JPH07282773A - オメガ型エネルギーフィルタ - Google Patents
オメガ型エネルギーフィルタInfo
- Publication number
- JPH07282773A JPH07282773A JP6069413A JP6941394A JPH07282773A JP H07282773 A JPH07282773 A JP H07282773A JP 6069413 A JP6069413 A JP 6069413A JP 6941394 A JP6941394 A JP 6941394A JP H07282773 A JPH07282773 A JP H07282773A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aberration
- dispersion
- omega
- filter
- energy filter
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低収差で高分解能のオメガ型エネルギーフィ
ルタを実現する。 【構成】 中心面に対して左右対称形に配置された同形
状の扇型磁石からなる４つの磁場セクタを有するオメガ
型エネルギーフィルタにおいて、２０ｍｍ≦Ｒ1≦８０
ｍｍ、０．７≦Ｒ1 ／Ｒ2 ≦１．３、３０°≦Φ＜９０
°、４０ｍｍ≦ＬＬ≦１４０ｍｍ、８ｍｍ≦Ｌ３≦２８
ｍｍ、１００ｍｍ≦Ｌ４≦１８０ｍｍ、２０ｍｍ≦Ｌ５
≦１００ｍｍとし、Φ＜９０°の条件で低収差・高分解
能のオメガ型エネルギーフィルタを実現したことを特徴
とする。
ルタを実現する。 【構成】 中心面に対して左右対称形に配置された同形
状の扇型磁石からなる４つの磁場セクタを有するオメガ
型エネルギーフィルタにおいて、２０ｍｍ≦Ｒ1≦８０
ｍｍ、０．７≦Ｒ1 ／Ｒ2 ≦１．３、３０°≦Φ＜９０
°、４０ｍｍ≦ＬＬ≦１４０ｍｍ、８ｍｍ≦Ｌ３≦２８
ｍｍ、１００ｍｍ≦Ｌ４≦１８０ｍｍ、２０ｍｍ≦Ｌ５
≦１００ｍｍとし、Φ＜９０°の条件で低収差・高分解
能のオメガ型エネルギーフィルタを実現したことを特徴
とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は透過型電子顕微鏡に組み
込まれるオメガ型エネルギーフィルタに関するものであ
る。
込まれるオメガ型エネルギーフィルタに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、オメガ型エネルギーフィルタを組
み込んだ透過型電子顕微鏡が報告されるようになり成果
を上げている。オメガ型エネルギーフィルタは、４個の
フィルタを相補的に用いることで収差を打ち消し、高分
解能、低収差を達成することが可能である。
み込んだ透過型電子顕微鏡が報告されるようになり成果
を上げている。オメガ型エネルギーフィルタは、４個の
フィルタを相補的に用いることで収差を打ち消し、高分
解能、低収差を達成することが可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】オメガ型エネルギーフ
ィルタはフィルタとして優れた性能を持っているが、そ
の形状を決定する要素数が多く、高分解能、低収差のエ
ネルギーフィルタを実現する最適形状を求めるのは容易
なことではない。本発明はかかる事情に鑑みてなされた
もので、低収差で高分解能のフィルタとしての条件を与
えることができるオメガ型エネルギーフィルタを提供す
ることを目的とする。
ィルタはフィルタとして優れた性能を持っているが、そ
の形状を決定する要素数が多く、高分解能、低収差のエ
ネルギーフィルタを実現する最適形状を求めるのは容易
なことではない。本発明はかかる事情に鑑みてなされた
もので、低収差で高分解能のフィルタとしての条件を与
えることができるオメガ型エネルギーフィルタを提供す
ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、中心面に対し
て左右対称形に配置された同形状の４つの扇型磁石から
なる磁場セクタを有するオメガ型エネルギーフィルタに
おいて、Ｒ1 、Ｒ2 を扇型磁石の半径、Φを磁場セクタ
の入射面と出射面間での電子軌道の曲げ角、Ｌ３をフィ
ルタ中心面と直近の磁石間との距離、Ｌ４をフィルタ中
心面に対して一方の側の磁石間の距離、Ｌ５を出射側磁
石からスリット面までの距離とした時、 ２０ｍｍ≦Ｒ1 ≦８０ｍｍ ０．７≦Ｒ1 ／Ｒ2 ≦１．３ ３０°≦Φ＜９０° ４０ｍｍ≦ＬＬ≦１４０ｍｍ ８ｍｍ≦Ｌ３≦２８ｍｍ １００ｍｍ≦Ｌ４≦１８０ｍｍ ２０ｍｍ≦Ｌ５≦１００ｍｍ であることを特徴とする。
て左右対称形に配置された同形状の４つの扇型磁石から
なる磁場セクタを有するオメガ型エネルギーフィルタに
おいて、Ｒ1 、Ｒ2 を扇型磁石の半径、Φを磁場セクタ
の入射面と出射面間での電子軌道の曲げ角、Ｌ３をフィ
ルタ中心面と直近の磁石間との距離、Ｌ４をフィルタ中
心面に対して一方の側の磁石間の距離、Ｌ５を出射側磁
石からスリット面までの距離とした時、 ２０ｍｍ≦Ｒ1 ≦８０ｍｍ ０．７≦Ｒ1 ／Ｒ2 ≦１．３ ３０°≦Φ＜９０° ４０ｍｍ≦ＬＬ≦１４０ｍｍ ８ｍｍ≦Ｌ３≦２８ｍｍ １００ｍｍ≦Ｌ４≦１８０ｍｍ ２０ｍｍ≦Ｌ５≦１００ｍｍ であることを特徴とする。
【０００５】
【作用】本発明のオメガ型エネルギーフィルタは、電子
軌道方程式に基づき広範囲の条件下での探索を行い、オ
メガ型フィルタの２次収差係数を計算し、それを最小に
する評価を行うことにより得られたもので、低収差、高
分解能の条件を満たす形状のオメガ型エネルギーフィル
タを実現することが可能である。
軌道方程式に基づき広範囲の条件下での探索を行い、オ
メガ型フィルタの２次収差係数を計算し、それを最小に
する評価を行うことにより得られたもので、低収差、高
分解能の条件を満たす形状のオメガ型エネルギーフィル
タを実現することが可能である。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。オメガ型フィルタは磁場セクタを４つ並べ
た形をとっており、その形状は図１に示すような構成で
ある。図中、１〜４は磁極、ＺＤは回折面、ＺＯは物
面、Ｒ1 〜Ｒ4 は扇型磁石の半径、Φは磁場セクタの入
射面と出射面間での電子軌道の曲げ角、５はフィルタ中
心面、ＺＩは像面、ＺＳはスリット面、Ｌ３は中心面か
ら磁石３までのドリフト長、Ｌ４は磁石３から磁石４ま
でのドリフト長、Ｌ５は磁石４からスリット面までのド
リフト長、ＴＡ，ＴＢは電子軌道に対する磁石３の反時
計方向の磁極面傾斜角、ＴＣ，ＴＤは電子軌道に対する
磁石４の反時計方向の磁極面傾斜角である。このような
オメガ型エネルギーフィルタにおいて、各磁場セクタへ
入射する電子線軌道に垂直な面をＸＹ平面とし、磁場方
向をｙ方向、それに垂直な方向をｘ方向とし、電子線の
持つエネルギーをＷとしたとき、像面ＺＩにおけるｘ方
向、ｙ方向における二次収差係数ΔｘI 、ΔｙI はΔｘ
I ＝∂Ｗ／∂α，ΔｙI ＝∂Ｗ／∂β（α、βは、像面
ＺＩにおけるｘ方向、ｙ方向のビーム収束角の１／２の
角度）で与えられ次式で表される。
に説明する。オメガ型フィルタは磁場セクタを４つ並べ
た形をとっており、その形状は図１に示すような構成で
ある。図中、１〜４は磁極、ＺＤは回折面、ＺＯは物
面、Ｒ1 〜Ｒ4 は扇型磁石の半径、Φは磁場セクタの入
射面と出射面間での電子軌道の曲げ角、５はフィルタ中
心面、ＺＩは像面、ＺＳはスリット面、Ｌ３は中心面か
ら磁石３までのドリフト長、Ｌ４は磁石３から磁石４ま
でのドリフト長、Ｌ５は磁石４からスリット面までのド
リフト長、ＴＡ，ＴＢは電子軌道に対する磁石３の反時
計方向の磁極面傾斜角、ＴＣ，ＴＤは電子軌道に対する
磁石４の反時計方向の磁極面傾斜角である。このような
オメガ型エネルギーフィルタにおいて、各磁場セクタへ
入射する電子線軌道に垂直な面をＸＹ平面とし、磁場方
向をｙ方向、それに垂直な方向をｘ方向とし、電子線の
持つエネルギーをＷとしたとき、像面ＺＩにおけるｘ方
向、ｙ方向における二次収差係数ΔｘI 、ΔｙI はΔｘ
I ＝∂Ｗ／∂α，ΔｙI ＝∂Ｗ／∂β（α、βは、像面
ＺＩにおけるｘ方向、ｙ方向のビーム収束角の１／２の
角度）で与えられ次式で表される。
【０００７】 ΔｘI ＝Ａ1 ・α2 ＋Ａ2 ・２αｙ＋Ａ3 ・ｙ2 ＋Ｂ1 ・１／２・β2 ＋Ｂ2 ・βδ ＋Ｂ3 ・１／２・δ2 ＋Ｃ1 ・αｘ＋Ｃ2 ・ｘｙ＋Ｃ3 ・ｘ2 ……（１） ΔｙI ＝Ｂ1 ・αβ＋Ｂ2 ・αδ＋Ｂ4 ・βｙ＋Ｂ5 ・ｙδ＋Ｃ4 ・βｘ＋Ｃ5 ・δｘ ……（２） となる。ここで、δはスリット面におけるｙ方向のビー
ム収束角の１／２の角度である。（１）、（２）式にお
いてＡ1 ，Ａ2 ，Ａ3 、Ｂ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 ，Ｂ4，Ｂ5
は像歪みを表す係数、Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 ，Ｃ4 ，Ｃ5 は
色収差を表す係数であり、（１）式の第１項、３項、４
項，６項はオメガ型エネルギーフィルタが左右対称形で
あればゼロとなる。なお、スリット面ＺＳにおける２次
収差も同様に表現することができるがここでは省略す
る。
ム収束角の１／２の角度である。（１）、（２）式にお
いてＡ1 ，Ａ2 ，Ａ3 、Ｂ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 ，Ｂ4，Ｂ5
は像歪みを表す係数、Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 ，Ｃ4 ，Ｃ5 は
色収差を表す係数であり、（１）式の第１項、３項、４
項，６項はオメガ型エネルギーフィルタが左右対称形で
あればゼロとなる。なお、スリット面ＺＳにおける２次
収差も同様に表現することができるがここでは省略す
る。
【０００８】まず、オメガ型エネルギーフィルタが左右
対称形であり、磁場セクタにおける電子軌道の曲げ角が
９０°より小さくすることを前提に高分解能、低収差を
満たすフィルタ形状を求める第１の実施例について説明
する。なお、φ＜９０°とすることにより磁石を小さく
することができる。前述の２次収差の計算式に基づき、
図１に示したオメガ型フィルタのＲ1 ，Ｒ2 およびＬ４
をパラメータにした場合の分散を計算し、像歪みの二乗
平均値を示したのが図２、色収差分を示したのが図３で
ある。図２は横軸にＲ1 、縦軸に分散をとったもので、
ｉ，ｍ，ｎ，ｓ，ｔはＲ1 ／Ｒ2 をそれぞれ0.5 ，0.7
，0.889 ，1.1 ，1.3 とし、ｉ，ｍ，ｎ，ｓ，ｔそれ
ぞれに同軸上に上からＬ４＝１１３、１３３、１５３、
１７３、１９３ｍｍの５種類を示したものである。ま
た、図３は横軸にＲ1 、縦軸に色収差を示しており、パ
ラメータは図２の場合と同様にとっている。分散は大き
いほど高分解能が得られるが、図２において各パラメー
タを総合的に評価した場合、Ｒ1 は２０〜８０ｍｍで大
きな分散が得られ、４０ｍｍ近辺に最適条件があること
が分かる。また、Ｒ1 ／Ｒ2 が０．５では分散が小さ
く、Ｒ1 ／Ｒ2 として０．７〜１．３で大きな分散が得
られ、１．１近辺に最適条件があることが分かる。ま
た、Ｌ４に対しては１９３ｍｍでは分散値が１．１程度
小さくなり、１００〜１８０ｍｍの範囲で大きな分散が
得られており、１１０ｍｍ近辺に最適条件があることが
分かる。２次の収差を表す図３においては、Ｒ1 が８０
ｍｍ以下の場合に、Ｒ1 が４０ｍｍ近辺で収差を小さく
する最適条件があり、高分散が得られる１００≦Ｌ４≦
１８０ｍｍの範囲において収差がそれほど大きくなって
いない。
対称形であり、磁場セクタにおける電子軌道の曲げ角が
９０°より小さくすることを前提に高分解能、低収差を
満たすフィルタ形状を求める第１の実施例について説明
する。なお、φ＜９０°とすることにより磁石を小さく
することができる。前述の２次収差の計算式に基づき、
図１に示したオメガ型フィルタのＲ1 ，Ｒ2 およびＬ４
をパラメータにした場合の分散を計算し、像歪みの二乗
平均値を示したのが図２、色収差分を示したのが図３で
ある。図２は横軸にＲ1 、縦軸に分散をとったもので、
ｉ，ｍ，ｎ，ｓ，ｔはＲ1 ／Ｒ2 をそれぞれ0.5 ，0.7
，0.889 ，1.1 ，1.3 とし、ｉ，ｍ，ｎ，ｓ，ｔそれ
ぞれに同軸上に上からＬ４＝１１３、１３３、１５３、
１７３、１９３ｍｍの５種類を示したものである。ま
た、図３は横軸にＲ1 、縦軸に色収差を示しており、パ
ラメータは図２の場合と同様にとっている。分散は大き
いほど高分解能が得られるが、図２において各パラメー
タを総合的に評価した場合、Ｒ1 は２０〜８０ｍｍで大
きな分散が得られ、４０ｍｍ近辺に最適条件があること
が分かる。また、Ｒ1 ／Ｒ2 が０．５では分散が小さ
く、Ｒ1 ／Ｒ2 として０．７〜１．３で大きな分散が得
られ、１．１近辺に最適条件があることが分かる。ま
た、Ｌ４に対しては１９３ｍｍでは分散値が１．１程度
小さくなり、１００〜１８０ｍｍの範囲で大きな分散が
得られており、１１０ｍｍ近辺に最適条件があることが
分かる。２次の収差を表す図３においては、Ｒ1 が８０
ｍｍ以下の場合に、Ｒ1 が４０ｍｍ近辺で収差を小さく
する最適条件があり、高分散が得られる１００≦Ｌ４≦
１８０ｍｍの範囲において収差がそれほど大きくなって
いない。
【０００９】図４は磁場セクタにおける電子軌道の曲げ
角Φに対する収差および分散の依存性を示しており、図
４（ａ）は収差を、図４（ｂ）は分散を示し、ｉはＲ1
／Ｒ2 が１．１の場合、ｍはＲ1 ／Ｒ2 が１．３の場合
であり、ｉ，ｍに対してＬ４を４種類に変化させたとき
のものである。ただし、分散において５０°、４０°、
３０°、２０°についてはＬ４＝１５３ｍｍの時であ
る。分散はΦが９０°では大きく、８５°〜２０°で小
さくなっており、一方、収差は角度が小さくなるにつれ
て若干増加している。磁石を小さくするためにφ＜９０
°が有効であるが、この条件下で、図４より８５°近辺
で収差を少なく、かつ分散を大きくできることが分か
る。
角Φに対する収差および分散の依存性を示しており、図
４（ａ）は収差を、図４（ｂ）は分散を示し、ｉはＲ1
／Ｒ2 が１．１の場合、ｍはＲ1 ／Ｒ2 が１．３の場合
であり、ｉ，ｍに対してＬ４を４種類に変化させたとき
のものである。ただし、分散において５０°、４０°、
３０°、２０°についてはＬ４＝１５３ｍｍの時であ
る。分散はΦが９０°では大きく、８５°〜２０°で小
さくなっており、一方、収差は角度が小さくなるにつれ
て若干増加している。磁石を小さくするためにφ＜９０
°が有効であるが、この条件下で、図４より８５°近辺
で収差を少なく、かつ分散を大きくできることが分か
る。
【００１０】図５はＬ５（磁場セクタ４の出射面からス
リット面までの距離）に対する分散および収差の依存性
を示したものである。図中、ｉは分散、ｍは歪収差、ｎ
は色収差を示しており、Ｌ５を大きくするほど分散が大
きくなり、一方、歪収差、色収差は２０〜１００ｍｍの
範囲で小さくなっている。図６はＲ1 ＝４０．０ｍｍ、
Ｒ2 ＝３０．８ｍｍ、Ｌ４＝１７３ｍｍ、Ｌ５＝５０ｍ
ｍとしたときのＬ３（中心面と第３の磁場セクタ間の距
離）に対する分散（ｉ）および収差（ｍ＝歪収差、ｎ＝
色収差）の依存性を示し、図６（ａ）は分散、図６
（ｂ）は収差を示している。Ｌ３が８〜２８ｍｍの範囲
で分散が大きく、収差も比較的小さい。なお、Ｌ３が２
８ｍｍより大きいと電子軌道は収束しない。図７はＬＬ
（回折面と物面間の距離）に対する分散と収差の依存性
を示したものである。図７（ａ）から分かるように、分
散はＬＬが８０〜２００ｍｍにおいてほぼ一定、４０〜
８０ｍｍで大きくなっている。なお、３７ｍｍ以下では
収束しない。一方、図７（ｂ）から分かるように、収差
は１４０ｍｍを超えたところで大きくなっている。従っ
て、ＬＬが４０〜１４０ｍｍの範囲とすれば、分散が大
きくとれ、収差を抑えることができる。
リット面までの距離）に対する分散および収差の依存性
を示したものである。図中、ｉは分散、ｍは歪収差、ｎ
は色収差を示しており、Ｌ５を大きくするほど分散が大
きくなり、一方、歪収差、色収差は２０〜１００ｍｍの
範囲で小さくなっている。図６はＲ1 ＝４０．０ｍｍ、
Ｒ2 ＝３０．８ｍｍ、Ｌ４＝１７３ｍｍ、Ｌ５＝５０ｍ
ｍとしたときのＬ３（中心面と第３の磁場セクタ間の距
離）に対する分散（ｉ）および収差（ｍ＝歪収差、ｎ＝
色収差）の依存性を示し、図６（ａ）は分散、図６
（ｂ）は収差を示している。Ｌ３が８〜２８ｍｍの範囲
で分散が大きく、収差も比較的小さい。なお、Ｌ３が２
８ｍｍより大きいと電子軌道は収束しない。図７はＬＬ
（回折面と物面間の距離）に対する分散と収差の依存性
を示したものである。図７（ａ）から分かるように、分
散はＬＬが８０〜２００ｍｍにおいてほぼ一定、４０〜
８０ｍｍで大きくなっている。なお、３７ｍｍ以下では
収束しない。一方、図７（ｂ）から分かるように、収差
は１４０ｍｍを超えたところで大きくなっている。従っ
て、ＬＬが４０〜１４０ｍｍの範囲とすれば、分散が大
きくとれ、収差を抑えることができる。
【００１１】以上のことより、総合的にみると、オメガ
型フィルタにおいて左右対称形とし、全ての磁場セクタ
の磁極による電子軌道の曲げ角を９０°より小さくする
第１実施例においては、 ２０ｍｍ≦Ｒ1 ≦８０ｍｍ ０．７≦Ｒ1 ／Ｒ2 ≦１．３ ３０°≦Φ＜９０° ４０ｍｍ≦ＬＬ≦１４０ｍｍ ８ｍｍ≦Ｌ３≦２８ｍｍ １００ｍｍ≦Ｌ４≦１８０ｍｍ ２０ｍｍ≦Ｌ５≦１００ｍｍ とすれば、分散を大きくとれ、かつ収差も少なくでき
る。こうしてフィルタ形状が決まれば、ＴＡ、ＴＢ、Ｔ
Ｃ、ＴＤは従属的に求まり、計算によれば −２０°≦ＴＡ≦６０° −３０°≦ＴＢ≦６０° −６０°≦ＴＣ −７０°≦ＴＤ となる。なお、これらの条件の距離に関する条件は、Ｒ
1 を基準４０ｍｍとすれば規格化して、 ０．７≦Ｒ1 ／Ｒ2 ≦１．３ １≦ＬＬ／Ｒ1 ≦３．５ ０．２≦Ｌ３／Ｒ1 ≦０．７ ２．５≦Ｌ４／Ｒ1 ≦４．５ ０．５≦Ｌ５／Ｒ1 ≦２．５ と表せる。
型フィルタにおいて左右対称形とし、全ての磁場セクタ
の磁極による電子軌道の曲げ角を９０°より小さくする
第１実施例においては、 ２０ｍｍ≦Ｒ1 ≦８０ｍｍ ０．７≦Ｒ1 ／Ｒ2 ≦１．３ ３０°≦Φ＜９０° ４０ｍｍ≦ＬＬ≦１４０ｍｍ ８ｍｍ≦Ｌ３≦２８ｍｍ １００ｍｍ≦Ｌ４≦１８０ｍｍ ２０ｍｍ≦Ｌ５≦１００ｍｍ とすれば、分散を大きくとれ、かつ収差も少なくでき
る。こうしてフィルタ形状が決まれば、ＴＡ、ＴＢ、Ｔ
Ｃ、ＴＤは従属的に求まり、計算によれば −２０°≦ＴＡ≦６０° −３０°≦ＴＢ≦６０° −６０°≦ＴＣ −７０°≦ＴＤ となる。なお、これらの条件の距離に関する条件は、Ｒ
1 を基準４０ｍｍとすれば規格化して、 ０．７≦Ｒ1 ／Ｒ2 ≦１．３ １≦ＬＬ／Ｒ1 ≦３．５ ０．２≦Ｌ３／Ｒ1 ≦０．７ ２．５≦Ｌ４／Ｒ1 ≦４．５ ０．５≦Ｌ５／Ｒ1 ≦２．５ と表せる。
【００１２】次に、オメガ型エネルギーフィルタが左右
対称形であり、磁場セクタにおける電子軌道の曲げ角が
９０°より小さく、かつＹフォーカスポイントが中央で
１点のみである場合の第２の実施例について説明する。
図８（ａ）は第２実施例における電子軌道の例を示す
図、図８（ｂ）は軌道を直線状に延ばした場合における
軌道のｘ方向およびｙ方向を示している。この例はｙ方
向において、フォーカスポイントが中央で１点のみの場
合であり、Φ＝６０°、フィルタ条件としてはＲ1 ＝３
６ｍｍ、Ｒ2 ＝３６ｍｍ、ＬＬ＝５０ｍｍ、Ｌ３＝２５
ｍｍ、Ｌ４＝１７３ｍｍ、Ｌ５＝９０ｍｍとしてある。
図８（ｂ）より非常に大きな分散が得られていることが
分かる。図９は図８の電子軌道の場合の分散の様子を示
したもので、図９（ａ）は像面、図９（ｂ）はスリット
面における分散を示している。図９（ａ）において、非
点収差がゼロであれば各像は点として現れるが、本実施
例の場合でも、軌道中心からずれるにしたがって非点収
差は大きくなっているものの、それほど大きくはなく、
一方、図９（ｂ）から大きな分散が得られていることが
分かる。
対称形であり、磁場セクタにおける電子軌道の曲げ角が
９０°より小さく、かつＹフォーカスポイントが中央で
１点のみである場合の第２の実施例について説明する。
図８（ａ）は第２実施例における電子軌道の例を示す
図、図８（ｂ）は軌道を直線状に延ばした場合における
軌道のｘ方向およびｙ方向を示している。この例はｙ方
向において、フォーカスポイントが中央で１点のみの場
合であり、Φ＝６０°、フィルタ条件としてはＲ1 ＝３
６ｍｍ、Ｒ2 ＝３６ｍｍ、ＬＬ＝５０ｍｍ、Ｌ３＝２５
ｍｍ、Ｌ４＝１７３ｍｍ、Ｌ５＝９０ｍｍとしてある。
図８（ｂ）より非常に大きな分散が得られていることが
分かる。図９は図８の電子軌道の場合の分散の様子を示
したもので、図９（ａ）は像面、図９（ｂ）はスリット
面における分散を示している。図９（ａ）において、非
点収差がゼロであれば各像は点として現れるが、本実施
例の場合でも、軌道中心からずれるにしたがって非点収
差は大きくなっているものの、それほど大きくはなく、
一方、図９（ｂ）から大きな分散が得られていることが
分かる。
【００１３】図１０は図２に対応するものでｉ，ｍ，
ｎ，ｓ，ｔ，ｙ，＊はそれぞれＲ1 ／Ｒ2 が1.1 、1.3
、0.7 、0.89、0.7 、0.89、1.0 でｉ，ｍ，ｔ，ｙ，
＊はＬ５＝９０ｍｍ、ｎ，ｓはＬ５＝５０ｍｍの場合で
ある。２０ｍｍ≦Ｒ1 ≦８０ｍｍで大きな分散が得ら
れ、Ｒ1 ＝３６ｍｍ近辺に最適条件があることが分か
る。
ｎ，ｓ，ｔ，ｙ，＊はそれぞれＲ1 ／Ｒ2 が1.1 、1.3
、0.7 、0.89、0.7 、0.89、1.0 でｉ，ｍ，ｔ，ｙ，
＊はＬ５＝９０ｍｍ、ｎ，ｓはＬ５＝５０ｍｍの場合で
ある。２０ｍｍ≦Ｒ1 ≦８０ｍｍで大きな分散が得ら
れ、Ｒ1 ＝３６ｍｍ近辺に最適条件があることが分か
る。
【００１４】図１１は図３に対応するものである。ｉ，
ｍ，ｎ，ｓ，ｔ，ｙ，：，Ｓ，＠，ｆ，ｊ，ｋ，＊，△
は、Ｒ1 ／Ｒ2 が1.1 、1.1 、1.3 、1.3 、0.7 、0.7
、0.89、0.89、1.0 、1.0 の時の収差をプロットした
もので、収差の大きいグループはＬ５＝９０ｍｍ、収差
の小さいグループはＬ５＝５０ｍｍのときのもので、
０．７≦Ｒ1 ／Ｒ2 ≦１．３において、図３の場合より
も大幅に収差が小さくなっている。図１２はＲ1 ＝Ｒ2
＝３６ｍｍのときのＬ４に対する依存性を示し、図１２
（ａ）は分散、図１２（ｂ）は収差を示している。ま
た、図１３はＲ1 ＝４０ｍｍ、Ｒ2 ＝３０．８ｍｍとし
たときのＬ４に対する分散および収差の依存性を示した
ものである。図１２（ｂ）よりＬ４が１８０ｍｍより大
きいと色収差が大きくなり、図１３（ｂ）から分かるよ
うにＬ４が１８０ｍｍより小さいと歪収差が大きくなっ
ているが、Ｌ４が１００〜１８０ｍｍでは歪収差も色収
差も小さく、この範囲がＬ４のとり得る範囲として適し
ていることが分かる。
ｍ，ｎ，ｓ，ｔ，ｙ，：，Ｓ，＠，ｆ，ｊ，ｋ，＊，△
は、Ｒ1 ／Ｒ2 が1.1 、1.1 、1.3 、1.3 、0.7 、0.7
、0.89、0.89、1.0 、1.0 の時の収差をプロットした
もので、収差の大きいグループはＬ５＝９０ｍｍ、収差
の小さいグループはＬ５＝５０ｍｍのときのもので、
０．７≦Ｒ1 ／Ｒ2 ≦１．３において、図３の場合より
も大幅に収差が小さくなっている。図１２はＲ1 ＝Ｒ2
＝３６ｍｍのときのＬ４に対する依存性を示し、図１２
（ａ）は分散、図１２（ｂ）は収差を示している。ま
た、図１３はＲ1 ＝４０ｍｍ、Ｒ2 ＝３０．８ｍｍとし
たときのＬ４に対する分散および収差の依存性を示した
ものである。図１２（ｂ）よりＬ４が１８０ｍｍより大
きいと色収差が大きくなり、図１３（ｂ）から分かるよ
うにＬ４が１８０ｍｍより小さいと歪収差が大きくなっ
ているが、Ｌ４が１００〜１８０ｍｍでは歪収差も色収
差も小さく、この範囲がＬ４のとり得る範囲として適し
ていることが分かる。
【００１５】図１４は分散および収差のΦに対する依存
性を示し、Ｒ1 ＝４０ｍｍ、Ｒ2 ＝３０．８ｍｍの場合
である。Φが３０°〜９０°の範囲で分散が大きくかつ
収差が小さいことが分かる。図１５は分散および収差の
Ｌ５依存性を示し、Ｒ1 ＝４０ｍｍ、Ｒ2 ＝３０．８ｍ
ｍ、Φ＝６０°、ＬＬ＝５０ｍｍ、Ｌ３＝２５ｍｍ、Ｌ
４＝１７３ｍｍの場合を示している。図１５（ｂ）より
３０ｍｍ≦Ｌ５≦１００ｍｍで収差が小さくなり、この
とき図１５（ａ）より分散も大きいことが分かる。図１
６は分散および収差のＬ３依存性を示し、Ｒ1 ＝３６ｍ
ｍ、Ｒ2 ＝３６ｍｍ、Φ＝６０°、ＬＬ＝５０ｍｍ、Ｌ
４＝１７３ｍｍ、Ｌ５＝９０ｍｍの場合を示している。
Ｌ３が１５ｍｍより大きい範囲で収差が小さく、分散も
大きいが、第１実施例と同様に２８ｍｍを超えると電子
軌道は収束しないので、１５ｍｍ≦Ｌ３≦２８ｍｍがと
り得る範囲となる。図１７はＬＬに対する分散および収
差の依存性を示し、Ｒ1 ＝４０ｍｍ、Ｒ2＝３０．８ｍ
ｍの場合であり、４０ｍｍ≦ＬＬ≦１００ｍｍの範囲で
収差を小さくできることが分かる。
性を示し、Ｒ1 ＝４０ｍｍ、Ｒ2 ＝３０．８ｍｍの場合
である。Φが３０°〜９０°の範囲で分散が大きくかつ
収差が小さいことが分かる。図１５は分散および収差の
Ｌ５依存性を示し、Ｒ1 ＝４０ｍｍ、Ｒ2 ＝３０．８ｍ
ｍ、Φ＝６０°、ＬＬ＝５０ｍｍ、Ｌ３＝２５ｍｍ、Ｌ
４＝１７３ｍｍの場合を示している。図１５（ｂ）より
３０ｍｍ≦Ｌ５≦１００ｍｍで収差が小さくなり、この
とき図１５（ａ）より分散も大きいことが分かる。図１
６は分散および収差のＬ３依存性を示し、Ｒ1 ＝３６ｍ
ｍ、Ｒ2 ＝３６ｍｍ、Φ＝６０°、ＬＬ＝５０ｍｍ、Ｌ
４＝１７３ｍｍ、Ｌ５＝９０ｍｍの場合を示している。
Ｌ３が１５ｍｍより大きい範囲で収差が小さく、分散も
大きいが、第１実施例と同様に２８ｍｍを超えると電子
軌道は収束しないので、１５ｍｍ≦Ｌ３≦２８ｍｍがと
り得る範囲となる。図１７はＬＬに対する分散および収
差の依存性を示し、Ｒ1 ＝４０ｍｍ、Ｒ2＝３０．８ｍ
ｍの場合であり、４０ｍｍ≦ＬＬ≦１００ｍｍの範囲で
収差を小さくできることが分かる。
【００１６】以上のことから、第２実施例においては、
第１実施例に対してＹ方向のフォーカスポイントを１点
にするという条件を加えることにより、 ２０ｍｍ＜Ｒ1 ＜８０ｍｍ ０．７≦Ｒ1 ／Ｒ2 ≦１．３ ３０°≦Φ＜９０° ４０ｍｍ≦ＬＬ≦１００ｍｍ １５ｍｍ≦Ｌ３≦２８ｍｍ １００≦Ｌ４≦１８０ｍｍ ３０ｍｍ≦Ｌ５≦１００ｍｍ となる。
第１実施例に対してＹ方向のフォーカスポイントを１点
にするという条件を加えることにより、 ２０ｍｍ＜Ｒ1 ＜８０ｍｍ ０．７≦Ｒ1 ／Ｒ2 ≦１．３ ３０°≦Φ＜９０° ４０ｍｍ≦ＬＬ≦１００ｍｍ １５ｍｍ≦Ｌ３≦２８ｍｍ １００≦Ｌ４≦１８０ｍｍ ３０ｍｍ≦Ｌ５≦１００ｍｍ となる。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、軌道計算
により２次収差係数を考慮し、分散を大きくかつ収差を
大きくすることなく、Φを９０°より小さい条件で最適
形状のオメガ型エネルギーフィルタが得られる。
により２次収差係数を考慮し、分散を大きくかつ収差を
大きくすることなく、Φを９０°より小さい条件で最適
形状のオメガ型エネルギーフィルタが得られる。
【図１】 本発明のオメガ型フィルタを示す図である。
【図２】 ２次収差の計算式に基づいて得られた分散を
示す図である。
示す図である。
【図３】 ２次収差の計算式に基づいて得られた色収差
を示す図である。
を示す図である。
【図４】 磁場セクタにおける電子軌道の曲げ角Φに対
する収差および分散の依存性を示す図である。
する収差および分散の依存性を示す図である。
【図５】 Ｌ５に対する分散および収差の依存性を示す
図である。
図である。
【図６】 Ｌ３に対する分散および収差の依存性を示す
図である。
図である。
【図７】 ＬＬに対する分散および収差の依存性を示す
図である。
図である。
【図８】 Ｙフォーカスを１点にしたときの電子軌道を
示す図である。
示す図である。
【図９】 像面及びスリット面における非点及び分散を
示す図である。
示す図である。
【図１０】 Ｒ1 に対する分散の依存性を示す図であ
る。
る。
【図１１】 Ｒ1 に対する色収差の依存性を示す図であ
る。
る。
【図１２】 Ｌ４に対する分散および収差の依存性を示
す図である。
す図である。
【図１３】 Ｌ４に対する分散および収差の依存性を示
す図である。
す図である。
【図１４】 分散および収差のΦに対する依存性を示す
図である。
図である。
【図１５】 分散および収差のＬ５依存性を示す図であ
る。
る。
【図１６】 分散および収差のＬ３依存性を示す図であ
る。
る。
【図１７】 ＬＬに対する分散および収差を示す図であ
る。
る。
１〜４…磁極、ＺＤ…回折面、ＺＯ…物面、Ｒ1 〜Ｒ４
…扇型磁石の半径、Φ…磁石の曲げ角、５…中心面、Ｚ
Ｉ…像面、ＺＳ…スリット面。
…扇型磁石の半径、Φ…磁石の曲げ角、５…中心面、Ｚ
Ｉ…像面、ＺＳ…スリット面。
Claims (2)
- 【請求項１】 中心面に対して左右対称形に配置された
同形状の扇型磁石からなる４つの磁場セクタを有するオ
メガ型エネルギーフィルタにおいて、Ｒ1 、Ｒ2 を扇型
磁石の半径、Φを磁場セクタの入射面と出射面間での電
子軌道の曲げ角、Ｌ３をフィルタ中心面と直近の磁石間
との距離、Ｌ４をフィルタ中心面に対して一方の側の磁
石間の距離、Ｌ５を出射側磁石からスリット面までの距
離としたとき、 ２０ｍｍ≦Ｒ1 ≦８０ｍｍ ０．７≦Ｒ1 ／Ｒ2 ≦１．３ ３０°≦Φ＜９０° ４０ｍｍ≦ＬＬ≦１４０ｍｍ ８ｍｍ≦Ｌ３≦２８ｍｍ １００ｍｍ≦Ｌ４≦１８０ｍｍ ２０ｍｍ≦Ｌ５≦１００ｍｍ であることを特徴とするオメガ型エネルギーフィルタ。 - 【請求項２】 中心面に対して左右対称形に配置された
同形状の扇型磁石からなる４つの磁場セクタを有するオ
メガ型エネルギーフィルタにおいて、Ｒ1 、Ｒ2 を扇型
磁石の半径、Φを磁場セクタの入射面と出射面間での電
子軌道の曲げ角、Ｌ３をフィルタ中心面と直近の磁石間
との距離、Ｌ４をフィルタ中心面に対して一方の側の磁
石間の距離、Ｌ５を出射側磁石からスリット面までの距
離とし、磁場方向のフォーカスポイントを１点のみとし
たとき、 ２０ｍｍ＜Ｒ1 ＜８０ｍｍ ０．７≦Ｒ1 ／Ｒ2 ≦１．３ ３０°≦Φ＜９０° ４０ｍｍ≦ＬＬ≦１００ｍｍ １５ｍｍ≦Ｌ３≦２８ｍｍ １００≦Ｌ４≦１８０ｍｍ ３０ｍｍ≦Ｌ５≦１００ｍｍ であることを特徴とするオメガ型エネルギーフィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6069413A JPH07282773A (ja) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | オメガ型エネルギーフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6069413A JPH07282773A (ja) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | オメガ型エネルギーフィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07282773A true JPH07282773A (ja) | 1995-10-27 |
Family
ID=13401904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6069413A Pending JPH07282773A (ja) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | オメガ型エネルギーフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07282773A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09213263A (ja) * | 1995-11-28 | 1997-08-15 | Jeol Ltd | オメガ型エネルギーフィルター |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6266553A (ja) * | 1985-09-13 | 1987-03-26 | カ−ル・ツアイス−スチフツング | オメガ形電子エネルギフイルタ |
| JPS62170142A (ja) * | 1986-01-23 | 1987-07-27 | Jeol Ltd | オメガ型エネルギ−アナライザモ−ドにおける残留磁場打ち消し装置 |
| JPH04294044A (ja) * | 1990-12-22 | 1992-10-19 | Carl Zeiss:Fa | 電子エネルギフィルタ |
-
1994
- 1994-04-07 JP JP6069413A patent/JPH07282773A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6266553A (ja) * | 1985-09-13 | 1987-03-26 | カ−ル・ツアイス−スチフツング | オメガ形電子エネルギフイルタ |
| JPS62170142A (ja) * | 1986-01-23 | 1987-07-27 | Jeol Ltd | オメガ型エネルギ−アナライザモ−ドにおける残留磁場打ち消し装置 |
| JPH04294044A (ja) * | 1990-12-22 | 1992-10-19 | Carl Zeiss:Fa | 電子エネルギフィルタ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09213263A (ja) * | 1995-11-28 | 1997-08-15 | Jeol Ltd | オメガ型エネルギーフィルター |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5373251B2 (ja) | 収差補正手段を備える粒子光学装置 | |
| EP2169702B1 (en) | Aberration corrector and charged particle beam system equipped therewith | |
| EP1381073B1 (en) | Aberration-corrected charged-particle optical apparatus | |
| EP1313125B1 (en) | Charged-particle beam apparatus equipped with aberration corrector | |
| US8178850B2 (en) | Chromatic aberration corrector for charged-particle beam system and correction method therefor | |
| EP2020673B1 (en) | Aberration correction system | |
| JPH0737536A (ja) | 結像用の電子エネルギーフィルタ | |
| US8785880B2 (en) | Chromatic aberration corrector and electron microscope | |
| US8389951B2 (en) | Spherical aberration corrector and method of spherical aberration correction | |
| JP3471039B2 (ja) | 電子ビーム装置 | |
| US7800074B2 (en) | Electron-optical corrector for an aplanatic imaging system | |
| US20080093563A1 (en) | Aberration Corrector and Method of Aberration Correction | |
| JPH07282773A (ja) | オメガ型エネルギーフィルタ | |
| JPH01319236A (ja) | 電界放射電子銃 | |
| JP3400284B2 (ja) | オメガ型エネルギーフィルタ及び該フィルタを組み込んだ電子顕微鏡 | |
| US6797962B1 (en) | Electrostatic corrector for eliminating the chromatic aberration of particle lenses | |
| JP2005512282A (ja) | 粒子光学補正器 | |
| JP3571523B2 (ja) | オメガ型エネルギーフィルタ | |
| JP4741181B2 (ja) | 粒子ビームのスリット・レンズの配列 | |
| JP5559133B2 (ja) | 補正器、走査電子顕微鏡および走査透過電子顕微鏡 | |
| JPH01264149A (ja) | 荷電粒子線応用装置 | |
| US6836372B2 (en) | Electrostatic corrector | |
| JPH04289653A (ja) | 高透過度無非点収差の質量分析計 | |
| JP3040245B2 (ja) | ウィーンフィルタ | |
| US20240006148A1 (en) | Aberration corrector and electron microscope |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021129 |