アクロマチック像平面内及び分散平面内で分解能損失が惹起され、―分散平面では、対象物を透過した電子のエネルギスペクトル損失が惹起されーひいてはエネルギ分解能損失が惹起される。支配的な収差は、２次的なものである。それらの収差は、１８の直線的に独立の収差係数により表される。ミスフォーカシングは、２乗的に又は双一次的に像点の軸方向間隔とか照射アパーチャのような幾何学的パラメータ及び標準エネルギからの電子エネルギの偏差に依存する。
【０００３】
Ｈ． Ｒｏｓｅ及びＤ． Ｋｒａｈｌ ｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｅｄｉｔｅｄ ｂｙ Ｌ． Ｒｅｉｎｅｒ 第４３−１４９頁（Ｋａｐｉｅｌ Ｅｎｅｒｇｙ Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｓｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）の研究及びＳｔｅｆａｎ氏論文Ｏｐｔｉｍｉｅｒｕｎｇ ａｂｂｉｌｄｅｎｄｅｒ Ｅｎｅｒｇｉｅｆｉｌｔｅｒ ｆｕｅｒ ｄｉｅ ａｎａｌｙｔｉｓｃｈｅ Ｅｌｅｋｔｒｏｎｅｎｍｉｋｒｏｓｋｏｐｉｅ “ＴＨ Ｄａｒｍｓｔａｄｔ， １９９８６から公知の事項によれば、フィルタの対称的構成のもとで、フィルタを通っての基本的軌道のガイドの適宜な選定により、そしてヘクサポール（Hexapol）補正器の使用により、アクロマチック像平面及び分散平面における２次の幾何学的誤差（ザイデルｓｅｉｄｅｌ収差）が補正され得る。ヘクサポール（Hexapol）補正により、同時にアクロマチック像平面にて、色収差、これは像点の軸方向間隔及びエネルギ偏差に依存する色収差が消失する。これに反し、アクロマチック像平面及び分散平面における軸方向色誤差は残る。アクロマチック像平面における色誤差の、横方向分解能への影響を、亦比較的大きなエネルギウインドウを選定すれば無視することもできる。それというのはその影響は僅かになるからである。分散平面内で分散方向で作用する、軸方向色誤差のコンポーネント成分（Ｃγγk）は、エネルギフィルタのエネルギ分散（Ｄ）と関連して、エネルギ損失スペクトルの焦点面の傾斜勾配を、分散平面に対して角度Θだけ下式に相応して生じさせる。
【０００４】
ｔａｎΘ＝ＣγγK／Ｃγk，
ここでＣγkは分散係数であり、この分散係数は、
Ｄ＝Ｃγk／Ｅ
から得られる。焦点面の前記の傾斜勾配は、エネルギスペクトルのパラレルのレジストレーション位置合わせーここでは、分散平面が円形レンズ又はレンズ組合せにより検出器平面、例えばイメージングプレート又はＣＣＤカメラに結像されるーにおいて、不都合な影響を及ぼす。何故ならば、分散平面に対する焦点面の傾斜に基づき軸方向色誤差によりエネルギ分解能の劣化を、エネルギ損失の増大と共に甘受しなければならないからである。この効果は、次のような場合、一層顕著に現れる、即ち、大きな軸方向間隔パラメータγにより表される比較的大きな像野、ないし像領域フィールドがエネルギスペクトルに寄与する場合顕著に現れる。従って、上述のＨ．Ｒｏｓｅ及びＤ．Ｋｒａｈｌ の研究により、既に、確かめられているところによればエネルギスペクトルのパラレルのレジストレーション位置組合せにより軸方向色誤差を補償しなければならない。然し乍ら、軸方向色誤差の補正のための具体的提案はなされていない。
【０００５】
更に、ＵＳ−Ａ５４４８０６３にて記載されているオメガ形フィルタでは全体的に新規なヘクサポール（Hexapol）補正器により２次のすべての幾何学的収差及び２次のすべての色収差、ひいては、亦軸方向色誤差を補正しなければならない。但しそこに提示されているフィルタの例は、アクロマチック像平面ではスティグマティックでない、換言すればフィルタの入力側像平面がフィルタにより、アスティグマティックにアクロマチック像平面内に結像される。方向変換ないし偏向磁石のダイポール磁界、磁場に対して垂直及び平行な断面間の焦点差は、当該フィルタでは２６．４ｍｍないし３２．７ｍｍである。それにより前記フィルタは、結像フィルターここではエネルギフィルタリングされた対象物像が検出器平面内に結像されるーとしての適用には適しない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題とするところは、エネルギフィルタリングされた対象物像又は回析像を検出器平面内に結像するのに適しているのみならず、エネルギスペクトルのパラレルレジストレーション位置合せのため検出器平面内へ分散平面を結像するのにも適する磁気形結像エネルギフィルタを有する電子顕微鏡を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、請求項１の構成要件により解決される。本発明の有利な発展形態は、従属形式の請求項に特定されている。
【０００８】
本発明の電子顕微鏡は、中心平面に対して対称的に配された磁気的方向変換系を有する。エネルギフィルタは、第１の入力側の平面―入力側像平面―を、スティグマティックに、且つアクロマチックに第１の出力側平面−アクロマチック像平面に結像する。同時にエネルギフィルタは、第２の入力側の平面―入力側像平面―を、スティグマティックに、且つアクロマチック分散的に第２の出力側平面に結像する。
【０００９】
ビーム方向で見て、エネルギフィルタには投影系が後続し、この投影系により選択的に分散平面又はアクロマチック像平面が拡大されて、検出器平面内に結像可能である。検出器平面へのアクロマチック像平面の結像の際エネルギフィルタリングされた対象物レジストレーション位置合わせが行なわれる、即ち、対象物がエネルギフィルタの入力側像平面内に結像されるとき当該の対象物レジストレーション位置合わせが行なわれるか、又は、対象物回析パターンのエネルギフィルタリングされたレジストレーション位置合わせが行なわれる、即ち、対象物を結像する対物レンズのフーリエ平面がエネルギフィルタの入力側像平面内に結像されたとき当該の対象物回析パターンのレジストレーション位置合わせが行われる。検出器平面内への分散平面の結像の際は、対象物との相互作用の後生じる、電子のエネルギスペクトルのパラレルレジストレーション位置合わせが行われる。
【００１０】
少なくともエネルギフィルタの方向変換系間にヘクサポール（Hexapol）補正器が設けられている。更に、付加的なヘクサポール（Hexapol）を、入力側像平面及びアクロマチック像平面内に設けられることもできる。検出器平面内へのアクロマチック像平面の結像と、分散平面の結像との間の切換の際ヘクサポール（Hexapol）補正器の一部分の励磁の切換が行われる。アクロマチック像平面の結像の場合は、ヘクサポール（Hexapol）は次のように励磁される、即ち、２次のすべての幾何学的収差（ザイデルｓｅｉｄｅｌ収差）がアクロマチック像平面内で補正されるように励磁される。これに対し、検出器平面内への分散平面の場合は、ヘクサポール（Hexapol）は次のように励磁される、即ち、２次の開口誤差のほかに、エネルギフィルタ又はエネルギフィルタと投影系から成る系の軸方向誤差も補正されるように励磁される。検出器平面内への結像の場合障害とならない他の幾何学的誤差は許容される。
【００１１】
本発明の基礎を成す認識とするところは、軸方向色誤差の補正が、付加的なヘクサポール（Hexapol）なしで２次の開口誤差の補正を同時に維持しつつ、２次の幾何学的誤差の補正のためいずれにしろ設けられているヘクサポール（Hexapol）の励磁を相応に変化させることにより有利になるということである。成る程、変化された励磁に基づき、２次の幾何学的誤差が生じるが、同時に認識されたところによれば、当該の幾何学的誤差は、―検出器平面内への分散平面の結像の際―ひいてはまさに軸方向誤差が不都合な作用をしないことが認られる場合には−差し障りがないということである。本発明は、そこにて軸方向色誤差が補正されていないエネルギフィルタを有する電子顕微鏡に比して、エネルギ損失スペクトルのパラレルレジストレーション位置合わせのもとで遙かに一層高められたエネルギ分解能を有し、ここで構成上の付加コストの生じないようにするものである。
【００１２】
分散平面での焦点面の傾斜のため、エネルギフィルタの軸方向色誤差のほかに、エネルギフィルタに後置接続された投影系の偏心的の色誤差が寄与する。投影系の当該の偏心的の色誤差の極性及び大きさに応じてエネルギフィルタの軸方向誤差がヘクサポール（Hexapol）の相応の励磁を介して過度オーバー又は不足アンダーに補正され得、その結果エネルギフィルタの軸方向色誤差の残余部分が投影系の偏心的色誤差を補償する。
【００１３】
本発明の１つの具体的実施例では、エネルギフィルタは４つの磁気的方向変換領域を有する。各２つのヘクサポール（Hexapol）は、第１，第２方向変換領域間で、そして、それと対称的な２つの更なるヘクサポール（Hexapol）が第３，第４方向変換領域間に設けられる。更に、エネルギフィルタの対称平面内に１つの付加的ヘクサポール（Hexapol）が設けられる。分散平面の結像とアクロマチック像平面の結像との間の切換の場合、第１，第２方向変換領域間、これと対称的な第３，第４方向変換領域間の２つのヘクサポール（Hexapol）のうちの１つ、及び対称平面におけるヘクサポール（Hexapol）の励磁のみが変化される。これに対して、他のすべてのヘクサポール（Hexapol）の励磁が損失の際変わらない侭におかれる。更に第１，第２方向変換領域間のヘクサポール（Hexapol）の励磁変化及びそれと対称的な第３，第４方向変換領域間のヘクサポール（Hexapol）の励磁変化が、対称平面内でのヘクサポール（Hexapol）の励磁変化と逆方向に行われるように構成されているのである。
【００１４】
本発明の具体的実施例では、２つのさらなるヘクサポール（Hexapol）が、設けられており、そのうちの一方が、エネルギフィルタのアクロマチック像平面に設けられており、そして、他方がそれと共役的な、入力側平面内に配置されているのである。
【００１５】
本発明の実施形態によれば、分散平面の結像の場合の対称平面内でのヘクサポール（Hexapol）の励磁がアクロマチック像平面の結像の場合におけるより係数２〜４例えば、２．８１だけ大であるのである。
【００１６】
これに反して本発明の別の実施形態によれば、アクロマチック像平面の方向変換領域の検出器平面での第１ヘクサポール（Hexapol）の励磁が分散平面の結像の場合におけるより係数１．５〜２．５、例えば１．８７大であるのである。
【００１７】
【実施例】
次に本発明を図示の実施例に即して詳述する。
【００１８】
図１に示す透過形電子顕微鏡の上方部分は、ＵＳ−Ａ４８１２５２から公知の従来の構成を有する。電子源は１で示されている。電子源１に後置接続された２段のコンデンサ２，３を用いて電子源から放出される電子からコリメートされた電子ビームが生ぜしめられ、このコリメートされた電子ビームのアパーチャは、開口絞り４の開口直径により定まる。当該のコリメートされた電子ビームにより対象レンズ５の磁極片スリット内に位置定めされた対象物６が照射される。対象物６の操作のため、対象レンズ５内を通されるマニピュータ６ａ上に配置されている。
【００１９】
対物レンズ５に後置接続された同様に磁気レンズとして構成された３つの、結像段８，９，１０を用いて対象物５又は対象物５の回析パターンの増大された像がエネルギフィルタ１１〜１４の入力側像平面ＢＥ内に生ぜしめられる。伝達される像野の大きさは、対象物レンズ５に後置接続された像野絞り７の開口直径により定まる。エネルギフィルタ１１〜１４への入射前の結像条件は、ＵＳ−Ａ４８１２６５２にて記載された結像条件に相応し、その結果対象物結像の際調整セッティングされた増大に無関係に、対象物６の像がエネルギフィルタ１１〜１４の入射像平面ＢＥ内に位置し、そして、電子源の像がエネルギフィルタの入射回析平面ＤＥ内に位置する。対象物回析パターンの採録の際、電子源１の像がエネルギフィルタの入射像平面ＢＥ内にあり、対象物６の像が入射回析平面ＤＥ内に位置する。
【００２０】
エネルギフィルタは、１つの中心平面Ｍに対して対称的に配された磁気的偏向領域１１〜１４を有するオメガ形フィルタとして構成されており、前記の偏向領域１１〜１４により、電子はギリシャ文字Ωに類似の軌道上を導かれる。方向変換領域１１〜１４における磁界方向は、それぞれ図１の図平面に対して垂直方向である。エネルギフィルタ内に走入する、規定エネルギを有する電子は、４つの方向変換領域１１〜１４の各々においてそれぞれ同じ大きさの角度だけ偏向され、この角度は、図３を用いて更に詳述するフィルタではそれぞれ９０°である。図１から明らかなように、電子は、第１方向変換系１１及び第４の方向変換１４において、大きさに関しても、方向に関しても同じ方向変換を受け、その結果相応の大きさに構成された磁極片を介して両方向変換系は、１つの共通の方向変換系としても構成され得、この共通の方向変換系には電子がそれぞれ２重通過する。
【００２１】
総じてエネルギフィルタは、所謂直線透視形ｇｅｒａｄｅｓｉｃｈｔｉｇｅｓフィルタとして構成される、即ち、―点鎖線で示す光学軸―この上を規定エネルギを有する電子が動く−は、エネルギフィルタから出射後では、当該のエネルギフィルタへの入射前と同軸的になる。
【００２２】
エネルギフィルタは、所謂２重に結像するエネルギフィルタである。当該エネルギフィルタは、入射像平面ＢＥをアクロマチック且つスティグマティックに出力側像平面ＢＡ内に結像する、それと同時に、前記エネルギフィルタは、入力側回析平面ＤＥをスティグマティック且つ分散的に分散平面ＤＡ内に結像する。第２方向変換領域１２と第３方向変換領域１３との間に入力側像平面ＢＥのスティグマティック中間像が生じる。
【００２３】
エネルギフィルタは、全部で７つのヘクサポール（Hexapol）補正器Ｓ１〜Ｓ７を有する。２つの第１のヘクサポール（Hexapol）Ｓ１，Ｓ７は、それぞれ、入力側像平面ＢＥ及び出力側像平面ＢＡ内に配されている。別のヘクサポール（Hexapol）Ｓ４が第２，第３方向変換系１２，１３間に対称平面Ｍ内に配置されている。光軸に沿っての当該のヘクサポール（Hexapol）の選定された位置定めに基づき当該のヘクサポール（Hexapol）は、分散平面ＤＡ内への入力側回析平面ＤＥの結像の際、像誤差にのみ影響を及ぼす。
【００２４】
各２つのさらなるヘクサポール（Hexapol）Ｓ２，Ｓ３は、第１，第２方向変換系１１，１２間に配され、そして、これと対称的に２つの別のヘクサポール（Hexapol）Ｓ５，Ｓ６は第３，第４方向変換系１３，１４間に配されている。前記の４つのヘクサポール（Hexapol）は、入力側回析平面のアスティグマティック中間像の付近に位置定めされているので、分散平面ＤＡ内への入力側回析平面の結像へたんに僅かな影響しか及ばさず、アクロマチック像平面ＢＡ内への入力側像平面の結像の際生じる結像誤差に１次的に影響を及ぼす。
【００２５】
ビーム方向で見て、エネルギフィルタには２段の投影系１７，１８が後続する。前記の投影系１７，１８は選択的に、アクロマチック像平面ＢＡ又は分散平面ＤＡを拡大して検出器平面内に結像し、この検出器平面内ではＣＣＤカメラ又はＣＣＤライン１９が配されている。検出器平面内へのアクロマチック像平面の結像が図２―ａに示してあり、検出器平面内への分散平面結像が図２―ｂに拡大して示してある。ＣＣＤカメラへのアクロマチック結像の場合、ＣＣＤカメラにより、たんにエネルギフィルタリングされた対象物像又は対象物回析パターンの像が記録されている。分散平面ＤＡ内にはエネルギフィルタリングのためスリット絞りが設けられており、該スリット絞りにより所望のエネルギ又はスリット絞りにより定められそれとの偏差を有する電子のみが通過、透過する。
【００２６】
ＣＣＤカメラ１９への分散平面ＤＡの結像の際、電子の全エネルギスペクトルがエネルギフィルタの後方で検出され、所謂エネルギ損失スペクトルがパラレルに検出される。この場合において、分散平面ＤＡ内で、何等のエネルギ選別も行われる。エネルギ選別に必要なスリット絞りはビーム路から除かれる。
【００２７】
対象物像記録又は対象物回析パターンの記録の際、ヘクサポール（Hexapol）Ｓ１〜Ｓ７は冒頭に述べた論文又は冒頭に述べた学位論文から公知の配置構成に相応して、次のように励磁される、即ちアクロマチック像平面ＢＡ及び分散平面ＤＡ内でのすべての２次の収差が補正されるように励磁される。そのために必要な、方向変換領域半径Ｒｏに規定されたヘクサポール（Hexapol）磁界強度Ｋｎが式１に相応して以下述べるテーブルにて示されている。
【００２８】
【数１】

【００２９】
当該の式中ｅは、単位電荷、ｍ_ｏは静止質量、φは電子の加速ポテンシャルψ_{3 ｓ} ^ｎは、ｎ番目の６極磁極構造（Ｓｅｘｔｕｐｏｌ）の磁極ポテンシャル、ｌｎはｎ番目のヘクサポール（Hexapol）の有効長である。
【００３０】
ヘクサポール（Hexapol）の当該の調整セッティングをすればアクロマチック像平面及び分散平面内での２次のすべての幾何学的誤差が補正される。それと同時にアクロマチック像平面内のお色収差も補正され、上記の色収差は、像点の軸方向間隔及びエネルギ偏差に依存する。これに対して、アクロマチック像平面及び分散平面における軸方向色誤差は補正されない。但し前記の色誤差は、当該の結像モードでは僅かである、それというのは、分散平面内に配された選別絞りを介して、いずれにしろたんに狭幅のエネルギスペクトルが更なる結像に対して選別されるからである。
【００３１】
検出器平面１９内への分散平面ＤＡの結像の場合、３つのヘクサポール（Hexapol）の励磁即ち、第１方向変換系の直ぐ後のヘクサポール（Hexapol）Ｓ２，これと対称的な第４方向変換系の直ぐ前のヘクサポール（Hexapol）Ｓ６，対称平面におけるヘクサポール（Hexapol）Ｓ４の励磁がアクロマチック像平面の結像の際の励磁と逆方向に変化される。それにより、分散平面内で軸方向誤差の補正が達成される。さらに、それと同時にアクロマチック像平面及び分散平面における開口誤差が補正された状態に保たれる。ヘクサポール（Hexapol）磁界の変化により、今や、アクロマチック像平面内の２次の幾何学的像誤差は補正されないが、当該の像誤差は、スペクトルのレジストレーションの際、余り障害にならない。更にアクロマチック像平面における軸方向色誤差は、補正されない侭である。このことも亦障害にはならない、それというのは当該の色誤差の、横方向分解能への影響が大きなエネルギ窓の選定の際にも僅かに保たれるからである。
【００３２】
所要の異なるヘクサポール（Hexapol）励磁を２つの異なる補正状態に対して理論的に計算できる。亦、補正状態―ここにおいて２次のすべての幾何学的像誤差が消失するー第１方向変換領域の後方の第１ヘクサポール（Hexapol）及びこれに対称的なヘクサポール（Hexapol）の励磁を変化させ、同時に、対称平面内でのヘクサポール（Hexapol）の励磁を逆方向に変化させ、その結果各時点にて２次の開口誤差が消失するようにすることもできる。このために分散平面内で分散方向で火面ないし火線ｃａｕｓｔｉｃの図形を注視でき、ここでヘクサポール（Hexapol）の変化を丸い火面ないし火線ｃａｕｓｔｉｃの横断面が生じるように行われる。次いで、求められたヘクサポール（Hexapol）磁界強度が、制御コンピュータのメモリ内に、投影系１７，１８のそれぞれ所属の励磁と共に記憶される。相応の入力ユニット１６を介する投影系モードの切換に際して、同時に３つのヘクサポール（Hexapol）Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６の励磁が変化される。切換１６のための入力ユニットを電子顕微鏡の操作コンソール上のハードウエアスイッチとして、又は、バーチャルな接続面としてモニタ上に構成され得、この接続面は、たんにコンピュータカーソルで走査し、このコンピュータカーソルでトリガできるものである。
【００３３】
オメガ系フィルタに対する具体的構成上のパラメータは、以下のテーブルＩに示され、種々の作動モジュールに必要なヘクサポール（Hexapol）の励磁が後続のテーブルＩＩに示されている。ここですべての長さ及び間隔が方向変換系における方向変換半径（Ｒｏ）が規準化されている。（ＩＤ）は入力側回析平面と、第１の方向変換領域の入射エッジとの間の間隔、（ＩＢ）は、第１の方向変換領域の入射エッジから入力側像ＢＥまでの距離間隔を表す。１２は第１方向変換１１の出射エッジから第２ヘクサポール（Hexapol）Ｓ２の中心平面までの距離間隔、１３は、第１方向変換１１の出射エッジと第３ヘクサポール（Hexapol）Ｓ３の中心平面との間の距離間隔、１４は第２方向変換１１の出射エッジ、対称平面Ｍまでの距離間隔を表す。他のすべての構成上のパラメータは、自動的に得られる、それというのはフィルタは対称平面Ｍに対して鏡対称的であるからである。（Ｋ1−Ｋo7）はヘクサポール（Hexapol）Ｓ１〜Ｓ７のヘクサポール（Hexapol）磁界強度を表す。方向変換角度はすべての方向変換領域１１〜１４においてそれぞれ９０°である。
【００３４】

本発明は、検出器平面内へのアクロマチック像平面の結像の場合、エネルギフィルタリングが簡単なスリット絞りを介して行われる実施例について説明したが、本発明はＤＥ１９７３８０７０に記載された装置にも適用可能であり、即ち、分散平面にて、又はそれに対して光段的な平面にて、多重絞りが配され、そして、アクロマチック像平面と分散平面との間に２重偏向系が設けられた装置にも適用可能である。２重偏向系及び／又は電子ビームの戻り偏向に使用される磁気レンズが付加的色誤差を惹起する限りで検出器平面内での分散平面の結像の際フィルタの軸方向色誤差を、これが補償されるように調整セッティングしなければならない。
【００３５】
本発明を要約的に述べると、次の通りである。
【００３６】
本発明は、磁気形結像エネルギフィルタを有する電子顕微鏡に関するものであって、前記エネルギフィルタは、４つの方向変換系１１−１４及びエネルギフィルタの収差の補正のためのヘクサポール（Hexapol）補正器Ｓ１〜Ｓ７を有する。 エネルギフィルタには投影系１７，１８が後続し、該投影系により、選択的に、エネルギフィルタリングされた対象物結像のためアクロマチック像平面か又はスペクトル検出のため分散平面へ結像される。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、エネルギフィルタリングされた対象物像又は回析像を検出器平面内に結像するのに適しているのみならず、エネルギスペクトルのパラレルレジストレーション位置合せのため検出器平面内へ分散平面を結像するのにも適する磁気形結像エネルギフィルタを有する電子顕微鏡を実現することができるという効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子顕微鏡の基本原理を示す断面図。
【図２】アクロマチック像平面及び分散平面の結像の場合における図１の電子顕微鏡の下方部分中のビーム路の概念図。
【図３】図１の電子顕微鏡ににおけるエネルギフィルタを拡大して示す基本構成図。
【符号の説明】
１ 電子源
２ コンデンサ
３ コンデンサ
４ 開口絞り
５ 対物レンズ
６ 対象物
７ 像野絞り
８ 結像絞り
９ 結像絞り
１０ 結像絞り
１１ 方向変換領域、エネルギフィルタ
１２ 方向変換領域、エネルギフィルタ
１３ 方向変換領域、エネルギフィルタ
１４ 方向変換領域、エネルギフィルタ
１５ 制御部
１６ 切換部
１７ 投影系
１８ 投影系
ＢＡ アクロマチック平面
ＤＡ 分散平面
Ｍ 中心平面
Ｓ１ ヘクサポール（Hexapol）
Ｓ２ ヘクサポール（Hexapol）
Ｓ３ ヘクサポール（Hexapol）
Ｓ４ ヘクサポール（Hexapol）
Ｓ５ ヘクサポール（Hexapol）
Ｓ６ ヘクサポール（Hexapol）
Ｓ７ ヘクサポール（Hexapol）

Claims (8)

1. 磁気形結像エネルギフィルタを有する電子顕微鏡において、前記エネルギフィルタは、１つの中心平面（Ｍ）に対して対称的に配置された方向変換系（１１−１４）と、方向変換系（１１−１４）の間に設けられたヘクサポールと、ビーム方向でエネルギフィルタに後続する投影系（１７，１８）とを有し、前記投影系により選択的にフィルタの分散平面（ＤＡ）又はアクロマチック像平面（ＢＡ）が検出器平面（１９）内に結像可能でありここで、分散平面（ＤＡ）の結像とアクロマチック像平面（ＢＡ）の結像との切換えの場合ヘクサポールの励磁の切換が行われるように構成されていることを特徴とする磁気形結像エネルギフィルタを有する電子顕微鏡。
2. 分散平面の結像の場合、ヘクサポールは次のように励磁される、即ち、エネルギフィルタ又はエネルギフィルタ及び投影系から成るシステムの２次の開口収差及び軸方向色収差が分散平面において補正されるように励磁されることを特徴とする請求項１記載の電子顕微鏡。
3. アクロマチック像平面（ＢＡ）にて同時に他の幾何収差が補正されないでおかれているように構成されていることを特徴とする請求項２記載の電子顕微鏡。
4. アクロマチック像平面（ＢＡ）の結像の場合、ヘクサポールは、次のように励磁される、即ち、アクロマチック像平面（ＢＡ）及び分散平面（ＤＡ）にてすべての幾何収差が補償されるように励磁されることを特徴とする請求項１から３までのうち１項記載の電子顕微鏡。
5. 第１磁気的方向変換領域（１１）、第２磁気的方向変換領域（１２）、第３磁気的方向変換領域（１３）、第４磁気的方向変換領域（１４）が設けられ、これら４つの方向変換領域が、前記第２および第３磁気的方向変換領域（１２、１３）の間の対称平面（Ｍ）に関して、対称に配置されており、
   ここで、第１および第２ヘクサポール（Ｓ２、Ｓ３）が前記第１磁気的方向変換領域（１１）と前記第２磁気的方向変換領域（１２）の間に設けられ、
   ２つのさらなるヘクサポール（Ｓ５、Ｓ６）が、前記第３磁気的方向変換領域（１３）および前記第４磁気的方向変換領域（１４）の間において、対称平面（Ｍ）に関して前記第１および第２ヘクサポール（Ｓ２、Ｓ３）と対称に配置され、そして、
   １つの付加的なヘクサポールが、前記第２および第３磁気的方向変換領域（１２、１３）の間の前記対称平面（Ｍ）内に配置されていることを特徴とする請求項４記載の電子顕微鏡。
6. 結像の切換の場合、第１方向変換領域（１１）と第２方向変換領域（１２）の間のヘクサポールのうちの１つ、対称平面（Ｍ）に関してそれと対称的な第３方向変換領域（１３）と第４方向変換領域（１４）の間のヘクサポール及び対称平面（Ｍ）内のヘクサポールの励磁のみを変化させるように構成されていることを特徴とする請求項５記載の電子顕微鏡。
7. 第１方向変換領域（１１）と第２方向変換領域（１２）の間のヘクサポールの励磁変化及び対称平面（Ｍ）に関してそれと対称的な第３方向変換領域（１３）と第４方向変換領域（１４）の間のヘクサポールの励磁変化が、対称平面（Ｍ）内でのヘクサポールの励磁変化と逆方向に行われるように構成されていることを特徴とする請求項６記載の電子顕微鏡。
8. ２つのさらなるヘクサポールが、エネルギフィルタのアクロマチック像平面（ＢＡ）及びそれと共役的な、エネルギフィルタの入力側平面（ＢＥ）内に配置されていることを特徴とする請求項５又は６記載の電子顕微鏡。

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