JPH06208838A - Magnetic field type electron lens and electron beam device using same - Google Patents

Magnetic field type electron lens and electron beam device using same

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JPH06208838A
JPH06208838A JP29908793A JP29908793A JPH06208838A JP H06208838 A JPH06208838 A JP H06208838A JP 29908793 A JP29908793 A JP 29908793A JP 29908793 A JP29908793 A JP 29908793A JP H06208838 A JPH06208838 A JP H06208838A
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exciting coil
excitation
coil
exciting
magnetic field
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俊郎 久保
Toshiyuki Ohashi
利幸 大橋
Mikio Ichihashi
幹雄 市橋
Yuji Sato
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Abstract

PURPOSE:To eliminate variation in the outer form of a magnetic path caused by thermal expansion, and to stabilize the intensity of an electron lens by changing the intensity of the electron lens while the current to be forced to flow in an excitation coil which is in the same magnetic path, is maintained at a fixed level. CONSTITUTION:Excitation coils 1, 2 wound around an electron beam route 10 as a center, into solenoid shape, are provided in a magnetic path 3, and an excitation current in reverse to that in the excitation coil 1 is fed to the excitation coil 2. Otherwise, the excitation coil 2 is wound in reverse direction to that of the excitation coil 1, and the intensity of an electron lens is controlled by controlling the feeding ratio I1/I2 while the total sum (I1+I2) of the excitation currents I1 and I2 is maintained at a fixed level.

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 for converging or expanding a charged particle beam (hereinafter represented by an electron beam) such as an electron beam or an ion beam by utilizing a lens magnetic field generated by an exciting coil. The present invention also relates to an electron beam apparatus using the same and, more particularly, to a magnetic field type electron lens capable of changing the lens strength while keeping the current flowing through the 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 for converging or expanding electron beams in various electron beam apparatuses such as electron microscopes, electron beam drawing (EB) apparatuses, and ion beam apparatuses. Generally, in a magnetic field type electron lens, an electron beam is converged or expanded by a magnetic field generated by passing a current through an exciting 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。
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 source having the ability to pass a large current is required. In addition, when the number of turns of the exciting coil is increased, the resistance of the exciting coil increases, so 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, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-20950, a plurality of exciting coils are provided in the same magnetic path, and the exciting coils are connected in parallel to each other to flow a current. As a result, a technique is disclosed in which the resistance of the exciting coil is reduced while increasing the number of turns of the exciting coil to suppress 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。
In the above-mentioned prior art, when the current flowing through the exciting coil is changed in order to change the strength of the electron lens, the power consumed by the coil is changed 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 heat generated according to the electric power deforms the magnetic path, that is, the casing of the coil.
The deformation of the casing adversely affects the magnetic field strength of the electron lens and its distribution, and causes problems such as irregular drift of the electron beam spot. Note that, as a known example related to such a technique, there 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 of the magnetic path without changing the temperature of the magnetic path, that is, without deforming the magnetic path. An object of the present invention is to provide a possible magnetic field type electron lens and an electron beam apparatus 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 arranged in a hollow donut-shaped casing, that is, a magnetic path, in the casing vertically and vertically. The exciting coils are arranged so as to substantially coincide with each other, and each exciting coil is 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 the opposite direction to the other exciting coils, the electron lens strength is equal to that of the magnetic field generated by each exciting coil. There is a difference, and the current flowing inside the magnetic path is the sum of the currents flowing through the exciting coils. Therefore, if the current supply ratio to each coil is controlled while keeping the sum of the currents flowing in each exciting coil constant, the strength of the electron lens can be changed while keeping the heat generated inside the magnetic path constant. You can

【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。
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 heat. There is no such thing.

【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 in detail below 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 sample 16 is irradiated with the light after being converged by the irradiation lens systems 14 and 15. The electron beam that has passed through the sample 16 is magnified by the imaging lens system 34 and forms an image on the fluorescent plate 35 for image observation. The fluorescent plate 35 is lifted and stored at the time of taking a picture or observing an image with an image pickup device (TV camera) 36. When taking a picture, the film 49 is placed on the optical axis and 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 exciting currents supplied to the irradiation lens systems 14 and 15 and the imaging lens system 34 are respectively supplied to the D / A converter 4.
0a-40f, power supplies 7a-7f, and data bus 43
It is controlled by a microprocessor 44 connected via. A control program is stored in the memory 45, and the arithmetic unit 46 performs arithmetic operations necessary for controlling the electron microscope main body. The display device (CRT or the like) 47 displays the 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 transmission image detected by the image pickup device 36 is output as an image signal from the control device 37 and is stored in the storage device 38 (frame memory or the like). Frame memory 38
The image data stored in can be observed by the display device 47. The input device (I / O) 48 is for inputting parameters (coordinate position, shape, etc.) for designating an arbitrary region while observing a transmission image displayed on the display device 47, and for example, a keyboard or a mouse. Etc.

【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 which is a first embodiment of the present invention applied to the imaging lens system 34.

【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 exciting coil 1 and the second exciting coil 2 are wound in the same winding direction like a solenoid around the charged particle beam passage 10 as a central axis. There is. The first excitation coil 1 is connected to the first excitation coil drive power supply 4, and the second excitation coil 2 is connected to the 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, the current polarity of the first excitation coil drive power source 4 is constant, but the second excitation coil drive power source 5 is a bipolar type whose current polarity can be switched. Excitation currents I1 and I2 supplied from the first excitation coil drive power supply 4 and the second excitation coil drive power supply 5 to the respective excitation coils 1 and 2 are controlled by the excitation coil drive power supply control device 6. This control device 6, as shown in FIG.
The exciting currents I1 and I2 supplied to the exciting coils 1 and 2 are
Control is performed so that the total sum of those 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 exciting current I2 (horizontal axis) and the effective intensity (vertical axis) of the electron lens. It is the lens strength obtained by supplying the exciting current I1, and is the 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 is 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 structure, the exciting currents I1 and I2 supplied to the exciting coils 1 and 2 are used.
If the polarities 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 and the polarities of I1 and I2 are reversed, the electron lens strength depends on the ratio of the currents I1 and I2 as shown by the solid line BCD in FIG. Change. In addition,
The negative lens strength in FIG. 3 means a state in which the direction of image rotation is opposite, which occurs at the same time as the refractive power in the case of a field lens.

【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。
By thus providing two sets of coils in the same magnetic path and making the directions of the currents flowing through the coils different, the total sum of the absolute values of the currents flowing in the same magnetic path can be kept constant. , It becomes possible to continuously change the intensity of the electron lens 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. 3 is composed of two exciting coils 1,
2 is the lens strength when the same currents of the same polarity are supplied, and point C is the lens strength when the same currents of opposite polarity are supplied to 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 the lens strength is zero when viewed from the entire lens, but at point E, the magnetic fields generated by the exciting coils are added, and 2 times the 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, the strength of the electron lens can be changed while keeping the total sum of the absolute values of the currents flowing in the same magnetic path constant. When applied to an image forming lens system of various electron beam devices, drift and the like of electron beam spots are prevented, and observation / analysis with high resolution becomes possible.

【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。
By the way, the present invention can be applied not only to the above-mentioned image forming lens system, but also to the 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 diaphragm 13, and then the sample 16 is irradiated through 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 with a transmission electron microscope, first, as shown in FIG. 3A, the sample 16 is irradiated with the electron beam 17 in a spread state to obtain a transmission image of the sample. In the image thus obtained, a portion to be analyzed (a minute portion) is determined, and as shown in FIG. 6B, the portion is irradiated with a finely focused electron beam. Then, secondary information such as secondary electrons and X-rays generated from this portion is detected by a well-known detector to obtain data relating to composition and makeup structure.

【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 diagram showing the configuration of the second converging lens 15a which is the second embodiment of the present invention, and the same reference numerals as those used above denote the same or equivalent portions. In the present embodiment, the first and second exciting coils use a common exciting coil driving power source 7, and only the direction of the current I2 flowing through the second exciting coil 2 is switched by a polarity switching device 8 such as a switch, so that the electronic lens The operation can be easily turned on / off. That is, this electronic lens 15a
The on state of is shown in Fig. 5 (a) and the off state is shown in Fig. 5 (a).
It is shown in (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 modified example 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.
By making it zero, it is possible to prevent wear of the contacts of the switch 8.

【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 exciting coils 1 and 2 used in this embodiment
The number of turns is 560 and it is 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 diagram showing the configuration of the second converging lens 15b which is the third embodiment of the present invention, and the same reference numerals as those used above denote the same or equivalent portions.

【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 exciting coil 1 and the second exciting coil 2 are connected in series, but in the present embodiment, the first exciting coil 21 is connected to the first exciting coil 21. The feature is that both the second and third exciting 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 the present embodiment, the coils 21 to 23 have the same number of turns. The winding directions are the same for the first and second exciting coils and the opposite directions for the first and third exciting coils. The switch 28 selectively connects one of the second and third exciting coils and the power supply 7. A current is constantly supplied to the first exciting coil 21 from the power supply 7.

【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 electron lens 15 is turned on, and the electron lens strength is the magnetic field generated by the first and second exciting coils. It is represented by the sum of. On the other hand, when the third exciting coil 23 is selected by the switch 28, the magnetic field generated by the first exciting coil 21 and the magnetic field generated by the third exciting coil 23 cancel each other, and as a result, the electron lens 15 becomes Virtually 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 an ordinary electron lens is used, the current for exciting the second converging lens 15 greatly changes, so that the temperature of the second converging lens 15 changes drastically and the electron lens 15
Stability is lost, causing defocusing and electron beam temperature drift. 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-mentioned embodiment, the exciting currents I1 and I2 supplied to the exciting coils 1 and 2 are reversed in order to generate opposite magnetic fields in the exciting 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。
Further, in the above-mentioned embodiments, the case where the electron lens of the present invention is applied to a transmission electron microscope has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and a scanning electron microscope or an electron beam drawing is used. The present invention can also 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, since the strength of the electron lens can be changed while keeping the amount of current flowing in the same excitation of the electron lens constant, thermal expansion due to heat generation of the coil, Temperature drift can be eliminated. Therefore, it is possible to realize a thermally stable electron lens.

【図面の簡単な説明】[Brief description of 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 cross-sectional view of a magnetic field type electron lens that is 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 for 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 showing a method for controlling the electron lens strength 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 that is 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 that is 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
1 ... 1st exciting coil, 2 ... 2nd exciting coil, 3 ... yoke,
4 ... 1st excitation coil drive power supply, 5 ... 2nd 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 ... Electron Source, 13 ... Aperture, 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Front Page Continuation (72) Inventor Yuji Sato, 882, Ige, Katsuta-shi, Ibaraki Hitachi, Ltd. Measuring Instruments Division

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁路内で電子線通路を中心にソレノイド
状に巻回された第1および第2励磁コイルを少なくとも
具備し、各励磁コイルを付勢してレンズ磁界を発生させ
る磁界形電子レンズにおいて、 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。
1. A magnetic field type electron comprising at least first and second exciting coils wound like a solenoid around an electron beam passage in a magnetic path, and energizing each exciting coil to generate a lens magnetic field. In the lens, a magnetic field type electron lens comprising an excitation control means for controlling an excitation state of the second excitation coil independently of the first excitation coil.
【請求項2】 前記励磁制御手段は、各励磁コイルへ供
給する励磁電流の絶対値の総和を実質的に一定に保ちな
がら、各励磁コイルへの励磁電流の供給比を独立的に制
御することを特徴とする請求項1記載の磁界形電子レン
ズ。
2. The excitation control means independently controls the supply ratio of the excitation current to each excitation coil while keeping the total sum of the absolute values of the excitation current supplied to each excitation coil substantially constant. The magnetic field type electron lens according to claim 1.
【請求項3】 前記第1励磁コイルおよび第2励磁コイ
ルは、それぞれ巻数および巻回方向が同一であり、前記
励磁制御手段は、第1励磁コイルおよび第2励磁コイル
へ供給する電流の絶対値および極性を、それぞれ独立的
に制御することを特徴とする請求項1または2に記載の
磁界形電子レンズ。
3. The first exciting coil and the second exciting coil have the same number of turns and the same winding direction, respectively, and the excitation control means has an absolute value of a current supplied to the first exciting coil and the second exciting coil. 3. The magnetic field type electron lens according to claim 1, wherein the polarity and the polarity are independently controlled.
【請求項4】 前記第1励磁コイルおよび第2励磁コイ
ルは、それぞれ巻数が同一で巻回方向が相互に逆向きで
あり、前記励磁制御手段は、第1励磁コイルおよび第2
励磁コイルへ供給する電流の絶対値および極性を、それ
ぞれ独立的に制御することを特徴とする請求項1または
2に記載の磁界形電子レンズ。
4. The first exciting coil and the second exciting coil have the same number of turns and opposite winding directions, and the excitation control means includes the first exciting coil and the second exciting coil.
The magnetic field type electron lens according to claim 1, wherein the absolute value and the polarity of the current supplied to the exciting coil are independently controlled.
【請求項5】 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、 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
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の
磁界形電子レンズ。
5. A means for fixedly connecting one end of the first exciting coil to one pole of a power source, and one end of the second exciting coil connected to the other end of the first exciting coil and a second exciting coil. A first mode in which the other end 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 the first
Switching means having a second mode connected to the other end of the exciting coil, the first mode being selected by the switching means.
The exciting coil and the second exciting coil are excited so that their respective magnetic fields are mutually strengthened, and when the second mode is selected,
5. The magnetic field type electron lens according to claim 1, wherein the respective magnetic fields are excited so as to be substantially canceled.
【請求項6】 前記切換手段のモードを切り換え時に、
前記電源を一時的にオフにする手段をさらに具備したこ
とを特徴とする請求項5記載の磁界形電子レンズ。
6. When switching the mode of the switching means,
6. The magnetic field type electron lens according to claim 5, further comprising means for temporarily turning off the power source.
【請求項7】 前記第1および第2励磁コイルと共に前
記磁路内で巻回された第3励磁コイルと、 第1励磁コイルを励磁する手段と、 第2励磁コイルおよび第3励磁コイルのいずれか一方を
選択的に励磁する選択励磁手段とを具備し、 選択励磁手段によって第2励磁コイルが選択励磁される
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3励磁コイルが選
択励磁されると、第1励磁コイルおよび第3励磁コイル
は、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請求項1ないし4のいずれかに記
載の磁界形電子レンズ。
7. A third exciting coil wound in the magnetic path together with the first and second exciting coils, means for exciting the first exciting coil, and any one of the second exciting coil and the third exciting coil. Selective excitation means for selectively exciting one of the two is provided. When the second excitation coil is selectively excited by the selective excitation means, the magnetic fields of the first excitation coil and the second excitation coil reinforce each other. 5. When excited and selectively excited by the third exciting coil, the first exciting coil and the third exciting coil are excited so that their respective magnetic fields are substantially canceled. The magnetic field type electron lens according to any one of 1.
【請求項8】 前記請求項1ないし4のいずれかに記載
の磁界形電子レンズで結像レンズ系を構成したことを特
徴とする電子線装置。
8. An electron beam apparatus, wherein an imaging lens system is constituted by the magnetic field type electron lens according to any one of claims 1 to 4.
【請求項9】 前記請求項5ないし7のいずれかに記載
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。
9. An electron beam apparatus, wherein an irradiation lens system is constituted by the magnetic field type electron lens according to any one of claims 5 to 7.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005038853A (en) * 2003-07-14 2005-02-10 Fei Co Double beam apparatus
US8013311B2 (en) 2003-07-14 2011-09-06 Fei Company Dual beam system
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