JPS58186146A - 電子顕微鏡の拡大レンズ系 - Google Patents

電子顕微鏡の拡大レンズ系

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Publication number
JPS58186146A
JPS58186146A JP6825882A JP6825882A JPS58186146A JP S58186146 A JPS58186146 A JP S58186146A JP 6825882 A JP6825882 A JP 6825882A JP 6825882 A JP6825882 A JP 6825882A JP S58186146 A JPS58186146 A JP S58186146A
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JP
Japan
Prior art keywords
lens
projection lens
image rotation
lenses
excitation
Prior art date
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Pending
Application number
JP6825882A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsushige Tsuno
勝重 津野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
Nihon Denshi KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Jeol Ltd, Nihon Denshi KK filed Critical Jeol Ltd
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Priority to US06/482,880 priority patent/US4520264A/en
Priority to GB08309425A priority patent/GB2118771B/en
Publication of JPS58186146A publication Critical patent/JPS58186146A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/04Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特別/E1回転レンズを+I 7JII ?J
ることなく O’4 ’l変化を伴わず、目つ低収差で
像回転可能な電子顕微鏡の拡大レンズ系に関する。
電r顕微鏡の観察18率は通常100〜500゜(10
0j7’4稈庶の範囲にわたっているが、50.0(’
) ()llX+’i鳴合境にしC観察り・1象か巽な
つCくる。
即ち、5)0.000倍以下の中、低倍領域では、得ら
れる像の買を決めるのは像の歪と軸外伯収差が1なちの
(、この領域では観察対象が物の形であることが多いた
め、像の向きを好みの方向に向(」たり、倍率をかえた
場合に像が回転しな(Xことが強く要求される。
従来よし〕像の回転を行なわせるためのレンズ系は幾つ
か化案されているが、その殆んどは1i極構造や励磁1
ノ法にf大をこらしたかなり大がかりな°像回転のため
の特別なレンズを付加するbのであう。然るtご、像回
転を行なわせることは電子顕微鏡による像観察における
一つの要求ではあるが、それによって新た41知見が得
られるわけではなく、従って、ことさらに複雑なレンズ
を追加してまで像回転をtq /、tわぽる意義はない
。むしろ、レンズの追加%しに既設のレンズをそのまま
使用して電気回路のfl+’l ill IJ上り像回
転を行なわせる方が電子光学系に悲影響を′ノえず、n
つ経済的に有利であし〕、実現のill能竹は大きいわ
けである。
さて、電子顕微鏡における像回転角θは0−(e  、
’8m Vr  ) ’4.1 B7 dzす (−Qえられる。ここで、eは電子の電荷、m(,1電
Yの静It 11 bA、yrは相対補正を行なつIこ
電子の加速霜月−1Bltよ軸上磁界強度である。この
式(こJメイて、(c 、−′8m Vr )  は一
定であり、0(3L[3/のZ(1(試料面)からzi
(像面)までの積分(1自に1つて決定されることがわ
かる。ここで、B7の70から!目での積分値は試料1
.Xら下の像面まて゛の磁W分作の全励磁(アンペアタ
ーン(NIP)(こ等しく、従ってこのNIを変化させ
れ4.f像の回転は!−14”ることになる。しかし、
通常N1を変(?。
づれば倍率が当然に変化するので、像回転のみを目的に
する揚台には、この倍率の変化を防く゛方策が必要とな
る。
而して、本発明は既存のレンズ系(/I段又$よそれ以
1のレンズ系)において、倍率変イヒを伴うこと/jL
4J、11つ収差を増大させることなし番こ像回転を賜
えることの可能な新規な拡大レンズ系を提供4ることを
目的とするもので、対物レンズ、tQ影レンズ及び両者
間に配置された少なくとも2段の中間レンズを有する4
段構成以上のレンズ系であって、前記2段の中間レンズ
を互いに逆励磁状態と〆gし、目つ両レンズの励磁強度
を等しくなし、前記投影レンズの励磁強度を可変するこ
とによって像回転を与える如くなした電子顕微鏡の拡大
レンズ系に特徴がある。
本発明者はどのような条件の場合に倍率の変化を伴うこ
となく像回転を行わせ得るかを第1図に示ずごとき4段
レンズ系を用い、コンピュータ実験を詳細に行った。尚
、第1゛図において1は試料、2は対物レンズ、3は投
影レンズであり、対物レンズと投影レンズの間に二つの
中間レンズ4と5が置かれCいる。6,7,8.9は夫
々のレンズの電源であり、コンピュータ等の制御装置1
10によって各供給電流値が制御される。11は像表示
用のスクリーンである。
本発明者は先にF記しンズ系において、投影レンズ3の
励磁は固定しておき、第1中間レンズ4の励磁強度1i
−1と第2中間レンズ5の励磁強度112をたづきがけ
に変化させて、<(Il、++1 l 、、 > t、
L回転角θに対し白線的に、(111111) tj回
転角θに対し2次曲線に近似して変化させろ。)収差の
少い像回転レンズ系を提案しIこ。口のレンズ系は前述
の如く、投影レンズの(Ij’1磁強石11’lは固定
でT I−+ と112の絹み合I!(・回転台!〕λ
Cいるが、本発明名は更にこれを発展υしV)投影レン
ズの強電をも変化させるSとにJ、す、低収芹で像回転
を与えることが可能であること4兇出しノ;。
第2図は第1図のレンズ系で倍率5,000(P。
の場合に−)いて、ILt と11.2を逆励磁状態と
4cシ、その励磁の強さをた1きがtノに変化さυた1
hA合にμ■能な像回転角範囲を歪収差2%以内、Il
t、ll=を4900ΔT以内という制約を〜えで求め
、これが投影レンズの励磁IP+に対しCどの様に変化
づるかを示したものである。図中、横軸は像回転角θを
、又縦軸は投影レンズの励磁強度(1リ 〈AF)を示
しである。、 II′1N!a 、 b 。
C1(1・・・・nは投影レンズの励磁を夫々異った1
「1に固定した場合におけるILt とIl2との変化
にJ、る像回転を示し、両端の曲lip 、 qは歪収
差2%及び励磁強[4900AHによってカットされる
点をプ[]ットしたものである。従って、この直線aと
n及び曲線pとqによって形成される領域内であれば収
差を少なく、且つ中間レンズをそれ程強励磁にすること
なく、必要な像回転を与えることが可能となる。しかし
乍ら、特定の角喰θを与えるのに無数のILt、Il2
及びIPlの絹み合Iがあるので、簡単な法則で各レン
ズを制御できるようにすることが好ましい。
而し゛C1本発明の特徴は簡単なレンズ制御を達成づる
ために、中間レンズ4と5との励磁強度111と112
をIl、l=  Il2として用いることである。第2
図において、直線(又は曲線)Mは各直線a、b、c、
  ・・・・nの内IL1=−rl−2,つまり励磁強
度の絶対値が等しい点をブ【−1ツトしたちのぐある。
第3図はこの曲111Mについて中間レンズの励磁強度
及び投影レンズの励磁強1哀を回転角θに関し、表示し
たもので、1l−1(=−112)は全角度範囲にわた
りその変化が非常に少なく、略一定となっているのに対
し、投影レンズの励磁IP1は略肖線的に変化している
。1k、第4図はそのときの歪収差Δ×/×(%)を小
1bの(あり、全角曵範囲にわたり1%以トて・あり極
めで小さいことがわかる。
1記の如きレンズ系となせば、中間レンズ4とhは同一
のらのを用いることができ、その場合レンズ4と5に同
一の電流を逆向に流せば良いの(・、極め(制御系が簡
単になる。
所(゛、′rA3図かられかるように、このレンズ系の
像回転角磨範囲は150〜210度程度で、あまり人さ
くない。実用的にはこの2倍程亀の角旧範囲か必要であ
る。この目的のために、前述の投影レンズ111変(こ
上る像回転領域の低角石側及び高角劇側に別の可変領域
を設けることが好ましい。
第5)図はでの一例を示し、第2図に対応したもの(あ
る。同図中M2の直線(又は曲線)はAir記第記聞2
図線N1に対応するもので、M + とM3の白線が新
たに付加した領域である。Mlの領域は投影レンズr、
’、I ;1l−(中間レンズ4と5の励磁強al11
.112をた寸さがけに変化させ、Il、l+IL2が
1線的に変化し、Il、、+−IL2が2次曲線に近似
4るように変化させる領域である。又、M3の領域はI
llとIt−2は異った値をとるが、略一定値に固定し
ておき、投影レンズの励磁を直線的に可変する領域であ
る。第6図はこのような各レンズの励磁を示すもので、
AゾーンがMlに、BゾーンがM2に、又CゾーンがM
3に夫々対応りる。第7図はこのような励磁によるとき
の歪収差ΔX/X (%)を示すもので、B、Cゾーン
は非常に収差が小さいことがわかる。但し、Aゾーンの
低角酸側ぐ急激に大きくなっているので、これ以1−低
角撓側に範囲を広げることはできむい。
上記の如き励磁となせば、135度程度から255麿稈
ILtまでの非常に広い範囲にわたり像回転か可能とな
る。
尚、1記Cゾーンにおいて、ILtと1m2が固定状態
で・あるのに投影レンズのみを可変して倍率が変化しな
いのは投影レンズの励磁に対して倍ヰ゛が飽和した状態
を用いているからである。又、を記μ倍4j5,000
倍についで説明したが、他の1848についCも同様な
関係が成立していること(L勿論である。この場合、第
3図、第6図の励磁曲線は名倍率faに存在することは
いうまでもイiい1゜lスI説明した如く、本発明は4
段又はそれ以[の結像レンズ系にJ3いて、2段の中間
レンズを7)い【こ逆FtJ+磁状態となし、月つ両レ
ンズの励磁強度を291.< !; L、投影レンズの
励磁強電を可変づろことによって像回転を与える如くな
しであるので、伺等のレンズの追加しなく既存のレンズ
系で倍率変化を伴わずに、且つ低収差で任意に像回転が
nJ能とイcる。又、該投影レンズによる回転領域の低
角喰側に該投影レンズを固定状態となし、中間レンズの
1ノ磁強への和が像回転角に関し比例関係をTh する
領域を、又高角麿領域に雨中間レンズをnいに冑な−)
だ一定値に略固定しCおき、投影レンズを像回転角に関
し直線的にnl変する領域を設けることにより、極めて
広い角瓜範囲(±60°1ス1)にわl、:り像回転が
可能となる。
尚、!記は本発明の一例て゛あり、特にデータは使用レ
ンズのゲイメンシコンや形状、更には他のレンズの励磁
の仕方等々によって変化することは当然で・ある。又、
本発明は対物レンズと投影レンズとその間に少くとも2
段の中間レンズ(呼称には関係ない)が存在すれば良く
、従って全体として5段以F−のレンズ系にも適用でき
ること勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明において使用するレンズ系の一例を示1
図、第2図乃〒第7図は本発明を説明するための図であ
る。 1:試料、2:対物レンズ、3:投影レンズ、4.5:
中間レンズ、6,7.8,9:電源、10:副部装置、
11ニスクリーン。 特許出願人 日本電子株式会社 代表省 加勢 忠雄

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、対物レンズ、投影レンズ及び両者間に配置された少
    イ1くとも2段の中間レンズを有する4段構成以]−の
    レンズ系Cあって、前記2段の中間レンズを勾いに逆1
    iII+磁状態となし、1つ両レンズの励磁強電を等し
    くなし、前記投影レンズの励磁強度をij1変づろこと
    によって像回転を与える如くなしたことを特徴どづる電
    子顕微鏡の拡大レンズ系。 2、対物レンズ、投影レンズ及び両者間に配置された少
    なくとも2段の中間レンズを有する4段構成以1のレン
    ズ系であって、前記2段の中間レンズを匂いに逆励磁状
    態となし、目つ両レンズの励磁強1cI ’i]シ< 
    %し、前記投影レンズの励磁強度をOI変することによ
    って像回転を与える如くなし、史に詠投影レンズによる
    回転領域の低角度側に該投影レンズを1,9定状態とな
    し、前記雨中間レンズの励腎i強度の和(絶′g餡の差
    )が像の回転角に関し比例関係4イ→するvAIp5.
    を設(」たことを特徴ど(Jろ電子顕微鏡の拡大レンズ
    系。 rl、λ1物レンズ、投影レンズ及び両者間に配置され
    /=少% <とb2段の中間レンズを有する4段構成以
    1のレンズ系であって、前記2段の中間レンズをtlい
    に4g!励磁状態となし、目つ両レンズの励磁強厄を香
    しく/fし、前記投影レンズの励磁強度4川喰CJろこ
    とによって像回転を与える如くなし、史tこ該投影レン
    ズによる回転領域の高角麿側に前記雨中間レンズを互い
    に異なった一定値に略固定し’C&iさ、前記投影レン
    ズを像回転角に関し直線的にIil弯、づる?t+域を
    設置〕たことを特徴とする電子顕微鏡の拡大レンズ系。
JP6825882A 1982-04-08 1982-04-23 電子顕微鏡の拡大レンズ系 Pending JPS58186146A (ja)

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US06/482,880 US4520264A (en) 1982-04-08 1983-04-07 Electron microscope
GB08309425A GB2118771B (en) 1982-04-08 1983-04-07 Electron microscope

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JP6825882A JPS58186146A (ja) 1982-04-23 1982-04-23 電子顕微鏡の拡大レンズ系

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52137257A (en) * 1976-05-12 1977-11-16 Jeol Ltd Electron microscope
JPS54163671A (en) * 1978-06-15 1979-12-26 Nippon Electron Optics Lab Electron microscope that have few rotation of image

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52137257A (en) * 1976-05-12 1977-11-16 Jeol Ltd Electron microscope
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