JPS5981850A - 電子レンズ - Google Patents
電子レンズInfo
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- JPS5981850A JPS5981850A JP19178782A JP19178782A JPS5981850A JP S5981850 A JPS5981850 A JP S5981850A JP 19178782 A JP19178782 A JP 19178782A JP 19178782 A JP19178782 A JP 19178782A JP S5981850 A JPS5981850 A JP S5981850A
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- JP
- Japan
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- coil
- magnetomotive force
- lens
- temperature
- excitation
- 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.)
- Granted
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-
- 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, ion-optical arrangement
- H01J37/10—Lenses
- H01J37/14—Lenses magnetic
- H01J37/141—Electromagnetic lenses
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電子レンズ、特に電子顕微鏡をはじめとする各
種電子線装置の対物レンズに使用され、起磁力を段階的
又は連続的に変化させる場合において、レンズ内の一定
点、例えば試料位置近傍の磁極における温度がIIぼ一
定になるように改良した電子レンズに関するものである
。
種電子線装置の対物レンズに使用され、起磁力を段階的
又は連続的に変化させる場合において、レンズ内の一定
点、例えば試料位置近傍の磁極における温度がIIぼ一
定になるように改良した電子レンズに関するものである
。
′亀子線装置?J′に使われる電子レンズとして一般的
に、第11¥lIに示すように筒体jllJ造を有し内
周部分中央部にレンズ間隙2を形成しているヨーク1と
、ヨーク1内に配置1′Yされたコイル巻枠3に巻装さ
れた励磁コイル5と、励磁コイル5に電流を導通して励
磁させたときに発生するジュール熱を冷却するため、コ
イル巻枠3の外側に隣接して配置された冷却手段4とか
ら成り、励磁コイル5には所定の電気回路により電流を
導通するようにしたものがある。ところが、このような
電子レンズでは、冷却手段による冷却操作では、励磁コ
イル5とヨーク1との間を完全に熱的に遮断することに
関し未だ不充分百があり、その結果フォーカスドリフト
や試料ドリフトが生じ易い点に鑑み、これを改良した従
来例としてはたとえば第ゑ図に示すようなものがある。
に、第11¥lIに示すように筒体jllJ造を有し内
周部分中央部にレンズ間隙2を形成しているヨーク1と
、ヨーク1内に配置1′Yされたコイル巻枠3に巻装さ
れた励磁コイル5と、励磁コイル5に電流を導通して励
磁させたときに発生するジュール熱を冷却するため、コ
イル巻枠3の外側に隣接して配置された冷却手段4とか
ら成り、励磁コイル5には所定の電気回路により電流を
導通するようにしたものがある。ところが、このような
電子レンズでは、冷却手段による冷却操作では、励磁コ
イル5とヨーク1との間を完全に熱的に遮断することに
関し未だ不充分百があり、その結果フォーカスドリフト
や試料ドリフトが生じ易い点に鑑み、これを改良した従
来例としてはたとえば第ゑ図に示すようなものがある。
これは、励磁コイル5を複数個、例えば2個のコイル5
a、5bから構成し、各コイル5a、5bに相関した電
流が流れるようにし、励磁コイル5の起磁力とかえても
、各コイル5a 、 5bで発生する熱量の総和がほぼ
一定になるようにしたものである。そして、この従来例
では励磁コイル5からの発熱fitの総和は、比較的低
い値に抑えられている。
a、5bから構成し、各コイル5a、5bに相関した電
流が流れるようにし、励磁コイル5の起磁力とかえても
、各コイル5a 、 5bで発生する熱量の総和がほぼ
一定になるようにしたものである。そして、この従来例
では励磁コイル5からの発熱fitの総和は、比較的低
い値に抑えられている。
しかしながら、コイル5a 、 5bは、寸法や配置が
互いに異なるため、コイル発熱量の総和1一定にしても
、コイル巻枠3、あるいはヨーク1における熱の流れは
大きく変ってしまい、レンズ間1112に隣接するコイ
ル巻枠3の部分における温度が変化する。この結果、レ
ンズ間If1it2の距蔭や開口径、或は相対的な位1
ぺが熱膨張によって変動し、フォーカスドリフトが生じ
易くなる。特に、X線マイクロアナライザー等における
比較的大きな起磁力を要するミニ対物レンズ、或は分析
電子顕i:を鏡等の内部で、対物レンズ近傍に設置され
たミニレンズ等においては、コイ゛ルの配置、寸法、冷
却系の設置Kj場所?自由に設定することができないこ
とが多い。このような場合、各コイルの発熱量の総和を
一定にしただけでは起磁力変化に伴なう試料ドリフト、
フォーカスドリフト等を抑えることが充分にできなかっ
た。
互いに異なるため、コイル発熱量の総和1一定にしても
、コイル巻枠3、あるいはヨーク1における熱の流れは
大きく変ってしまい、レンズ間1112に隣接するコイ
ル巻枠3の部分における温度が変化する。この結果、レ
ンズ間If1it2の距蔭や開口径、或は相対的な位1
ぺが熱膨張によって変動し、フォーカスドリフトが生じ
易くなる。特に、X線マイクロアナライザー等における
比較的大きな起磁力を要するミニ対物レンズ、或は分析
電子顕i:を鏡等の内部で、対物レンズ近傍に設置され
たミニレンズ等においては、コイ゛ルの配置、寸法、冷
却系の設置Kj場所?自由に設定することができないこ
とが多い。このような場合、各コイルの発熱量の総和を
一定にしただけでは起磁力変化に伴なう試料ドリフト、
フォーカスドリフト等を抑えることが充分にできなかっ
た。
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされた
もので、その目的は、励磁コイルを!¥数のコイルによ
って構成し、これらのコイルの励磁を成る一定の条件を
満足しながら種々変化させて励磁コイル全体の起磁力を
作り出すと共に、当該励磁フィルの起磁力が変化しても
、その変化の前後においである一定点における温度がほ
ぼ一定となるようにした電子レンズを提供し、上記従来
の問題点を解決することである。
もので、その目的は、励磁コイルを!¥数のコイルによ
って構成し、これらのコイルの励磁を成る一定の条件を
満足しながら種々変化させて励磁コイル全体の起磁力を
作り出すと共に、当該励磁フィルの起磁力が変化しても
、その変化の前後においである一定点における温度がほ
ぼ一定となるようにした電子レンズを提供し、上記従来
の問題点を解決することである。
本発明は、上記目的を達成するために、励磁コイルを構
成する複数のコイルに流れる電流を多段又は連続的に変
化させ、この変化に伴ないレンズの起磁力を変化させる
一方、この間における各種レンズ起磁力に対して、コイ
ル巻枠部、あるいは磁気目−り部の定点、特にレンズ間
隙にVF、接した点における温度がほぼ一定になるよう
にし、さらには、一定の起磁力を保ち、各コイルの起磁
力の配分を変化させることができる調整機構を有し、さ
らには成る定点に温度検出素子を設け、この点における
温度を測定し、この点における温度が一定となる如く、
コイルに相関した電流が流れるように制御することによ
り、起磁力変化に伴なうフォーカスドリフト或は試料ド
リフトを最小にした電子レンズを提供するものである。
成する複数のコイルに流れる電流を多段又は連続的に変
化させ、この変化に伴ないレンズの起磁力を変化させる
一方、この間における各種レンズ起磁力に対して、コイ
ル巻枠部、あるいは磁気目−り部の定点、特にレンズ間
隙にVF、接した点における温度がほぼ一定になるよう
にし、さらには、一定の起磁力を保ち、各コイルの起磁
力の配分を変化させることができる調整機構を有し、さ
らには成る定点に温度検出素子を設け、この点における
温度を測定し、この点における温度が一定となる如く、
コイルに相関した電流が流れるように制御することによ
り、起磁力変化に伴なうフォーカスドリフト或は試料ド
リフトを最小にした電子レンズを提供するものである。
以下、本発明を添付の図面を参照して詳細に説明する。
第3図は、本発明が適用される電子レンズの一例を示す
図である。この′成子レンズ10け、ヨーク11内に配
置されたコイル巻枠13に励磁コイル15を巻装し、ま
たコイル巻枠13の上側に隣接して冷却手段14を配置
して成る。励磁フィル15は、コイル巻枠13の内径側
部分に巻装された第1のコイル15aと、この第1のコ
イ/I/15aよりも外側部分においてコイル巻−枠1
3に巻装された第2のコイル15bとから成る。
図である。この′成子レンズ10け、ヨーク11内に配
置されたコイル巻枠13に励磁コイル15を巻装し、ま
たコイル巻枠13の上側に隣接して冷却手段14を配置
して成る。励磁フィル15は、コイル巻枠13の内径側
部分に巻装された第1のコイル15aと、この第1のコ
イ/I/15aよりも外側部分においてコイル巻−枠1
3に巻装された第2のコイル15bとから成る。
励磁コイル15を構成している第1のコイル15aけ、
第3図に示すように巻I?ilの11す(面積がasb
であり、レンズ中心軸16から巻線中心までの距離がr
lに設定しである。他方、第2のコイル15bけ巻線の
断面積が第1のコイル15aよりは小さなarcに設定
してあり、レンズ中心軸16から巻線中心までの距離が
r2に設定しである。なお第1のコイル15aと第2の
コイル15bとの間において・ζ上記の如く断面積が異
なって設定しであるが、更に幅寸法が異なっていてもよ
いし、或は両者の断面積が同じになっていてもよい。
第3図に示すように巻I?ilの11す(面積がasb
であり、レンズ中心軸16から巻線中心までの距離がr
lに設定しである。他方、第2のコイル15bけ巻線の
断面積が第1のコイル15aよりは小さなarcに設定
してあり、レンズ中心軸16から巻線中心までの距離が
r2に設定しである。なお第1のコイル15aと第2の
コイル15bとの間において・ζ上記の如く断面積が異
なって設定しであるが、更に幅寸法が異なっていてもよ
いし、或は両者の断面積が同じになっていてもよい。
このように第1及び第2のコイル15ar 15bによ
って励?Hコイル15を構成した電子レンズ10(cお
いては、任意の大きさのレンズ起磁力を得るにしして、
各々のコイル15a 、 15bの起磁力を適当に設定
すれば、」二記レンズ起磁力を得る一方で屯位時間当り
の励磁コイル15からの発r(量の総和を常に一定にし
ておくことができる。したがって、先ず電子レンズ10
において、上記従来例と同様励磁コイル15からの発熱
量総和を一定にする技術を考えるど、各コイルi5a
、 15bに発生する単位時間当りのジュール熱(発熱
がをWとする)は、次のように見積ることができる。
って励?Hコイル15を構成した電子レンズ10(cお
いては、任意の大きさのレンズ起磁力を得るにしして、
各々のコイル15a 、 15bの起磁力を適当に設定
すれば、」二記レンズ起磁力を得る一方で屯位時間当り
の励磁コイル15からの発r(量の総和を常に一定にし
ておくことができる。したがって、先ず電子レンズ10
において、上記従来例と同様励磁コイル15からの発熱
量総和を一定にする技術を考えるど、各コイルi5a
、 15bに発生する単位時間当りのジュール熱(発熱
がをWとする)は、次のように見積ることができる。
−II 09 tcコイルJC(AT :アンペアータ
ーン)の起磁力を発牛させる場合、このコイルから発牛
する単位時間当りの発熱量Wは、コイル断面を流れる総
電流(従って起磁力)の二乗に比例シ、コイルの長さに
比例し、さらにコイルの断面積に反比例する。コイルは
通常導電性の金属細線を何回も巻いて作られるが、ここ
で7−fコイル束の断面rffi4 (A−Bとする)
をコイルの断面積とし、レンズ中心軸からコイル束断面
の中心までの圧部(rとする)の所にコイルが巻装しで
あるものとして考察する。コイルの抵抗率ρとすると、
次の式が成立する。
ーン)の起磁力を発牛させる場合、このコイルから発牛
する単位時間当りの発熱量Wは、コイル断面を流れる総
電流(従って起磁力)の二乗に比例シ、コイルの長さに
比例し、さらにコイルの断面積に反比例する。コイルは
通常導電性の金属細線を何回も巻いて作られるが、ここ
で7−fコイル束の断面rffi4 (A−Bとする)
をコイルの断面積とし、レンズ中心軸からコイル束断面
の中心までの圧部(rとする)の所にコイルが巻装しで
あるものとして考察する。コイルの抵抗率ρとすると、
次の式が成立する。
なお、抵抗率ρは、導線の41ii F+、コイル断面
A・J3に占める導線部の割合1.コイル1111度等
に依存する定数であり、実験で求めることができる。
A・J3に占める導線部の割合1.コイル1111度等
に依存する定数であり、実験で求めることができる。
この式(1)に基づき本発明の各コイル15” + 1
5”における発熱量を求める。
5”における発熱量を求める。
第1のコイル15aの起磁力をJい第2のコイル15b
の起磁力をJ2とすjLば、各コイルで発生ずる発熱量
の総和をVVTとすると、次の式が成立する。
の起磁力をJ2とすjLば、各コイルで発生ずる発熱量
の総和をVVTとすると、次の式が成立する。
Wr= k、 J、’ + k、J2’・・・・・・・
・・・・・・・・(2)ここでに、 、 k2は各コイ
ル15a 、 15bのコイル形状、その他の要素によ
って決まる定数である。
・・・・・・・・(2)ここでに、 、 k2は各コイ
ル15a 、 15bのコイル形状、その他の要素によ
って決まる定数である。
また、レンズ間隙12に発生する起磁力Jけ1、T =
J!+J、・・・・・・・・・・・・・・・・・・(
3)で与えられる。レンズコイルを、レンズ中心軸16
の」三方から見て反時計回りに電流が流れる場合の起磁
力を正、時計回りの場合を負とし、J。
J!+J、・・・・・・・・・・・・・・・・・・(
3)で与えられる。レンズコイルを、レンズ中心軸16
の」三方から見て反時計回りに電流が流れる場合の起磁
力を正、時計回りの場合を負とし、J。
及びJ2は正又は負のイ16をとり得るとする′。
いま、レンズ起磁力の最大値をJMとすると、総発熱量
WTの極小値(w1″minとする)は式(2)及び(
3)から求めることができ、 で与えられる。
WTの極小値(w1″minとする)は式(2)及び(
3)から求めることができ、 で与えられる。
また、J=JMにおける各コイルの励磁力J、 I2r
Ii で与えられる。
Ii で与えられる。
このとき、式(2+ 、 (31、(4)から、0≦J
≦JMなルac IIJIのレンズ起磁力Jに対して、
各コイル15a。
≦JMなルac IIJIのレンズ起磁力Jに対して、
各コイル15a。
15bで単位時間に発生する熱量の総和が常に式(4)
で与えられるVVTm inであるような、各コイルの
起磁力J、 、 J2の値を求めることができる。−例
として、各コイル15a+ 15b VXついて、巻線
の断面積a −b 、 a @ C及びレンズ中心ll
1l1116から各巻線中心までの距M r、 + r
2を所定の値に設定し、JM= 2000 (AT)の
場合の0≦J≦JMの範囲のレンズ起磁力に対して総発
熱Qj WTが常に一定となるような各コイルisa
、 151)のJ、 、 J、の値を求めると第4図に
示すようになる。このグラフにおいて縦軸は、第1のコ
イル15a及び第2のコイル15bの各々について与え
られた起磁力J1゜J2を個々に示す。また横軸Fil
記J、とJ2とを加え合わせて得られる、励磁コ・イル
15全体の起磁力Jを示す。このように、0≦J≦20
00 (AT)の成る値の励磁コイル15起磁力を得る
に際して、このグラフに示したJ、 、 J、に各コイ
ルisa、 15bの起磁力を設定すれば、励磁コイル
15から発生する熱量を一定に保つことが出来る。もち
ろんコイルi5a 、 15bからの発熱量は、各フィ
ル両端の電圧及び電流を測定することによっても、もと
めることができ、コイル15における発熱量が一定とな
る各コイルの起磁力占+J2を求めることが可能である
。
で与えられるVVTm inであるような、各コイルの
起磁力J、 、 J2の値を求めることができる。−例
として、各コイル15a+ 15b VXついて、巻線
の断面積a −b 、 a @ C及びレンズ中心ll
1l1116から各巻線中心までの距M r、 + r
2を所定の値に設定し、JM= 2000 (AT)の
場合の0≦J≦JMの範囲のレンズ起磁力に対して総発
熱Qj WTが常に一定となるような各コイルisa
、 151)のJ、 、 J、の値を求めると第4図に
示すようになる。このグラフにおいて縦軸は、第1のコ
イル15a及び第2のコイル15bの各々について与え
られた起磁力J1゜J2を個々に示す。また横軸Fil
記J、とJ2とを加え合わせて得られる、励磁コ・イル
15全体の起磁力Jを示す。このように、0≦J≦20
00 (AT)の成る値の励磁コイル15起磁力を得る
に際して、このグラフに示したJ、 、 J、に各コイ
ルisa、 15bの起磁力を設定すれば、励磁コイル
15から発生する熱量を一定に保つことが出来る。もち
ろんコイルi5a 、 15bからの発熱量は、各フィ
ル両端の電圧及び電流を測定することによっても、もと
めることができ、コイル15における発熱量が一定とな
る各コイルの起磁力占+J2を求めることが可能である
。
上述のごとく、コイルでの総発熱量を一定にミ
することにより、励磁変花に伴う発熱変化によるフォー
カスドリフトや試料ステージのドリフトを成る程度は防
Iトすることができる。
カスドリフトや試料ステージのドリフトを成る程度は防
Iトすることができる。
ところが、例えば第3図に示すような、各コイル15a
、 15b、冷却手段14等が特殊な配置をとらなけ
ればならないXMA(X線マイクロアナライザー)やT
EM(透過型電子類gl鏡)等の対物レンズ内で、比較
的試料近傍に設けられたミニレンズにおいて、」二の説
明に係る式(11、(2) 、(3)。
、 15b、冷却手段14等が特殊な配置をとらなけ
ればならないXMA(X線マイクロアナライザー)やT
EM(透過型電子類gl鏡)等の対物レンズ内で、比較
的試料近傍に設けられたミニレンズにおいて、」二の説
明に係る式(11、(2) 、(3)。
(4)に従って電子レンズ10の起磁力Jを第4図に示
すように可変した場合、なる程励磁コイル15からの総
発熱量は一定に保つことが可能であるけれど、電子レン
ズ10内の成る一定点における温度は、上記起磁力Jの
変化に伴って変化するということが起る。例えば、第3
図中点Aに注目すると、この点Aにおける温度は起磁力
Jの変化に伴って第5図に示すように変化する。この図
は、起磁力Jと第5図のグラフに従って2000(AT
)から’0(AT)まで変化させた時の、点Aにおける
温度の時間変化を示すもので、同図中符号P乃至Uはそ
れぞれ起磁力Jが2+100(AT)、 1600(A
T)、 1200(A’J’) 、 800(A’l’
) 。
すように可変した場合、なる程励磁コイル15からの総
発熱量は一定に保つことが可能であるけれど、電子レン
ズ10内の成る一定点における温度は、上記起磁力Jの
変化に伴って変化するということが起る。例えば、第3
図中点Aに注目すると、この点Aにおける温度は起磁力
Jの変化に伴って第5図に示すように変化する。この図
は、起磁力Jと第5図のグラフに従って2000(AT
)から’0(AT)まで変化させた時の、点Aにおける
温度の時間変化を示すもので、同図中符号P乃至Uはそ
れぞれ起磁力Jが2+100(AT)、 1600(A
T)、 1200(A’J’) 、 800(A’l’
) 。
400 (A’I’) 、 0(A’l’)である場合
に対応する温度TAを示している。
に対応する温度TAを示している。
このような温度変化は、電子レンズ1o内の他の点Bに
比べ、点Aの位置が冷却手段14から遠く、起磁力、T
の変化に対し大きく変化するためと考えられる。よって
、電子レンズ1oの起磁力の変化に対しでレンズ間隙1
2や穴径の変化が大きくなり、フォーカスドリフトをひ
きおこしたり、或は試料ステージ等に大きな温度変化を
生じ、試料ドリフトを起す。このように、励磁コイル1
5における総発熱量が一定であっても、上記した1・η
り各部品間における配買上の制約がら種々のドリフトを
生じてしまい、従来におけるドリフト防止は充分でない
。
比べ、点Aの位置が冷却手段14から遠く、起磁力、T
の変化に対し大きく変化するためと考えられる。よって
、電子レンズ1oの起磁力の変化に対しでレンズ間隙1
2や穴径の変化が大きくなり、フォーカスドリフトをひ
きおこしたり、或は試料ステージ等に大きな温度変化を
生じ、試料ドリフトを起す。このように、励磁コイル1
5における総発熱量が一定であっても、上記した1・η
り各部品間における配買上の制約がら種々のドリフトを
生じてしまい、従来におけるドリフト防止は充分でない
。
そこで、本発明では、電子レンズ10内の一定点の温度
に着目し、この定点の温度が一定に保たれるように各コ
イル15a 、 15bの起磁力?設定するようにした
。上記一定点としては、弊えは上に述べた点Aのような
、レンズ中心や試料台に比較的近い部位が選ばれる。
に着目し、この定点の温度が一定に保たれるように各コ
イル15a 、 15bの起磁力?設定するようにした
。上記一定点としては、弊えは上に述べた点Aのような
、レンズ中心や試料台に比較的近い部位が選ばれる。
先ず、第2のコイル15bの起磁力J2をいくつか選び
、この起磁力J2を一定に保ってJ、 を変化(電子レ
ンズ10の起磁力Jも当然変化)させたときの、点Aに
おける温度変化(ΔTAとする。
、この起磁力J2を一定に保ってJ、 を変化(電子レ
ンズ10の起磁力Jも当然変化)させたときの、点Aに
おける温度変化(ΔTAとする。
単位はOa)を求めると第6図に示すようになる。
この図中、曲線E乃至Iけ、それぞれ起磁力J2をO(
A’l”)、250 (AT) 、 500(AT)
、 750 (AT) 。
A’l”)、250 (AT) 、 500(AT)
、 750 (AT) 。
1000 (AT)に維持したときの点Aにおける温度
変化ΔTAを表わしている。このグラフから、横軸に平
行な任意の直線D?引き(図ではΔTA=11°C近辺
で引いであるが他の温度でもよい)、このi′ilf線
りと各曲線E 、 F 、 G 、 H、Iとの交点を
求めることにより、ΔTAが一定になるJlとJ、との
値及び相互の関係を得ることができる。
変化ΔTAを表わしている。このグラフから、横軸に平
行な任意の直線D?引き(図ではΔTA=11°C近辺
で引いであるが他の温度でもよい)、このi′ilf線
りと各曲線E 、 F 、 G 、 H、Iとの交点を
求めることにより、ΔTAが一定になるJlとJ、との
値及び相互の関係を得ることができる。
いま、電子レンズ10の起磁力を変化させた時の点Aに
おける温度設定値とΔT、とすると、ΔTA =ΔT1 におけるIJI I 、 lJ?+の相関図が第7図に
示しである。即ち、電子レンズ10の起磁力Jf!:決
めるに当って、J、と52との関係を第7図に示すよう
に維持しておけば、点Aの湿度は ΔT人=ΔT。
おける温度設定値とΔT、とすると、ΔTA =ΔT1 におけるIJI I 、 lJ?+の相関図が第7図に
示しである。即ち、電子レンズ10の起磁力Jf!:決
めるに当って、J、と52との関係を第7図に示すよう
に維持しておけば、点Aの湿度は ΔT人=ΔT。
となって一定の状態を保つ。
このIJ、1とIJ21との関係から、JM= 200
0(AT )の場合の0≦J≦JtJの範囲のレンズ起
磁力に対して点Aにおける温度が一定となるような各コ
イル15a 、 15bにおけるJ、 、 J、の値を
求めると第8図のようになる。このグラフにおいて縦軸
は、第4図に示したのと同様、第1のコイル15a及び
@2のコイル15aの各々について与えられた起磁力J
、 、 J、を個々に示す。また横軸は上記J1とJ2
とを加え合わせて得られる、励磁コイル15全体の起磁
力、■を示す。このように、0≦J≦2000(AT)
の成る値の励磁コイル15起磁カ2得るに際して、この
グラフに示したJ、 、 J、に各コイル15a 、
15bの起磁力と設定すれば、電子レンズ10内におけ
る点Aの温度を一定に保つことが出来、励磁変化に伴う
電子レンズ10部品の熱膨引φによってフォーカスドリ
フトや試料ステージのドリフトが生じるのを防止するこ
とが出来る。
0(AT )の場合の0≦J≦JtJの範囲のレンズ起
磁力に対して点Aにおける温度が一定となるような各コ
イル15a 、 15bにおけるJ、 、 J、の値を
求めると第8図のようになる。このグラフにおいて縦軸
は、第4図に示したのと同様、第1のコイル15a及び
@2のコイル15aの各々について与えられた起磁力J
、 、 J、を個々に示す。また横軸は上記J1とJ2
とを加え合わせて得られる、励磁コイル15全体の起磁
力、■を示す。このように、0≦J≦2000(AT)
の成る値の励磁コイル15起磁カ2得るに際して、この
グラフに示したJ、 、 J、に各コイル15a 、
15bの起磁力と設定すれば、電子レンズ10内におけ
る点Aの温度を一定に保つことが出来、励磁変化に伴う
電子レンズ10部品の熱膨引φによってフォーカスドリ
フトや試料ステージのドリフトが生じるのを防止するこ
とが出来る。
このようなグラフ上で励磁コイル15の所定の励磁力を
選択し、これに対して各コイル15a。
選択し、これに対して各コイル15a。
15bに所定の起磁力、T、 、 、J2を発生させる
コイル励磁機構が第9図に示しである。ここに示したコ
イル励磁機構は、第1のコイル15aにおける励磁を調
整する第1コイル制御回路5と、第2のコイル15bに
おける励磁を調整する第2コイル制御回路26とを有し
、第1及び第2コイル制御回路25 、26は共にコン
ピュータ34に接続されて、ここからの指令により作動
するようになっている。コンピュータ34には、励磁コ
イル15によって生成される電子レンズ10の起磁力に
対応する各コイル15a 、 15bの起磁力と決定す
るための、第8図に表わされたグラフに従った情報が記
憶されLL ″)演算される。また、コンピュータ34
には角、Tレンズ10の起磁力とダイヤル操作等によつ
゛C設定するための設定機t:I 35が接続され、所
定の起磁力J(笛8図の例ではO≦J≦2000(A’
L’) ) を選択出来るようになっているう第1コイ
ル11・1jら+6回路25は、?J?、源加+ ik
列制御トランジスタ21.電流値検出抵抗%、S1“目
p増巾器22.及びJ)・A変換器(ディジタル・アナ
ログ変換器)による基準電圧発生源23によってfM成
される、いわゆる定電流1j−il路であり、コイル1
5aの励67J 7IL流は、D ・A変m 器、?2
[入力=< しるディジタル信号により制御される。
コイル励磁機構が第9図に示しである。ここに示したコ
イル励磁機構は、第1のコイル15aにおける励磁を調
整する第1コイル制御回路5と、第2のコイル15bに
おける励磁を調整する第2コイル制御回路26とを有し
、第1及び第2コイル制御回路25 、26は共にコン
ピュータ34に接続されて、ここからの指令により作動
するようになっている。コンピュータ34には、励磁コ
イル15によって生成される電子レンズ10の起磁力に
対応する各コイル15a 、 15bの起磁力と決定す
るための、第8図に表わされたグラフに従った情報が記
憶されLL ″)演算される。また、コンピュータ34
には角、Tレンズ10の起磁力とダイヤル操作等によつ
゛C設定するための設定機t:I 35が接続され、所
定の起磁力J(笛8図の例ではO≦J≦2000(A’
L’) ) を選択出来るようになっているう第1コイ
ル11・1jら+6回路25は、?J?、源加+ ik
列制御トランジスタ21.電流値検出抵抗%、S1“目
p増巾器22.及びJ)・A変換器(ディジタル・アナ
ログ変換器)による基準電圧発生源23によってfM成
される、いわゆる定電流1j−il路であり、コイル1
5aの励67J 7IL流は、D ・A変m 器、?2
[入力=< しるディジタル信号により制御される。
’PR2’:I イfiv titfl fall 1
lil vii 26fJ、R(f’s:’、 21
+ 213、n列制御トランジスタ29 、30.1に
流値検出抵抗33、誤差増巾器31、及びD−A変P監
による〕1仁準71j圧発生源によって49177すさ
れる、いわゆる両極1・1゜定電流源であり、コイル1
5+、の励磁電流t:I1.1)・A変換器32に入力
されるディジタル信号によりjE力方向ら逆方向までの
電源が制御される。
lil vii 26fJ、R(f’s:’、 21
+ 213、n列制御トランジスタ29 、30.1に
流値検出抵抗33、誤差増巾器31、及びD−A変P監
による〕1仁準71j圧発生源によって49177すさ
れる、いわゆる両極1・1゜定電流源であり、コイル1
5+、の励磁電流t:I1.1)・A変換器32に入力
されるディジタル信号によりjE力方向ら逆方向までの
電源が制御される。
かかるも“η成と有するコイル励磁イ幾構において、コ
ンピュータ34から第1コイル制御厄回路四へは第8図
中JIの変化曲線に従ったディジタル信号が送られる一
方、第2コイル制御回路26へは同図中J、の変化曲線
に従ったディジタル信号が送られ、それぞれに対応した
励磁電流がコイル15a。
ンピュータ34から第1コイル制御厄回路四へは第8図
中JIの変化曲線に従ったディジタル信号が送られる一
方、第2コイル制御回路26へは同図中J、の変化曲線
に従ったディジタル信号が送られ、それぞれに対応した
励磁電流がコイル15a。
15bに流れる。したがって、いま設定機構352作動
することにより、電子レンズ10に所定の起磁力(例え
ばJ = 1000(AT)とする)を発生させるもの
とする。この場合、第8図のグラフによれば、 であれば、上記起磁力J =1000(AT)が得られ
、且つ点Aにおける温度は所定の値に保たれることがわ
かる。
することにより、電子レンズ10に所定の起磁力(例え
ばJ = 1000(AT)とする)を発生させるもの
とする。この場合、第8図のグラフによれば、 であれば、上記起磁力J =1000(AT)が得られ
、且つ点Aにおける温度は所定の値に保たれることがわ
かる。
また、コンピュータ34には調節機構37を接続してお
き、この調N′i機構37を作動させることにより、レ
ンズ起磁力可変範囲の任意の起磁力に対し、この起磁力
の大きさを一定に保ったままで、各コイルにおける励磁
比を変化させるようにすることも出来る。
き、この調N′i機構37を作動させることにより、レ
ンズ起磁力可変範囲の任意の起磁力に対し、この起磁力
の大きさを一定に保ったままで、各コイルにおける励磁
比を変化させるようにすることも出来る。
さらに、この様なコイル励磁機構において、コンピュー
タ34には、電子レンズ10の起磁力変化に伴なう温度
変化を検出する温度検出器36を接続し、温度検出器3
6の検出朱子を電子レンズ和の成る定点(例えば点A)
に設定すると共に、この温度検出器31Jからの信号に
基づいてコンピュータ34が11バ幻し且つ所定の指令
を発する俤に1台成し、各コイルi5a 、 15bの
起磁力をW11節することにより電子レンズ10の励M
ij変化に伴なう府Aにおける温度変化が0となるよう
にすることも出来る。これにより、点Aでは現実の温度
測定値を基にして温度が一定になるように調整される。
タ34には、電子レンズ10の起磁力変化に伴なう温度
変化を検出する温度検出器36を接続し、温度検出器3
6の検出朱子を電子レンズ和の成る定点(例えば点A)
に設定すると共に、この温度検出器31Jからの信号に
基づいてコンピュータ34が11バ幻し且つ所定の指令
を発する俤に1台成し、各コイルi5a 、 15bの
起磁力をW11節することにより電子レンズ10の励M
ij変化に伴なう府Aにおける温度変化が0となるよう
にすることも出来る。これにより、点Aでは現実の温度
測定値を基にして温度が一定になるように調整される。
この調整は、起磁力変化後のある一定時間だけ作動し、
後解除してもよい。このとき各コイルの励磁は、作動後
の励磁を保持するようにする。また、総体的な温度調整
は既に述べたように第8図に示すグラフ図に従った指令
をコンヒュータ34が送シ出すことによって行い、上記
温度検出器36け各コイルi5a 、 15bの励磁の
微調整に用いるという方法もある。
後解除してもよい。このとき各コイルの励磁は、作動後
の励磁を保持するようにする。また、総体的な温度調整
は既に述べたように第8図に示すグラフ図に従った指令
をコンヒュータ34が送シ出すことによって行い、上記
温度検出器36け各コイルi5a 、 15bの励磁の
微調整に用いるという方法もある。
以上説明したように、本発明によれば、電子レンズの励
磁コイルを複数個の電流を可変し得るコイルから構成し
、所定のコイル励磁機構によってコイルを流れる電流を
可変し、コイル巻枠或はこれをとり囲む磁気ヨークの一
定点の温度がレンズ起磁力によらずほぼ一定となるよう
にしたため、フォーカスドリフトや試料ドリフトが発生
しなくなり、極めて作動性能のよい電子レンズを提供す
ることが出来るようになった。
磁コイルを複数個の電流を可変し得るコイルから構成し
、所定のコイル励磁機構によってコイルを流れる電流を
可変し、コイル巻枠或はこれをとり囲む磁気ヨークの一
定点の温度がレンズ起磁力によらずほぼ一定となるよう
にしたため、フォーカスドリフトや試料ドリフトが発生
しなくなり、極めて作動性能のよい電子レンズを提供す
ることが出来るようになった。
第1図は電子レンズの一従来例を示す断面図、第2図は
電子レンズの他の従来例と示す断面図、第3図は本発明
が適用される電子レンズを示す断Wi図、第4図は第3
図に示す電子レンズにおいて従来におけるごとく励磁コ
イルからの総発熱量が一定となるようにしたときの、各
コイルの起磁力J、 、 J2の相関例?示すグラフ図
、第5図は第41flのグラフ図に従って励磁コイルの
励磁を変化させた際の@3図中点Aにおける温度変化を
記録したチャート図、第6図は、第3図に示す電子レン
ズにおいてJ2を各挿具なった一定の値に保ったま一!
J、e変化させたときの点Aにおける温度変化の状郭を
示ずグラフ図、第7図は第6図において直線りによって
示される如く、点Aにおける温度設定値と一定にするた
めのJ、とJ、との相関例を示すグラフ図、第8図は第
7図の41−T開園と基に求めた、任意のレンズ起磁力
Jに対して点Aにおける温度を一定にするための各コイ
ルの起磁力J、 、 J2の相関例を示す図、第9図は
第8図に示す411関図に基づいて、レンズの励磁変化
に伴ない各コイルに流れる電流2制御するコイル励磁機
構の一例を示す図である。 1 、11・・・ヨーク 2 、12・・・レン
ズ間隙3.13・・・コイル巻枠 4,14・・・冷
却手段5.15・・・励磁コイル 25・・・第1コ
イル制御回路26・・・第2コイル制御回路 34・・
・コンピュータ35・・・設定機構 36・・
・温度検出器37・・・調ffi’i櫨構 特許出願人 株式会社国際精工1 代理人 弁理士 土 橋 皓 ・第1図 第2図 第3図 第4図 第6図 J、(AT) 第7図 0”001J+I(AT)
電子レンズの他の従来例と示す断面図、第3図は本発明
が適用される電子レンズを示す断Wi図、第4図は第3
図に示す電子レンズにおいて従来におけるごとく励磁コ
イルからの総発熱量が一定となるようにしたときの、各
コイルの起磁力J、 、 J2の相関例?示すグラフ図
、第5図は第41flのグラフ図に従って励磁コイルの
励磁を変化させた際の@3図中点Aにおける温度変化を
記録したチャート図、第6図は、第3図に示す電子レン
ズにおいてJ2を各挿具なった一定の値に保ったま一!
J、e変化させたときの点Aにおける温度変化の状郭を
示ずグラフ図、第7図は第6図において直線りによって
示される如く、点Aにおける温度設定値と一定にするた
めのJ、とJ、との相関例を示すグラフ図、第8図は第
7図の41−T開園と基に求めた、任意のレンズ起磁力
Jに対して点Aにおける温度を一定にするための各コイ
ルの起磁力J、 、 J2の相関例を示す図、第9図は
第8図に示す411関図に基づいて、レンズの励磁変化
に伴ない各コイルに流れる電流2制御するコイル励磁機
構の一例を示す図である。 1 、11・・・ヨーク 2 、12・・・レン
ズ間隙3.13・・・コイル巻枠 4,14・・・冷
却手段5.15・・・励磁コイル 25・・・第1コ
イル制御回路26・・・第2コイル制御回路 34・・
・コンピュータ35・・・設定機構 36・・
・温度検出器37・・・調ffi’i櫨構 特許出願人 株式会社国際精工1 代理人 弁理士 土 橋 皓 ・第1図 第2図 第3図 第4図 第6図 J、(AT) 第7図 0”001J+I(AT)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)電子レンズの励磁コイルを複数個のコイルからt1
1成し、当該複数個のコイルのうち、少なくとも二個具
J二のコイルに、当該コイルを流れるttL流の大きさ
が0以外に二段以上、または連続的に可変するようにコ
イル励磁機構を接続し、このコイル励磁機構によって、
コイル巻枠或はこれと取シ囲む磁気ヨークの一定点の温
度がレンズ起磁力によらず峰は一定となるように、レン
ズ起磁力に応じて各コイ次に互いに相関した大きざの電
流を導通させるようにしたことを特徴とする電子レンズ
。 2)レンズ起磁力可変範囲の任意の起磁力に対し、この
起磁力の大きさを一定に保ったままで、各コイルにおけ
る起磁力の配分を変化させることができる調fIri機
構を有する特許請求の範囲第1項記載の電子レンズ。 3)コイル励磁機構には、コイル巻枠あるいは磁気ヨー
クの定点に温度検出素子と設けた温度検出器と組込み、
この温度検出素子により上記21点における温度を検出
し、レンズ起磁力を変えても上記定点における温度が一
定となるように各コイルに流れる′■流を制御するよう
にした・ことと特徴とする特114’ mf4求の範囲
第1項又は第2項記載の電子レンズ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19178782A JPS5981850A (ja) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | 電子レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19178782A JPS5981850A (ja) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | 電子レンズ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5981850A true JPS5981850A (ja) | 1984-05-11 |
JPH0234419B2 JPH0234419B2 (ja) | 1990-08-03 |
Family
ID=16280529
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19178782A Granted JPS5981850A (ja) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | 電子レンズ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5981850A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62100936A (ja) * | 1985-10-28 | 1987-05-11 | Shimadzu Corp | 荷電粒子線を用いた分析装置の試料汚染防止方法 |
US4735288A (en) * | 1986-01-24 | 1988-04-05 | Ckd Kabushiki Kaisha | Detachably attaching mechanism for cup of lubricator or filter used with air-actuated device |
EP0596529A1 (en) * | 1992-11-06 | 1994-05-11 | Hitachi, Ltd. | Electron lens |
US6429607B1 (en) | 2000-08-15 | 2002-08-06 | International Business Machines Corporation | Constant power dynamic focus coil |
EP1498929A2 (en) * | 2003-07-14 | 2005-01-19 | FEI Company | Magnetic lens |
JP2005038853A (ja) * | 2003-07-14 | 2005-02-10 | Fei Co | 二重ビーム装置 |
JP2007335134A (ja) * | 2006-06-13 | 2007-12-27 | Hitachi High-Technologies Corp | 走査電子顕微鏡 |
US8183547B2 (en) | 2009-05-28 | 2012-05-22 | Fei Company | Dual beam system |
JP2019050189A (ja) * | 2017-08-08 | 2019-03-28 | エクスロン インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングYxlon International Gmbh | X線管用の対物レンズ及び集束レンズ、x線管並びにそのようなx線管を操作する方法 |
JP2020087701A (ja) * | 2018-11-26 | 2020-06-04 | 日本電子株式会社 | 荷電粒子線装置及び荷電粒子線装置の制御方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57151160A (en) * | 1981-03-16 | 1982-09-18 | Internatl Precision Inc | Electron lens |
-
1982
- 1982-11-02 JP JP19178782A patent/JPS5981850A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS57151160A (en) * | 1981-03-16 | 1982-09-18 | Internatl Precision Inc | Electron lens |
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JP2005038853A (ja) * | 2003-07-14 | 2005-02-10 | Fei Co | 二重ビーム装置 |
JP2005038857A (ja) * | 2003-07-14 | 2005-02-10 | Fei Co | 磁界レンズ |
EP1498929A2 (en) * | 2003-07-14 | 2005-01-19 | FEI Company | Magnetic lens |
EP1498929A3 (en) * | 2003-07-14 | 2009-09-02 | FEI Company | Magnetic lens |
JP2011151042A (ja) * | 2003-07-14 | 2011-08-04 | Fei Co | 磁界レンズ |
US8013311B2 (en) | 2003-07-14 | 2011-09-06 | Fei Company | Dual beam system |
JP2007335134A (ja) * | 2006-06-13 | 2007-12-27 | Hitachi High-Technologies Corp | 走査電子顕微鏡 |
JP4719628B2 (ja) * | 2006-06-13 | 2011-07-06 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 走査電子顕微鏡 |
US8183547B2 (en) | 2009-05-28 | 2012-05-22 | Fei Company | Dual beam system |
JP2019050189A (ja) * | 2017-08-08 | 2019-03-28 | エクスロン インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングYxlon International Gmbh | X線管用の対物レンズ及び集束レンズ、x線管並びにそのようなx線管を操作する方法 |
JP2020087701A (ja) * | 2018-11-26 | 2020-06-04 | 日本電子株式会社 | 荷電粒子線装置及び荷電粒子線装置の制御方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0234419B2 (ja) | 1990-08-03 |
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