JPH05314938A - 電子ビーム装置 - Google Patents
電子ビーム装置Info
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- JPH05314938A JPH05314938A JP4309612A JP30961292A JPH05314938A JP H05314938 A JPH05314938 A JP H05314938A JP 4309612 A JP4309612 A JP 4309612A JP 30961292 A JP30961292 A JP 30961292A JP H05314938 A JPH05314938 A JP H05314938A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/05—Electron or ion-optical arrangements for separating electrons or ions according to their energy or mass
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来の電子ビーム装置に存在した制限を、
結像における付加的な電子光学収差無しで避け、さらに
外的影響に対するやっかいな感度を減少する。そして透
過型電子顕微鏡を通常範囲内の高電圧で使用できるエネ
ルギ選択装置を提供する。 【構成】 電子ビーム装置には、結像と共にエネルギ選
択計測を可能にするエネルギ選択装置が設けられる。エ
ネルギ選択装置は、電子ビーム装置の光軸の外側の面に
主電子軌跡を持ち、装置の付加的な長さが現実的な範囲
にとどめられる。従って、エネルギ選択装置は、選択的
なスリットを導入できる場所の中央対称面で最大値を持
つような二重対称を導入する。完全な対称は、フィルタ
における光学収差の完全な補償を容易にする。第２対称
面に四重極を付加すると、フィルタの外側のスペクトル
の結像が可能になる。
結像における付加的な電子光学収差無しで避け、さらに
外的影響に対するやっかいな感度を減少する。そして透
過型電子顕微鏡を通常範囲内の高電圧で使用できるエネ
ルギ選択装置を提供する。 【構成】 電子ビーム装置には、結像と共にエネルギ選
択計測を可能にするエネルギ選択装置が設けられる。エ
ネルギ選択装置は、電子ビーム装置の光軸の外側の面に
主電子軌跡を持ち、装置の付加的な長さが現実的な範囲
にとどめられる。従って、エネルギ選択装置は、選択的
なスリットを導入できる場所の中央対称面で最大値を持
つような二重対称を導入する。完全な対称は、フィルタ
における光学収差の完全な補償を容易にする。第２対称
面に四重極を付加すると、フィルタの外側のスペクトル
の結像が可能になる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子源と、当該装置の
光軸の周辺に配置した電子光学系と、分光計測のための
エネルギ選択装置とを備えた電子ビーム装置、及びこの
ような装置のためのエネルギ選択装置とに関する。
光軸の周辺に配置した電子光学系と、分光計測のための
エネルギ選択装置とを備えた電子ビーム装置、及びこの
ような装置のためのエネルギ選択装置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の装置は、米国特許第4812652号
によって知られている。この既知の装置の目的は、透過
型電子顕微鏡において標本の結像と標本上の局所的感応
の分光計測と兼ね備えさせることである。従って、分光
計測は、顕微鏡の結像動作の妨げ、及び結像動作が分光
計測の妨げになってはならない。既知の装置で使用され
るエネルギ選択装置は、第１のビーム偏向プリズム、電
子ビーム反射器及び第２のビーム偏向プリズムを有す。
電子ビームを前記選択装置を離れた後に装置の光軸に一
致させるためには、ミラーが必要である。この装置は、
制限された等色の視野を欠点として持ち、標本位置当た
りの検知すべき標本の寸法が減少される。既知の装置の
さらなる不都合な点は、静電ミラーの故に高電圧値のみ
の使用に制限され、そして外部の場の強さの乱れに感応
するでことである。
によって知られている。この既知の装置の目的は、透過
型電子顕微鏡において標本の結像と標本上の局所的感応
の分光計測と兼ね備えさせることである。従って、分光
計測は、顕微鏡の結像動作の妨げ、及び結像動作が分光
計測の妨げになってはならない。既知の装置で使用され
るエネルギ選択装置は、第１のビーム偏向プリズム、電
子ビーム反射器及び第２のビーム偏向プリズムを有す。
電子ビームを前記選択装置を離れた後に装置の光軸に一
致させるためには、ミラーが必要である。この装置は、
制限された等色の視野を欠点として持ち、標本位置当た
りの検知すべき標本の寸法が減少される。既知の装置の
さらなる不都合な点は、静電ミラーの故に高電圧値のみ
の使用に制限され、そして外部の場の強さの乱れに感応
するでことである。
【０００３】
【発明の目的及び概要】本発明の目的は、先に述べた制
限が装置の結像における付加的な電子光学収差無しで避
けられ、外的影響に対するやっかいな感度が減少され、
そして透過型電子顕微鏡の通常範囲内での高電圧を使用
できるエネルギ選択装置を提供することにある。
限が装置の結像における付加的な電子光学収差無しで避
けられ、外的影響に対するやっかいな感度が減少され、
そして透過型電子顕微鏡の通常範囲内での高電圧を使用
できるエネルギ選択装置を提供することにある。
【０００４】この目的のために、本発明による電子ビー
ム装置は、エネルギ選択装置の主電子ビームの経路が、
この電子ビーム装置の光軸を含まない面内に配置される
ことを特徴としている。エネルギ選択装置の光軸が本発
明に従って電子ビーム装置の光軸を略横切る面に配置さ
れるという事実により、電子ビーム制御、電子ビーム変
調及び散乱動作に、この電子ビーム装置の合計の長さに
影響を及ぼすこと無く役立つ大きな電子ビーム移動経路
がある。従って、エネルギ選択装置は、長さを制限する
あらゆる要求無しで、結像及び散乱に関し最適にでき
る。この意味は、適切な場所に電子光学要素を、このエ
ネルギ選択装置に設けることができる。
ム装置は、エネルギ選択装置の主電子ビームの経路が、
この電子ビーム装置の光軸を含まない面内に配置される
ことを特徴としている。エネルギ選択装置の光軸が本発
明に従って電子ビーム装置の光軸を略横切る面に配置さ
れるという事実により、電子ビーム制御、電子ビーム変
調及び散乱動作に、この電子ビーム装置の合計の長さに
影響を及ぼすこと無く役立つ大きな電子ビーム移動経路
がある。従って、エネルギ選択装置は、長さを制限する
あらゆる要求無しで、結像及び散乱に関し最適にでき
る。この意味は、適切な場所に電子光学要素を、このエ
ネルギ選択装置に設けることができる。
【０００５】さらに望まれる具体例において、エネルギ
選択装置が、電子ビームを光軸の外側に偏向する第１の
ビーム偏向装置と、電子ビームを光軸に一致するように
再偏向する第２のビーム偏向装置との間に設けられる。
従って、電子ビーム装置の合計の長さが、最初及び最後
のビーム偏向装置の偏向半径の２倍に相当する値に広げ
られ、電子ビームの光学的取扱いのこれら２つのビーム
偏向装置の間に、任意の長さを解放する。特に、第１の
ビーム屈曲系は、光軸を略横切る方向に電子ビームを偏
向するための第１の略９０°屈曲要素と、光軸を含む面
の外側の方向に電子ビームを偏向するための第２の略９
０°屈曲要素とを有し、第２のビーム屈曲系は、電子ビ
ームを光軸に一致するように再偏向するための第３及び
第４の略９０°屈曲要素とを有す。従って、エネルギ選
択装置の電子ビーム経路のための面の傾きの高自由度が
得られる。この面の傾きは、吸引装置の設計及び構造と
一致させることができる。望ましい解決法は、この面を
光軸に平行にさせることであり、その結果、電子ビーム
装置の柱に完全に対向して装着されたエネルギ選択装置
ができる。さらなる具体例においては、ビーム屈曲要素
の全体または一部がビーム屈曲系自体の一部を形成す
る。ビーム屈曲要素は、本発明によるエネルギ選択系に
おいて、二重電子光学機能を比較的容易に満足するよう
に構成することができる。この具体例は、エネルギ選択
系のための要素の総数を減少させる。
選択装置が、電子ビームを光軸の外側に偏向する第１の
ビーム偏向装置と、電子ビームを光軸に一致するように
再偏向する第２のビーム偏向装置との間に設けられる。
従って、電子ビーム装置の合計の長さが、最初及び最後
のビーム偏向装置の偏向半径の２倍に相当する値に広げ
られ、電子ビームの光学的取扱いのこれら２つのビーム
偏向装置の間に、任意の長さを解放する。特に、第１の
ビーム屈曲系は、光軸を略横切る方向に電子ビームを偏
向するための第１の略９０°屈曲要素と、光軸を含む面
の外側の方向に電子ビームを偏向するための第２の略９
０°屈曲要素とを有し、第２のビーム屈曲系は、電子ビ
ームを光軸に一致するように再偏向するための第３及び
第４の略９０°屈曲要素とを有す。従って、エネルギ選
択装置の電子ビーム経路のための面の傾きの高自由度が
得られる。この面の傾きは、吸引装置の設計及び構造と
一致させることができる。望ましい解決法は、この面を
光軸に平行にさせることであり、その結果、電子ビーム
装置の柱に完全に対向して装着されたエネルギ選択装置
ができる。さらなる具体例においては、ビーム屈曲要素
の全体または一部がビーム屈曲系自体の一部を形成す
る。ビーム屈曲要素は、本発明によるエネルギ選択系に
おいて、二重電子光学機能を比較的容易に満足するよう
に構成することができる。この具体例は、エネルギ選択
系のための要素の総数を減少させる。
【０００６】さらに望まれる具体例においては、エネル
ギ選択装置が、２つの略９０°ビーム偏向装置の間に設
けられ、第１の偏向装置は電子ビーム装置の光軸を略横
切る方向に電子ビームを偏向し、第２の偏向装置は光軸
に一致するように偏向して電子ビームを戻す。２つの好
ましくは同様のビーム偏向装置を使用すると、系に高度
の対称性を導入することを可能にし、そしてエネルギ選
択装置自体の両側で電子ビームを修正するための可能性
を提供する。
ギ選択装置が、２つの略９０°ビーム偏向装置の間に設
けられ、第１の偏向装置は電子ビーム装置の光軸を略横
切る方向に電子ビームを偏向し、第２の偏向装置は光軸
に一致するように偏向して電子ビームを戻す。２つの好
ましくは同様のビーム偏向装置を使用すると、系に高度
の対称性を導入することを可能にし、そしてエネルギ選
択装置自体の両側で電子ビームを修正するための可能性
を提供する。
【０００７】さらに望ましい具体例においては、このエ
ネルギ選択装置は、２つの略180°のビーム屈曲系を有
し、これら系はこの２つの系の間の中央対称面において
調査されるべき電子ビーム中のエネルギ散乱を構成す
る。２つの望ましくは同様の180°ビーム屈曲系を設け
れば、最善の散乱の面に一致する中央対称面に関してエ
ネルギ選択装置の完全な対称性が得られる。後者の事実
は、第１のビーム屈曲系の全ての電子ビームのずれを第
２のビーム屈曲系の助けにより補正及び補償する事を可
能にする。
ネルギ選択装置は、２つの略180°のビーム屈曲系を有
し、これら系はこの２つの系の間の中央対称面において
調査されるべき電子ビーム中のエネルギ散乱を構成す
る。２つの望ましくは同様の180°ビーム屈曲系を設け
れば、最善の散乱の面に一致する中央対称面に関してエ
ネルギ選択装置の完全な対称性が得られる。後者の事実
は、第１のビーム屈曲系の全ての電子ビームのずれを第
２のビーム屈曲系の助けにより補正及び補償する事を可
能にする。
【０００８】願わくばそれぞれの180°屈曲系は、中央
対称面に略垂直な第２の対称面を構成する２つの９０°
ビーム屈曲要素を有す。これは、前述の第２対称面にさ
らなる電子ビーム調整その他のための可能性を導入す
る。９０°ビーム屈曲要素に二重焦点合わせ動作を与え
るためには、願わくば傾斜した入力及び／または出力表
面を備える平坦な磁気セグメント、エッジ状の磁気セグ
メント及び／または二重焦点合わせ動作を導入または制
御するための電流巻線を備える平坦な磁気セグメントを
有する。
対称面に略垂直な第２の対称面を構成する２つの９０°
ビーム屈曲要素を有す。これは、前述の第２対称面にさ
らなる電子ビーム調整その他のための可能性を導入す
る。９０°ビーム屈曲要素に二重焦点合わせ動作を与え
るためには、願わくば傾斜した入力及び／または出力表
面を備える平坦な磁気セグメント、エッジ状の磁気セグ
メント及び／または二重焦点合わせ動作を導入または制
御するための電流巻線を備える平坦な磁気セグメントを
有する。
【０００９】さらなる具体例において、四重極レンズが
主対称面の両側に導入され、主対称面におけるエネルギ
選択装置の散乱動作を増大し、そしてこの増大がその後
補償される。望ましくは、このような四重極レンズが第
２の対称面に導入され、そして電子ビーム上のそれらの
動作を均一化するために直列に結合される。
主対称面の両側に導入され、主対称面におけるエネルギ
選択装置の散乱動作を増大し、そしてこの増大がその後
補償される。望ましくは、このような四重極レンズが第
２の対称面に導入され、そして電子ビーム上のそれらの
動作を均一化するために直列に結合される。
【００１０】さらなる具体例においては、選択装置を含
むビーム偏向装置は、この選択装置の電子ビーム軸に対
して回転対称焦点合わせ動作を実現する。これはこの点
において選択装置における電子ビームのあらゆるずれの
発生を防止する。望ましくは、ビーム偏向装置の湾曲し
た軸の周辺に、回転対称焦点合わせを実現する。ビーム
偏向装置は、二重焦点合わせの導入のため、望ましくは
９０°ビーム屈曲要素と同様に構築される。
むビーム偏向装置は、この選択装置の電子ビーム軸に対
して回転対称焦点合わせ動作を実現する。これはこの点
において選択装置における電子ビームのあらゆるずれの
発生を防止する。望ましくは、ビーム偏向装置の湾曲し
た軸の周辺に、回転対称焦点合わせを実現する。ビーム
偏向装置は、二重焦点合わせの導入のため、望ましくは
９０°ビーム屈曲要素と同様に構築される。
【００１１】好ましい具体例においては、エネルギ選択
装置を含む２つのビーム偏向装置は、入力側ビーム偏向
装置のための色消し面と出力側ビーム偏向装置のための
色消し面とが相互に結像された結像面を構成するように
一緒に動作する。
装置を含む２つのビーム偏向装置は、入力側ビーム偏向
装置のための色消し面と出力側ビーム偏向装置のための
色消し面とが相互に結像された結像面を構成するように
一緒に動作する。
【００１２】望ましくは、エネルギ選択絞り系が、エネ
ルギ選択装置の中央対称面に配置される。このことは、
分光計における完全対称性の維持を可能にし、電子ビー
ム装置の結像動作が逆に作用しないように電子ビームの
ずれの完全な補正の可能性が得られる。他の例では、エ
ネルギ選択絞り系は、エネルギ選択装置の後の、エネル
ギ選択装置の電子ビーム軸に略配置する事ができる。こ
の配置は容易に取り扱うことができるが、十分な対称は
失われる。
ルギ選択装置の中央対称面に配置される。このことは、
分光計における完全対称性の維持を可能にし、電子ビー
ム装置の結像動作が逆に作用しないように電子ビームの
ずれの完全な補正の可能性が得られる。他の例では、エ
ネルギ選択絞り系は、エネルギ選択装置の後の、エネル
ギ選択装置の電子ビーム軸に略配置する事ができる。こ
の配置は容易に取り扱うことができるが、十分な対称は
失われる。
【００１３】さらなる具体例において、多重極要素が、
エネルギ選択装置における二次収差を修正するためにエ
ネルギ選択装置に付加される。このような要素は、電子
ビーム中の電子ビーム歪を修正するために同様に導入す
ることができる。これらの修正器は、望ましくは第１と
第２の９０°ビーム屈曲要素との間と、第３と第４の９
０°屈曲要素との間とに配置される。さらなる修正器
は、最初のセクタの前及び最終のセクタの後、結局は、
全体として、選択系の前後の電子ビーム装置の光軸の周
辺に配置することができる。
エネルギ選択装置における二次収差を修正するためにエ
ネルギ選択装置に付加される。このような要素は、電子
ビーム中の電子ビーム歪を修正するために同様に導入す
ることができる。これらの修正器は、望ましくは第１と
第２の９０°ビーム屈曲要素との間と、第３と第４の９
０°屈曲要素との間とに配置される。さらなる修正器
は、最初のセクタの前及び最終のセクタの後、結局は、
全体として、選択系の前後の電子ビーム装置の光軸の周
辺に配置することができる。
【００１４】さらなる具体例においては、電子ビームを
適応させるレンズが、エネルギ選択装置に対する電子ビ
ーム係数を最適化するために、このエネルギ散乱系の前
に配置される。
適応させるレンズが、エネルギ選択装置に対する電子ビ
ーム係数を最適化するために、このエネルギ散乱系の前
に配置される。
【００１５】さらなる具体例においては、比較的高倍率
のレンズが、電子ビームに対する結像動作のためにエネ
ルギ選択装置の後に付加される。このレンズは、望まし
くは電子ビームの回転を防止するような電子ビーム制御
の可能性を拡大するために二重レンズとして構成され
る。
のレンズが、電子ビームに対する結像動作のためにエネ
ルギ選択装置の後に付加される。このレンズは、望まし
くは電子ビームの回転を防止するような電子ビーム制御
の可能性を拡大するために二重レンズとして構成され
る。
【００１６】好ましい具体例においては、エネルギ選択
装置が、対物レンズ、回折レンズ、及び中間レンズの次
に配置される。このような電子ビーム装置においては、
前記の適応レンズはこれら３つのレンズと当該エネルギ
選択装置との間に配置することができる。
装置が、対物レンズ、回折レンズ、及び中間レンズの次
に配置される。このような電子ビーム装置においては、
前記の適応レンズはこれら３つのレンズと当該エネルギ
選択装置との間に配置することができる。
【００１７】本発明による望ましい電子ビーム装置に
は、信号を読み取るための低速度走査ＣＣＤカメラが設
けられる。このようなカメラは、エネルギ選択装置の後
の結像面に望ましくは配置する。
は、信号を読み取るための低速度走査ＣＣＤカメラが設
けられる。このようなカメラは、エネルギ選択装置の後
の結像面に望ましくは配置する。
【００１８】先に述べた計測モードにおいて、電子エネ
ルギ損失スペクトルが系の中央対称面に望ましくは配置
される。対称条件のため、エネルギスペクトルは、エネ
ルギ選択装置の外側には任意には形成され得ない。しか
しながら顕微鏡の結像スクリーン上、または電子ビーム
装置内のそこ以外の何れかの場所で、例えばＣＣＤカメ
ラまたは同様のもので検出される場所に、エネルギスペ
クトルを含む中央対称面を結像する可能性を持つことが
望まれる。このことは、電子ビームからスペクトル情報
を収集するためにスペクトル中におけるエネルギ選択ス
リットの正確な位置合わせを可能にするであろう。これ
を得るために、対称面の後のエネルギ散乱の影響は最小
でなければならない。このことは、好ましい実施例で
は、第３と第４のビーム屈曲セクタとの間のエネルギ散
乱系のエネルギ散乱面に、付加的な交差を構成すること
によって実現される。このことは、第３及び第４のセク
タで一緒にとられる有効な散乱が略ゼロであるために、
中央対称面で実現される散乱が影響を受けないという効
果を持つ。望ましくは、このことは第３と第４屈曲セク
タとの間に、２または３個の付加的四重極を設けること
によって、またはセクタ領域それ自体に前述したような
セクタ極片表面上の付加的コイルによって、四重極効果
を導入することによって実現される。好ましい具体例に
おいては、上述した四重極の励磁を変化させることによ
って、結像モードと分光計測モードとの間の切り換えを
可能にする。
ルギ損失スペクトルが系の中央対称面に望ましくは配置
される。対称条件のため、エネルギスペクトルは、エネ
ルギ選択装置の外側には任意には形成され得ない。しか
しながら顕微鏡の結像スクリーン上、または電子ビーム
装置内のそこ以外の何れかの場所で、例えばＣＣＤカメ
ラまたは同様のもので検出される場所に、エネルギスペ
クトルを含む中央対称面を結像する可能性を持つことが
望まれる。このことは、電子ビームからスペクトル情報
を収集するためにスペクトル中におけるエネルギ選択ス
リットの正確な位置合わせを可能にするであろう。これ
を得るために、対称面の後のエネルギ散乱の影響は最小
でなければならない。このことは、好ましい実施例で
は、第３と第４のビーム屈曲セクタとの間のエネルギ散
乱系のエネルギ散乱面に、付加的な交差を構成すること
によって実現される。このことは、第３及び第４のセク
タで一緒にとられる有効な散乱が略ゼロであるために、
中央対称面で実現される散乱が影響を受けないという効
果を持つ。望ましくは、このことは第３と第４屈曲セク
タとの間に、２または３個の付加的四重極を設けること
によって、またはセクタ領域それ自体に前述したような
セクタ極片表面上の付加的コイルによって、四重極効果
を導入することによって実現される。好ましい具体例に
おいては、上述した四重極の励磁を変化させることによ
って、結像モードと分光計測モードとの間の切り換えを
可能にする。
【００１９】
【実施例】図１に示したような透過型電子顕微鏡２は、
カソード６とアノード８とを持つ電子源４と、コンデン
サレンズ系１０と、対物レンズ系１２と、回折レンズ系
１４と、中間レンズ１６とを有す。本発明によると、エ
ネルギ選択フィルタ２５の入力面２２上に被写体キャリ
ア１８によって支持される被写体２０を結像するため
に、選択レンズ（adoption lens）２４が望ましくは加
えられる。フィルタ２５の次には、プロジェクションレ
ンズ（投影レンズ）２６と結像スクリーン３０を持つ結
像空間２８が用意されている。プロジェクションレンズ
２６は、例えばＣＣＤ捕捉系３２によって検出されるス
ペクトルの倍率変更を、これを回転させること無く容易
にするための２つのレンズを有し、よって全ての倍率に
おけるＣＣＤ系の結像ピクセル３４に垂直に分散方向が
保たれる。もし、フィルタ２５の主電子ビーム通路３３
が面３６、即ち図示の実施例では顕微鏡の光学軸３５に
垂直な面に一致されると、当該フィルタにおいては２Ｒ
の合計の付加的な柱の長さが必要である。Ｒは入力ビー
ム偏向装置３７及び出力ビーム偏向装置３９の偏向半径
で、これらの装置は、電子ビームをフィルタの電子ビー
ム通過面３６に向け、及びフィルタを通過した後、光軸
３５に戻るように向けるために配置されるべきものであ
る。
カソード６とアノード８とを持つ電子源４と、コンデン
サレンズ系１０と、対物レンズ系１２と、回折レンズ系
１４と、中間レンズ１６とを有す。本発明によると、エ
ネルギ選択フィルタ２５の入力面２２上に被写体キャリ
ア１８によって支持される被写体２０を結像するため
に、選択レンズ（adoption lens）２４が望ましくは加
えられる。フィルタ２５の次には、プロジェクションレ
ンズ（投影レンズ）２６と結像スクリーン３０を持つ結
像空間２８が用意されている。プロジェクションレンズ
２６は、例えばＣＣＤ捕捉系３２によって検出されるス
ペクトルの倍率変更を、これを回転させること無く容易
にするための２つのレンズを有し、よって全ての倍率に
おけるＣＣＤ系の結像ピクセル３４に垂直に分散方向が
保たれる。もし、フィルタ２５の主電子ビーム通路３３
が面３６、即ち図示の実施例では顕微鏡の光学軸３５に
垂直な面に一致されると、当該フィルタにおいては２Ｒ
の合計の付加的な柱の長さが必要である。Ｒは入力ビー
ム偏向装置３７及び出力ビーム偏向装置３９の偏向半径
で、これらの装置は、電子ビームをフィルタの電子ビー
ム通過面３６に向け、及びフィルタを通過した後、光軸
３５に戻るように向けるために配置されるべきものであ
る。
【００２０】エネルギ選択フィルタ４０（２５）自身の
光学原理は、図２に示したような均一磁場中の関係のあ
る電子軌跡から明らかにされるであろう。このフィルタ
の入力及び出力位置として選択し、ある点４２を顕微鏡
の光軸上で使用し、磁力線に垂直な面に一致する点４２
を得る全ての軌跡は、完全な円である。ある円４４は、
フィルタの光軸（曲線）として選ぶことができる。点４
２から僅かに負方向及び正方向に角度αずれて出発する
が、全てが同じエネルギを持つ（従って同一の曲率半
径）電子の円を形造る軌跡４６、４８及び４５、４７の
それぞれから、このフィルタの焦点特性が特に１８０°
後、３６０°後に解る。明らかなのは、１８０度の後の
区域４９中の二次収差Δｄと、３６０度後の収差の合計
欠如である。言い換えれば、全ての軌跡が再び点４２を
通過するということである。フィルタの第２半部５２
は、フィルタの第１半部５０の二次収差を完全に補償す
る。１８０度の後、中心軌跡４４からのずれΔｄはα2
に比例し、このずれは負及び正の角度ずれがそれぞれに
同一の方向収差を与えることを示す。
光学原理は、図２に示したような均一磁場中の関係のあ
る電子軌跡から明らかにされるであろう。このフィルタ
の入力及び出力位置として選択し、ある点４２を顕微鏡
の光軸上で使用し、磁力線に垂直な面に一致する点４２
を得る全ての軌跡は、完全な円である。ある円４４は、
フィルタの光軸（曲線）として選ぶことができる。点４
２から僅かに負方向及び正方向に角度αずれて出発する
が、全てが同じエネルギを持つ（従って同一の曲率半
径）電子の円を形造る軌跡４６、４８及び４５、４７の
それぞれから、このフィルタの焦点特性が特に１８０°
後、３６０°後に解る。明らかなのは、１８０度の後の
区域４９中の二次収差Δｄと、３６０度後の収差の合計
欠如である。言い換えれば、全ての軌跡が再び点４２を
通過するということである。フィルタの第２半部５２
は、フィルタの第１半部５０の二次収差を完全に補償す
る。１８０度の後、中心軌跡４４からのずれΔｄはα2
に比例し、このずれは負及び正の角度ずれがそれぞれに
同一の方向収差を与えることを示す。
【００２１】エネルギを選択するためには、電子ビーム
の交差は点４２に焦点を合わせなければならない。電子
ビーム４３は僅かに小さなエネルギを保ち、そして破線
のように示される。同様のエネルギを有し、即ち同様の
半径であるが異なる角度の円は、各円と同様の作用を示
すであろう。解るのは、３６０度の後には収差が存続し
ないことである。完全な色消しで二次の収差の無い、一
対一の結像系が実現される。電子顕微鏡に付加されたと
き、この系は電子ビームの如何なる光学作用にも影響を
与えず、このことは、全ての光学状況に当てはまり、交
差が点４２に位置する場合のみに限らない。ある電子エ
ネルギ帯域を選択するために、スリットを区域４９に配
置することができる。これは二次収差効果が以下のよう
であるということが解る。区域４９の小さなスリット
は、所定のエネルギ帯域（挟帯域）に関して視野を制限
し、αの異なる値については、所定のエネルギ帯域が異
なるから、色消し結像となる。これら２つの収差は、配
置５１、５３へ、即ち９０°と２７０°曲がった後の光
学要素５５、５７の配置によって修正でき、これら光学
要素は、フィルタの面の中心軌跡４４の周辺における二
次偏向効果を有している。好ましくは、これらの光学要
素は、エネルギ選択が他の形状の絞りを伴わないでスリ
ットにより実現されるので、他の方向の収差を無視する
ことができる六重極である。配置５３における第２の六
重極５７は、最初の六重極の作用を完全に相殺するの
で、２つの六重極は共に全体のフィルタの円の結像品質
に如何なる作用も及ぼさない。このようなフィルタは、
従って二次の収差、色結像収差、そして区域４９のエネ
ルギ選択面中では、異色性（anisochromacy）もしくは
限定された視野を生じさせる二次収差が無いようにす
る。
の交差は点４２に焦点を合わせなければならない。電子
ビーム４３は僅かに小さなエネルギを保ち、そして破線
のように示される。同様のエネルギを有し、即ち同様の
半径であるが異なる角度の円は、各円と同様の作用を示
すであろう。解るのは、３６０度の後には収差が存続し
ないことである。完全な色消しで二次の収差の無い、一
対一の結像系が実現される。電子顕微鏡に付加されたと
き、この系は電子ビームの如何なる光学作用にも影響を
与えず、このことは、全ての光学状況に当てはまり、交
差が点４２に位置する場合のみに限らない。ある電子エ
ネルギ帯域を選択するために、スリットを区域４９に配
置することができる。これは二次収差効果が以下のよう
であるということが解る。区域４９の小さなスリット
は、所定のエネルギ帯域（挟帯域）に関して視野を制限
し、αの異なる値については、所定のエネルギ帯域が異
なるから、色消し結像となる。これら２つの収差は、配
置５１、５３へ、即ち９０°と２７０°曲がった後の光
学要素５５、５７の配置によって修正でき、これら光学
要素は、フィルタの面の中心軌跡４４の周辺における二
次偏向効果を有している。好ましくは、これらの光学要
素は、エネルギ選択が他の形状の絞りを伴わないでスリ
ットにより実現されるので、他の方向の収差を無視する
ことができる六重極である。配置５３における第２の六
重極５７は、最初の六重極の作用を完全に相殺するの
で、２つの六重極は共に全体のフィルタの円の結像品質
に如何なる作用も及ぼさない。このようなフィルタは、
従って二次の収差、色結像収差、そして区域４９のエネ
ルギ選択面中では、異色性（anisochromacy）もしくは
限定された視野を生じさせる二次収差が無いようにす
る。
【００２２】図３におけるエネルギ選択装置の具体例
は、前述の原理に基づいている。このようなフィルタ系
では、電子ビームを光軸３５の外方へ偏向させる為の第
１のビーム偏向装置６０を有す。第２のビーム偏向装置
６２は、フィルタを通過した後、電子ビームを光軸の線
に戻すための偏向装置である。図におけるこれら２つの
要素は、フィルタの面６１、即ち図の面の両側で互いに
上下になっている。フィルタは、４つのビーム屈曲要素
６４、６５、６６、そして６７を有す。上記４つの要素
は、中央対称面６８と、ここでは第２の対称面７０を構
成する。中央対称面６８は、光学光軸３５と図２に示さ
れた区域４９に配置された散乱面６９を含む。散乱面６
９には、制御系７２を持つエネルギ選択スリット７１が
設けられている。散乱はここに示した図の面においてな
され、即ちスリットのエネルギ識別制限は面に垂直に向
けられる。ビーム屈曲要素６４と６５との間には六重極
系７４が、ビーム屈曲要素６６と６７との間には六重極
系７６が設けられている。４つのビーム屈曲要素は全て
略９０°屈曲要素で、電子ビームへの反作用を伴うこと
なく電子ビーム修正要素の導入を容易にするような二重
対称系を構成している。光学原理のさらなる基本的な説
明と二重対称的なエネルギ選択装置の進歩は、“Rose a
nd Degenhardt in Nuclear Instrumentation and Metho
ds in PhysicsRearch A 298(1990) No.1 ページ15〜3
8”の論文に書かれている。図３に与えられたようなよ
うな設計の完全な円によれば、２つの対称面の条件を簡
単に実現できるであろう。電子ビームをフィルタに導入
し、及びその電子ビームを再び電子顕微鏡の光軸に向け
るために、２つの９０°偏向装置が必要とされる。これ
ら偏向装置からは、好ましくは如何なる他の一次光学効
果も必要とされるべきでない。それらは、フィルタ結像
特性がその延長軸に沿って完全に回転対称になっている
から、回転対称であるべきである。この機能を実現でき
る要素は、円錐極片の磁気セクタである。これらの要素
は、焦点合わせ動作に関しては、回転対称であるが、二
次収差とエネルギ散乱の影響を受ける。もし同様の対称
規則がフィルタに適用されると、これらは完全に打ち消
すことができる。これは、これらの偏向装置の中心に正
確に入力及び出力交差を持つことによって部分的に実現
できる。ビーム偏向装置が、交差点がエネルギ選択のた
めに配置されるべき区域４２に配置されると、この条件
がほぼ実現される。実際の軌跡の正確な演算は、交差が
僅かに中心を外れた状態を与える。さらにはビーム偏向
装置の寸法は、系外の焦点面が顕微鏡結像面と一致する
ように選択でき、結像主光線の対称性が得られる。この
ことは、ビーム偏向装置中の交差位置の僅かな非対称
が、結像における横方向の色収差を極僅かしか発生しな
いことを補償する。
は、前述の原理に基づいている。このようなフィルタ系
では、電子ビームを光軸３５の外方へ偏向させる為の第
１のビーム偏向装置６０を有す。第２のビーム偏向装置
６２は、フィルタを通過した後、電子ビームを光軸の線
に戻すための偏向装置である。図におけるこれら２つの
要素は、フィルタの面６１、即ち図の面の両側で互いに
上下になっている。フィルタは、４つのビーム屈曲要素
６４、６５、６６、そして６７を有す。上記４つの要素
は、中央対称面６８と、ここでは第２の対称面７０を構
成する。中央対称面６８は、光学光軸３５と図２に示さ
れた区域４９に配置された散乱面６９を含む。散乱面６
９には、制御系７２を持つエネルギ選択スリット７１が
設けられている。散乱はここに示した図の面においてな
され、即ちスリットのエネルギ識別制限は面に垂直に向
けられる。ビーム屈曲要素６４と６５との間には六重極
系７４が、ビーム屈曲要素６６と６７との間には六重極
系７６が設けられている。４つのビーム屈曲要素は全て
略９０°屈曲要素で、電子ビームへの反作用を伴うこと
なく電子ビーム修正要素の導入を容易にするような二重
対称系を構成している。光学原理のさらなる基本的な説
明と二重対称的なエネルギ選択装置の進歩は、“Rose a
nd Degenhardt in Nuclear Instrumentation and Metho
ds in PhysicsRearch A 298(1990) No.1 ページ15〜3
8”の論文に書かれている。図３に与えられたようなよ
うな設計の完全な円によれば、２つの対称面の条件を簡
単に実現できるであろう。電子ビームをフィルタに導入
し、及びその電子ビームを再び電子顕微鏡の光軸に向け
るために、２つの９０°偏向装置が必要とされる。これ
ら偏向装置からは、好ましくは如何なる他の一次光学効
果も必要とされるべきでない。それらは、フィルタ結像
特性がその延長軸に沿って完全に回転対称になっている
から、回転対称であるべきである。この機能を実現でき
る要素は、円錐極片の磁気セクタである。これらの要素
は、焦点合わせ動作に関しては、回転対称であるが、二
次収差とエネルギ散乱の影響を受ける。もし同様の対称
規則がフィルタに適用されると、これらは完全に打ち消
すことができる。これは、これらの偏向装置の中心に正
確に入力及び出力交差を持つことによって部分的に実現
できる。ビーム偏向装置が、交差点がエネルギ選択のた
めに配置されるべき区域４２に配置されると、この条件
がほぼ実現される。実際の軌跡の正確な演算は、交差が
僅かに中心を外れた状態を与える。さらにはビーム偏向
装置の寸法は、系外の焦点面が顕微鏡結像面と一致する
ように選択でき、結像主光線の対称性が得られる。この
ことは、ビーム偏向装置中の交差位置の僅かな非対称
が、結像における横方向の色収差を極僅かしか発生しな
いことを補償する。
【００２３】図４ａには、９０°ビーム偏向装置６０、
６２が、電子ビーム装置の部品に関連して示されてい
る。第１のビーム偏向装置６０は、電子ビームを電子ビ
ーム装置の光軸３５の外側へ偏向し、第２のビーム偏向
装置６２は、これを軸３５に戻す偏向を行う。２つのビ
ーム偏向装置の間において、電子ビームはフィルタ面６
１内で、線８０に沿って、かつ図の面に垂直、即ち光軸
３５に垂直に走る。第１のビーム偏向装置は、電子ビー
ム装置のレンズ系８２の近く、好ましくはフィルタ入力
面８７で電子ビームの幾何学的形状を最適に適合するた
めに使用されるべく選択レンズの近くに装着される。第
２のビーム偏向装置６２は、電子ビーム装置の後段の光
学レンズ系８６の近く、好ましくはプロジェクションレ
ンズの近くに装着される。電子ビームは、例えば３０mm
の半径Ｒで上記ビーム偏向装置内で偏向され、よってフ
ィルタの軸３５の方向に計測した光学的厚さが少なくと
も２Ｒ＝６cmであり、これ以上の値は必要ない。可能な
場合、ビーム偏向装置は、前述のレンズ系の内側に配置
され、従ってフィルタの幾何学的厚さは平均６cm以下に
できる。
６２が、電子ビーム装置の部品に関連して示されてい
る。第１のビーム偏向装置６０は、電子ビームを電子ビ
ーム装置の光軸３５の外側へ偏向し、第２のビーム偏向
装置６２は、これを軸３５に戻す偏向を行う。２つのビ
ーム偏向装置の間において、電子ビームはフィルタ面６
１内で、線８０に沿って、かつ図の面に垂直、即ち光軸
３５に垂直に走る。第１のビーム偏向装置は、電子ビー
ム装置のレンズ系８２の近く、好ましくはフィルタ入力
面８７で電子ビームの幾何学的形状を最適に適合するた
めに使用されるべく選択レンズの近くに装着される。第
２のビーム偏向装置６２は、電子ビーム装置の後段の光
学レンズ系８６の近く、好ましくはプロジェクションレ
ンズの近くに装着される。電子ビームは、例えば３０mm
の半径Ｒで上記ビーム偏向装置内で偏向され、よってフ
ィルタの軸３５の方向に計測した光学的厚さが少なくと
も２Ｒ＝６cmであり、これ以上の値は必要ない。可能な
場合、ビーム偏向装置は、前述のレンズ系の内側に配置
され、従ってフィルタの幾何学的厚さは平均６cm以下に
できる。
【００２４】図４ｂは、ビーム偏向装置の配置を上方か
ら見た構造を示し、言い換えればビーム偏向装置に向け
て光軸３５の方向に見ている。これは、磁気ヨーク９
０、第１のビーム偏向装置６０、そして低い位置の第２
のビーム偏向装置６２を示している。何れの偏向装置も
電磁コイル９２と磁気短絡要素９４を備えている。光軸
３５で入力する電子ビームは、フィルタ面６１の当該フ
ィルタ面の回りを走る方向９５に偏向され、そして点９
６に再入力して、再び光軸方向に戻るように偏向がなさ
れる。
ら見た構造を示し、言い換えればビーム偏向装置に向け
て光軸３５の方向に見ている。これは、磁気ヨーク９
０、第１のビーム偏向装置６０、そして低い位置の第２
のビーム偏向装置６２を示している。何れの偏向装置も
電磁コイル９２と磁気短絡要素９４を備えている。光軸
３５で入力する電子ビームは、フィルタ面６１の当該フ
ィルタ面の回りを走る方向９５に偏向され、そして点９
６に再入力して、再び光軸方向に戻るように偏向がなさ
れる。
【００２５】図５は、二重対称のエネルギ選択フィルタ
のビーム屈曲要素の例を示し、そして図５ｂに示すよう
なコイル104が装着される窪み102を持つ磁気極表面100
と、磁気極表面100の下方の反射板108とを示す。反射板
の各終端表面110は９０°の角度を含む。電子ビーム112
は、終端表面114から屈曲要素に入力し、略９０°に屈
曲されて終端表面116から屈曲要素を離れる。対称フィ
ルタは、図３に示すように、これらのビーム屈曲要素４
個から構築されるであろう。このビーム屈曲要素に二重
焦点合わせを導入するために、終端表面114、116は、前
述の電子ビームの軌跡のようにフィルタ面に関して斜め
に傾けることができ、電子ビームの軌跡に面している極
面を前述の軌跡の方向に傾けることができ、または極片
に電子ビームの経路に垂直方向に焦点合わせ磁界を導入
する電流導体を設けることができる。
のビーム屈曲要素の例を示し、そして図５ｂに示すよう
なコイル104が装着される窪み102を持つ磁気極表面100
と、磁気極表面100の下方の反射板108とを示す。反射板
の各終端表面110は９０°の角度を含む。電子ビーム112
は、終端表面114から屈曲要素に入力し、略９０°に屈
曲されて終端表面116から屈曲要素を離れる。対称フィ
ルタは、図３に示すように、これらのビーム屈曲要素４
個から構築されるであろう。このビーム屈曲要素に二重
焦点合わせを導入するために、終端表面114、116は、前
述の電子ビームの軌跡のようにフィルタ面に関して斜め
に傾けることができ、電子ビームの軌跡に面している極
面を前述の軌跡の方向に傾けることができ、または極片
に電子ビームの経路に垂直方向に焦点合わせ磁界を導入
する電流導体を設けることができる。
【００２６】図６は、結像モードのフィルタにおける主
な電子軌跡を示し、そして第１のビーム偏向装置６０、
第１のビーム屈曲要素６４、第２のビーム屈曲要素６
５、第３のビーム屈曲要素６６、第４のビーム屈曲要素
６７及び第２のビーム偏向装置６２を示す。要素６５と
６６との間には中央対称面６８が、要素６４と６５との
間、及び６６と６７との間には第２対称面７０が配置さ
れている。線120は、フィルタの散乱が中央対称面６８
で最も大きくなることを示す。第２の対称面７０におい
て、六重極を図３に示されたように設けることができ
る。第１の電子軌跡122は、系のための結像点としての
交差124を通過し、そして、この交差124の像126を貫い
てフィルタ系を離れ、さらに中央対称面６８の交差点12
8も有している。入力結像点132を通る第２の電子軌跡13
0は、当該系を出力結像点134を介して離脱するが、第２
の対称面の点136、138でも結像点を有する。
な電子軌跡を示し、そして第１のビーム偏向装置６０、
第１のビーム屈曲要素６４、第２のビーム屈曲要素６
５、第３のビーム屈曲要素６６、第４のビーム屈曲要素
６７及び第２のビーム偏向装置６２を示す。要素６５と
６６との間には中央対称面６８が、要素６４と６５との
間、及び６６と６７との間には第２対称面７０が配置さ
れている。線120は、フィルタの散乱が中央対称面６８
で最も大きくなることを示す。第２の対称面７０におい
て、六重極を図３に示されたように設けることができ
る。第１の電子軌跡122は、系のための結像点としての
交差124を通過し、そして、この交差124の像126を貫い
てフィルタ系を離れ、さらに中央対称面６８の交差点12
8も有している。入力結像点132を通る第２の電子軌跡13
0は、当該系を出力結像点134を介して離脱するが、第２
の対称面の点136、138でも結像点を有する。
【００２７】図７は、分光モードにおける主な電子軌跡
を示す。このフィルタは同様の要素を示すが、セクタ
（屈曲要素）６６、６７には、六重極系が設けられ、結
像の交差がクロス線140によって示されたように系の外
側に変移される。図７の軌跡130は、２つの六重極によ
って、軸との交差138が無効にされ、そして電子軌跡が
エネルギスペクトルを以後の検査のために取り出すこと
ができる結像点134を同様に貫きシステムを離脱するよ
うに、点線の軌跡142に偏向される。
を示す。このフィルタは同様の要素を示すが、セクタ
（屈曲要素）６６、６７には、六重極系が設けられ、結
像の交差がクロス線140によって示されたように系の外
側に変移される。図７の軌跡130は、２つの六重極によ
って、軸との交差138が無効にされ、そして電子軌跡が
エネルギスペクトルを以後の検査のために取り出すこと
ができる結像点134を同様に貫きシステムを離脱するよ
うに、点線の軌跡142に偏向される。
【００２８】既に言及したように、フィルタの軌跡面
は、必ずしも光軸に垂直に配置される必要は無く、適応
化されたビーム屈曲要素を設ければ、他のどんな面でも
選択することができる。好ましい具体例は、軸の外側で
はあるが、それに平行である面を持つべきである。もし
２つを超えるビーム偏向装置が必要とされるなら、それ
らの少なくとも一部はビーム屈曲要素として動作する事
もできる。
は、必ずしも光軸に垂直に配置される必要は無く、適応
化されたビーム屈曲要素を設ければ、他のどんな面でも
選択することができる。好ましい具体例は、軸の外側で
はあるが、それに平行である面を持つべきである。もし
２つを超えるビーム偏向装置が必要とされるなら、それ
らの少なくとも一部はビーム屈曲要素として動作する事
もできる。
【図１】本発明に基づくエネルギ選択系を持つ電子顕微
鏡を示す図である。
鏡を示す図である。
【図２】ｎ個のエネルギ選択フィルタ中の基本電子ビー
ム軌跡の例を示す図である。
ム軌跡の例を示す図である。
【図３】二重対称のエネルギ選択系の例を示す図であ
る。
る。
【図４】電子顕微鏡のレンズ系中に配置された一対の９
０°ビーム偏向装置を示す図である。
０°ビーム偏向装置を示す図である。
【図５】エネルギ選択系の為の９０°ビーム屈曲磁石
（ビーム屈曲要素）の幾何学的配置例を示す図である。
（ビーム屈曲要素）の幾何学的配置例を示す図である。
【図６】結像モード中のエネルギ選択フィルタ系の主電
子ビーム軌跡を示す図である。
子ビーム軌跡を示す図である。
６ カソード ８ アノード １０ コンデンサレンズ系 １２ 対物レンズ系 １４ 回折レンズ系 １６ 中間レンズ ２４ 選択レンズ ２５ エネルギ選択フィルタ ２６ 投影レンズ ３２ ＣＣＤ捕捉系 ３７ 入力ビーム偏向装置 ３９ 出力ビーム偏向装置
【手続補正書】
【提出日】平成５年３月２２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図７
【補正方法】追加
【補正内容】
【図７】分光モード中のエネルギ選択フィルタ系の主電
子ビーム軌跡を示す図である。
子ビーム軌跡を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラルフ デーゲンハルト アメリカ合衆国 48824−1321 ミシガン 州 イースト ランシング番地なし ミシ ガン州立大学 (72)発明者 カレル ディエデリック ファン デア マスト オランダ国 アインドーフェン フルーネ ヴァウツウェッハ １
Claims (34)
- 【請求項１】電子源と、当該装置の光軸の周辺に配置さ
れた電子光学系と、分光測定のためのエネルギ選択装置
とが配置された電子ビーム装置において、前記エネルギ
選択装置の電子ビーム経路が、当該装置の光軸を含まな
い面内に配置されたことを特徴とする電子ビーム装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の電子ビーム装置におい
て、前記エネルギ選択装置が、前記光軸から電子ビーム
を離す第１のビーム屈曲系と、当該光軸に当該電子ビー
ムを再び戻す第２のビーム屈曲系との間に含まれること
を特徴とする電子ビーム装置。 - 【請求項３】請求項２に記載の電子ビーム装置におい
て、前記第１のビーム屈曲系は、前記電子ビームを前記
光軸に対して略横切る方向に偏向するための第１の略９
０°偏向装置と、前記光軸を含む面の外側の方向に当該
電子ビームを偏向するための第２の略９０°偏向装置と
を有し、前記第２のビーム屈曲系は、前記光軸と一致さ
せる方向に当該電子ビームを偏向するために第３及び第
４の略９０°偏向装置を有すことを特徴とする電子ビー
ム装置。 - 【請求項４】請求項１、２、または３に記載の電子ビー
ム装置において、前記エネルギ選択装置の主電子ビーム
経路が、前記光軸に平行な面内に配置されたことを特徴
とする電子ビーム装置。 - 【請求項５】請求項１、２、３、または４に記載の電子
ビーム装置において、前記各ビーム屈曲系のビーム屈曲
要素が前記エネルギ選択装置の一部を形成することを特
徴とする電子ビーム装置。 - 【請求項６】請求項１乃至５の何れか一項に記載の電子
ビーム装置において、前記エネルギ選択装置は、２個の
略９０°ビーム偏向装置の間に含まれ、これら装置の内
の第１の装置は前記光軸に対して略横切る方向に前記電
子ビームを偏向し、第２の装置は当該電子ビームが当該
装置の当該光軸に一致するように偏向をすることを特徴
とする電子ビーム装置。 - 【請求項７】請求項１乃至６の何れか一項に記載の電子
ビーム装置において、前記エネルギ選択装置は、２つの
略同様のビーム屈曲系を有し、これら系の間の中央対称
面でエネルギを散乱させることを特徴とする電子ビーム
装置。 - 【請求項８】請求項１乃至７の何れか一項に記載の電子
ビーム装置において、前記エネルギ選択装置は、４個の
略９０°の屈曲要素を有し、当該エネルギ選択装置の前
記中央対称面の各側に、それぞれ２個設けたことを特徴
とする電子ビーム装置。 - 【請求項９】請求項８に記載の電子ビーム装置におい
て、４個の前記ビーム屈曲要素が前記中央対称面を横切
る第２対称面を構成していることを特徴とする電子ビー
ム装置。 - 【請求項１０】請求項１乃至９の何れか一項に記載の電
子ビーム装置において、前記エネルギ選択装置の前記ビ
ーム偏向要素は、二重焦点合わせ動作を導入するために
傾斜した入力及び／または出力面を備えた平面磁気セグ
メントを有すことを特徴とする電子ビーム装置。 - 【請求項１１】請求項１乃至１０の何れか一項に記載の
電子ビーム装置において、前記エネルギ選択装置の前記
ビーム偏向要素が、二重焦点合わせ動作を導入するため
にエッジ状の磁気セグメントを有すことを特徴とする電
子ビーム装置。 - 【請求項１２】請求項１乃至１１の何れか一項に記載の
電子ビーム装置において、前記エネルギ選択装置の前記
ビーム屈曲要素の磁気セグメントは、二重焦点合わせ動
作を導入または調整するための電流巻線が設けられてい
ることを特徴する電子ビーム装置。 - 【請求項１３】請求項１乃至１２の何れか一項に記載の
電子ビーム装置において、エネルギ散乱が発生される前
記エネルギ選択装置の前記中央対称面の両側に、前記エ
ネルギを散乱し及び次いで縮小するために四重極レンズ
が設けられていることを特徴とする電子ビーム装置。 - 【請求項１４】請求項１乃至１３の何れか一項に記載の
電子ビーム装置において、前記エネルギ選択装置を含む
前記ビーム屈曲要素が、当該エネルギ選択装置の電子ビ
ーム軸に関して回転対称焦点合わせ動作を行わせること
を特徴とする電子ビーム装置。 - 【請求項１５】請求項１乃至１４の何れか一項に記載の
電子ビーム装置において、前記エネルギ選択装置を含む
前記ビーム屈曲要素が、二重焦点合わせ動作を行わせる
ことを特徴とする電子ビーム装置。 - 【請求項１６】請求項１乃至１５の何れか一項に記載の
電子ビーム装置において、前記エネルギ選択装置を含む
２つの前記ビーム屈曲系が、前記エネルギ選択装置と共
に入力ビーム偏向装置の無色面及び出力ビーム偏向装置
の無色結像面が相互に結合した面を構成するように動作
することを特徴とする電子ビーム装置。 - 【請求項１７】請求項１乃至１６の何れか一項に記載の
電子ビーム装置において、前記エネルギ選択装置が結像
収差の無い電子ビーム出力を構成することを特徴とする
電子ビーム装置。 - 【請求項１８】請求項１乃至１７の何れか一項に記載の
電子ビーム装置において、エネルギ選択絞り系が、前記
エネルギ選択装置の前記中央対称面に配置されたことを
特徴とする電子ビーム装置。 - 【請求項１９】請求項１乃至１２及び請求項１５乃至１
８の何れか一項に記載の電子ビーム装置において、前記
エネルギ選択絞り系が前記エネルギ選択装置の後の当該
装置の光軸の周辺に配置されたことを特徴とする電子ビ
ーム装置。 - 【請求項２０】請求項１乃至１９の何れか一項に記載の
電子ビーム装置において、前記エネルギ選択装置に補正
多重極レンズが設けられていることを特徴とする電子ビ
ーム装置。 - 【請求項２１】請求項１乃至２０の何れか一項に記載の
電子ビーム装置において、四重極が前記エネルギ選択装
置の分光の動作を確立するために、前記中央対称面にお
いて当該エネルギ選択装置の分光の動作の成立の後に当
該エネルギ選択装置の第２の半部に付加されることを特
徴とする電子ビーム装置。 - 【請求項２２】先の請求項の何れか一項に記載の電子ビ
ーム装置において、四重極レンズが視野の収差領域を含
ませるために、エネルギ散乱面における二次収差を補正
し、等色視野を増加するために付加されたことを特徴と
する電子ビーム装置。 - 【請求項２３】請求項１乃至２２の何れか一項に記載の
電子ビーム装置において、前記多重極レンズが前記電子
ビーム中の歪を修正するために、前記エネルギ選択装置
に付加されたことを特徴とする電子ビーム装置。 - 【請求項２４】請求項２３に記載の電子ビーム装置にお
いて、歪修正多重極が二重対称の前記エネルギ選択装置
の第１と第２ビーム屈曲要素との間及び第３と第４ビー
ム屈曲要素との間の各結像面に配置されることを特徴と
する電子ビーム装置。 - 【請求項２５】請求項１乃至２４の何れか一項に記載の
電子ビーム装置において、適応レンズが、前記エネルギ
選択装置の前方に付加されることを特徴とする電子ビー
ム装置。 - 【請求項２６】請求項１乃至２５の何れか一項に記載の
電子ビーム装置において、比較的高倍率のレンズが、前
記エネルギ選択装置の後に付加されることを特徴とする
電子ビーム装置。 - 【請求項２７】請求項２６に記載の電子ビーム装置にお
いて、前記適応レンズが、二重レンズであることを特徴
とする電子ビーム装置。 - 【請求項２８】請求項１乃至２７の何れか一項に記載の
電子ビーム装置において、前記エネルギ選択装置が、対
物レンズ、回折レンズ及び中間レンズの後に配置される
ことを特徴とする電子ビーム装置。 - 【請求項２９】請求項１乃至２８の何れか一項に記載の
電子ビーム装置において、低速度スキャンＣＣＤカメラ
が、前記エネルギ選択装置の後の結像面に配置されるこ
とを特徴とする電子ビーム装置。 - 【請求項３０】請求項１乃至２９の何れか一項に記載の
電子ビーム装置において、前記エネルギ選択装置が装備
され使用されることを特徴とする電子ビーム装置。 - 【請求項３１】請求項３０に記載のエネルギ選択装置に
おいて、当該エネルギ選択装置の前記各ビーム屈曲要素
が、エネルギ散乱が最大値を示す主対称面を構成するこ
とを特徴とするエネルギ選択装置。 - 【請求項３２】請求項３０または３１に記載のエネルギ
選択装置において、適応入力レンズが設けられているこ
とを特徴とするエネルギ選択装置。 - 【請求項３３】請求項３０、３１または３３に記載のエ
ネルギ選択装置において、前記入力ビーム偏向装置と前
記出力ビーム偏向装置が提供されることを特徴とするエ
ネルギ選択装置。 - 【請求項３４】請求項３０、３１、３２または３３に記
載のエネルギ選択装置において、前記多重極レンズが、
当該エネルギ選択装置の入力及び／または出力面に付加
されることを特徴とするエネルギ選択装置。
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