JPS60220541A - 透過電子顕微鏡 - Google Patents

透過電子顕微鏡

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JPS60220541A
JPS60220541A JP59077110A JP7711084A JPS60220541A JP S60220541 A JPS60220541 A JP S60220541A JP 59077110 A JP59077110 A JP 59077110A JP 7711084 A JP7711084 A JP 7711084A JP S60220541 A JPS60220541 A JP S60220541A
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JP
Japan
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lens
objective lens
yoke
sample
focusing
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JP59077110A
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Takeshi Tomita
健 富田
Yoshiyasu Harada
原田 嘉晏
Koro Oi
公郎 大井
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Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
Nihon Denshi KK
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Publication date
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    • 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
    • H01J37/26Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • 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, ion-optical arrangement
    • H01J37/10Lenses
    • H01J37/14Lenses magnetic
    • H01J37/141Electromagnetic lenses

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (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】 本発明は透過″重子顕微鏡の電子線照射レンズ系の改良
に関りる。
最近の透過電子顕微鏡に、1−3いては、試料に関Jる
透過像を観察づるだ4Jcなく、透過像中の極微小領域
の物性分析を1”jなうことが重要となってきている。
この分析を行なうためには、試料上で数n rT+乃至
故−1−n mに集束された電子線によって照射される
極微小領域に充分な電子線電流(明るさ)を与えること
l);必すリで−その1: 1l)L:雷:1′−鈴の
φφに寄与する最終段の集束レンズとして球面収差係数
の小さいレンズを使用することが要求される。
又、透過電子顕微鏡像観察時と極微小領域分析時とで対
物レンズの励磁を変えることは視野の対応性を持たせる
ことを難しくするのぐ、透過電子顕微鏡像観察時と極微
小領域分析時とで対物レンズの励磁を一定に保つことが
要求される。このような要求を満たすため、強く励磁さ
れた対物レンズ磁場内のG O(condense o
bjective)位置と称される位置に試お1を配置
する試料観察が従来より行われCいる。
第1図及び第2図は、夫々対物レンズのCO位置に試料
を配置して透過電子顕微鏡像rIA察のモード(T [
Mモード)と分析モードに設定した場合における電子線
経路を示す略図である。これらの図において、観察づべ
ぎ辞膜状試斜1は対物レンズの磁場内に配置されるので
対物レンズは試料1より上の前方対物レンズ2と試料1
より下の後方対物レンズ3に分けて考えることができる
。これらのレンズにより試料の上方無限遠の点を試料上
に結像りる条件と試料から出た電子線を試料の下ノ”i
 jilt限;仝で結像り゛る条件を対物レンズの励磁
を変化さUないで満足さUることができる。試料1を照
G’l !I’る電子線4は電子銃5より発散し、該発
散電子線4は第1.第2集束レンズ6a 、6b 、第
3集束レンズ7及び前記前方対物レンズ2により順次床
束される。試1′3+ 1を透過した電子線は対物レン
ズ絞り8を通過して中間レンズ等から構成される結(象
レンズ系(図示−IEJ’)に導かれる。第1図に示?
JT’ E Mモードにおいては、電子線4は集束レン
ズ7により前方対物レンズ2の前方焦点位置゛P1に電
子銃5のり[1スオーバ像を結像する。
このクロスオーバ像から発散する電子線は前方対物レン
ズ2により光軸に平行なビームとなって試わ11を照射
する。このとぎ平行電子線によって照射される試料領域
(の幅)は、第2集束レンズ7に設(すられるレンズ絞
り9と点P1ま、での距11ffM及び絞り9の穴径d
によって決まる。試料1を透過し!ご電子線は、結像レ
ンズ系を構成する後方対物レンズ3により、その後焦面
に設置される対物レンズの絞り8の位置に集束した後、
絞り8を通過して結像レンズ系(図示せず)に導かれる
。結像レンズ系は、対物レンズを除いて中間レンズ等が
電子顕微鏡像を結像するように調整されており、蛍光板
(図示駄ず)上に透過電子顕微鏡像を結像りる。このよ
うなTEMモードにおいて蛍光板上の試料像を観察し、
像中に分析したい箇所を、捜し出した後に、試料装置(
図示せず)を操作して電子線に対する試料の位置を移動
して蛍光板の中心(光軸)に分析したい箇所がくるよう
に調整づ−る。
このような分析箇所の設定が完了した後、照射レンズ系
を第2図に示ず分析モードに切替える。この分析モード
においては、電子線4は集束レンズにより前方対物レン
ズ2から充分離れた上方(無餞遠とみなず)の点P2に
電子銃5のクロスオーバー像を結像し、このクロスオー
バ像は更に前方対物レンズ2により試料1上に縮小結像
される。
このとき試料照tA電子線の開き角αは第2集束レンズ
7のレンズ絞り9の穴径dによって決まる。
試料を透過した電子線は絞り8を透過して対物レンズを
除き回折パターンを結像するように調整された結像レン
ズ系に導かれ、蛍光板上に回折パターンを表示覆る。あ
るいは、試料を透過した電子線を−[ネルギーアナライ
ザーに導いて、試料透過電子線の1ネルギ一分析を行っ
たり、試f+1から発生するX線を検出し−(元素分析
が行われる。更に、対物レンズの上方に偏向コイルを設
【プ、該偏向コイルに走査信号を供給して試料面を電子
線によって走査し、電子線の走査と同期した陰極線管の
輝1臭変調信号として試料から検出される二次電子等を
用いることによつC走査電子顕微鏡として使用覆ること
もできる。
このような手順によって、従来装置にお【プるTE M
モードと分析モードの切替えが行われるが、T E M
 ’E−ドにおりる観察視野が極めで狭いという問題が
ある。この視野を広くづるためには、第3集束レンズ(
一般的には最終段の集束レンズ)の絞り9の穴径dを大
ぎくするかレンズ絞りつと前方対物レンズの前焦点P1
までの距11111Mをできるだ(プ短くすればよい。
しかし、電子銃から発散する電子線の発散角の問題等か
らレンズ絞りの穴径dを一定値以上に大きくすることは
できない。
そこで、レンズ絞り9と前方対物レンズの前焦点までの
距離Mをできるだ番プ知くJるICめ、特開昭53−1
47−458号公報に開示されるように第2集束レンズ
と前方対物レンズとの間に新たなレンズを付加づること
が提案されている。この装置によれば、距1ifl1M
を短くすることができるが、新たに(=J加される補助
レンズは本来の対物レンズのヨークそのものを利用Jる
ものeあるため、補助レンズの励磁を変化させると試料
の上下に形成される対物レンズ磁場の強度が変化してし
まい、TEMモードと分析モードを切替えた場合に軸が
一致しなくなり視野の対応が正確でなくなるという欠点
がある。
本発明は、このj:うな問題を解決して、新/jに設り
る補助レンズと本来の対物レンズとの相互干渉を生じる
ことなく、補助レンズのレンズ磁場位置と前方対物レン
ズの前焦点までの距離Mを短くJることを目的とするも
のである。
本発明装置6の構成は、対物レンズと電子銃との間に複
数段の集束レンズを設けた装置に;J3いて、最終段の
集束レンズの対物レンズ側磁極片を一外側に凸な円錐状
に形成づると共に、前記対物レンズの集束レンズ側ヨー
クに円錐状の窪みを形成したことを特徴どづるものであ
る。
第3図は、本発明の一実加例装買の断面を示1」略四乙
・ある。第3図におい−C1光lll1llzに対称に
第3集東レンズ7及び対物レンズ10が設りられ、その
間に最終段集束(補助)レンズ11が設置される。)J
物しンズ10は、レンズコイル12と、該レンズコイル
12を包むレンズヨーク13と、五1−り内側に配置さ
れ非磁性スムーザ14′c一体化された二つの磁極片1
5a、15bから構成され、レンズコイル12と上部(
集束レンズ側)レンズヨーク13a&の間に形成される
空間Mには、レンズヨーク13を貫通して試料装置16
や対物レンズ絞り機構(図示けず)が組込まれる。該試
Fl装置1′“716の先端部にはスペーサ14に穿I
これた穴を通っC試わ1を磁極片15a、15bの略中
間に位置させる試料ホルダー17が取付けられている。
試料装置16には、試料を光軸Zに垂直な平面内で移動
させる機構の他に試料ボルダ17の軸の回りに試料を回
転させる傾斜機構が備えられており、該傾斜機構を作動
させると試料装置16全体が試料ホルダー17と共に試
料ホルダー17の軸の回りに回転する。、そのため、上
側!l極片15aの下端面にりも上側の領域にも空間M
を設りることか必要となる。本発明においては、この空
間Mを確保するため上部ヨーク<d3よび上磁極片15
 a )の中央部に窪みを形成することにより、対物レ
ンズの構造にお番プるCO位置をできるだ【プ集束レン
ズに近い上側に位置させている。又、一般に対物レンズ
を強く励磁すると大ぎな磁束が流れるレンズヨークは磁
気飽和に近い状態となり、レンズヨークから漏洩する磁
束も多くなる。従って、第3図のように上側ヨーク13
aを磁極片からできるだけ遠ざけるように上側へ傾りる
(即ち上側レンズヨークの上面に凹部を設ける)ことは
、レンズヨークからの耐波磁束を減少させるという効果
をももたらず。
第3集束レンズ7は、レンズコイル18とヨーク19か
らなり、そのレンズ磁場中心には絞り榔11420によ
り絞りが挿入される。第3集束レンズ7の三1−り下面
に偏向」イル21及び保持具22を介しC最終段集束(
補助)レンズ11が取イリりられCいる。?ili助レ
ンズ11は、レンズコイル23、上側ヨーク24及び下
側ヨーク25がらなり、]・1IIII =+−り25
は対物レンズ側に凸な円錐状になつCいる。ヌ、上側磁
極ハ24も下側に凸な円錐状をしCいるため、2つのヨ
ークの環状端面の間に形成されるレンズ磁場は補助レン
ズ内部の最も上側に位置リ−るようになる。その結果、
補助レンズの構造にJ3けるレンズ主面の位置をJ:り
対物レンズに近づ【プることが可能となる。
このJ:うにして、補助レンズ11と対物レンズの上側
ヨーク1”3aとの間には略等しい間隔の隙間が形成さ
れるようにレンズが配属され、この隙間にX線分析装置
のX線検出部26.二次電子検出器27及び偏向コイル
28等を組込むことが可能となる。X線検出部26をこ
のような隙間に配置することにより、必然的に試料1か
ら発生するX線に対する取出し角度が高くなりX線分析
に好ましい結果を与える。
第4図及び第5図は、第3図の実施例装置にお(プるT
[Mモードと分析モードの電子光学系を第1図及び第2
図に対応させ−C表わしtcものである。
第4図の光学図に示すTEMモードにおいて、第3集束
レンズ7によっ′C補助レンズ11の上方位置P1′に
結像したクロスオーバ像は補助レンズ11により前方対
物レンズ2の前焦点位置P1に結像している。このよう
に、位置P1’ に形成される開き角の大ぎな電子線に
よるクロスオーバ像を略1対1の関係で位置P1にもっ
てくることがeぎるので、第1図の場合に比較して電子
線に照射される試料領域を大幅に拡げることができる。
これに対して、第3図の装置による分析モードの光学図
は基本的に第2図に示す従来の光学図と同じである。即
ち、第5図においては補助レンズ11の励磁をT、EM
モードの場合よりも弱めているが、更に弱めて零に設定
しても差し支えない。
以上のように、対物レンズとその前段に配置される最終
段集束(補助)レンズを本発明に従って構成づることに
より、対物レンズの励磁を変化させずにTE、Mモード
と分析モードにJ5iノる試料照射位置の対応を保ちな
がら行なうことが可能どなるだりでなく、TEMモード
における電子顕微鏡像の視野を従来よりも大幅に拡げる
ことが可能どなる。そのため、電子顕微鏡による試料中
の微小領域の物性分析がより迅速且つ正確に行な4つれ
るようになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の透過電子顕微鏡におりる透過電子顕微鏡
像観察のモード時の電子線経路を承り略図、′E32図
は従来の透過電子顕微鏡におりる分析モードII;jの
電子線経路を示づ略図、第3図は本発明の一実施例装置
を示す略図、第4図は本発明装置にお()る透過電子顕
微鏡像観察のモード時の電子線経路を示づ略図、及び第
5図は本発明装置にJ3りる分析モード時の電子線経路
をポリ−略図である。 1:試料、2:前方対物レンズ、3:後方対物レンズ、
4:電子線、5:電子銃、6a:第1集束レンズ、6b
:第2集束レンズ、7:第3集束レンズ、8:対物レン
ズ絞り、9:第3集束レンズ絞り、10:対物レンズ絞
り、11:補助レンズ、12:レンズコイル、13:レ
ンズヨーク、14:非磁性スペー→ノ、15a、 15
b:磁極片、16:試料装置、17:試料ホルダー、1
8;レンズコイル、19:ヨーク、20:絞りI火構、
21:偏向コイル、22:保持具、23:レンズコイル
、24:上側ヨーク、25:下側ヨーク、26:XR1
検出部、27:二次電子検出器、28二偏向コイル。 特許出願人 日本電子株式会社 代表者 伊藤 −夫 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 対物レンズと電子銃との間に複数段の集束レンズを設け
    た装置においC1最終段の集束レンズのλ・1物4レン
    ズ側磁極片を外側に凸な円錐状に形成づると其に、前記
    対物レンズの集束レンズ側ヨークの中央部に円ill状
    の窪みを形成したことを特徴と4−るjΔ過電子顕微鏡
JP59077110A 1984-04-17 1984-04-17 透過電子顕微鏡 Granted JPS60220541A (ja)

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US06/722,778 US4633085A (en) 1984-04-17 1985-04-12 Transmission-type electron microscope
GB8509681A GB2161018B (en) 1984-04-17 1985-04-16 Transmission-type electron microscope

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019021420A1 (ja) * 2017-07-27 2019-01-31 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置及び荷電粒子線装置の調整方法

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2582114B2 (ja) * 1988-04-01 1997-02-19 日本電子株式会社 電子顕微鏡におけるx線分析装置
NL8801163A (nl) * 1988-05-04 1989-12-01 Philips Nv Auger spectrometrie.
JPH0793119B2 (ja) * 1988-06-17 1995-10-09 日本電子株式会社 電子顕微鏡
DE3825103A1 (de) * 1988-07-23 1990-01-25 Zeiss Carl Fa Verfahren zum beleuchten eines objektes in einem transmissions-elektronenmikroskop
JP2759680B2 (ja) * 1989-07-19 1998-05-28 株式会社日立製作所 分析システム
US5079428A (en) * 1989-08-31 1992-01-07 Bell Communications Research, Inc. Electron microscope with an asymmetrical immersion lens
US4962306A (en) * 1989-12-04 1990-10-09 Intenational Business Machines Corporation Magnetically filtered low loss scanning electron microscopy
US5847388A (en) * 1997-06-11 1998-12-08 Noran Instruments, Inc. Collimator for high takeoff angle energy dispersive spectroscopy (EDS) detectors
DE19945344A1 (de) 1999-09-22 2001-03-29 Leo Elektronenmikroskopie Gmbh Teilchenoptisches Beleuchtungs- und Abbildungssystem mit einer Kondensor-Objektiv-Einfeldlinse
JP6173862B2 (ja) 2013-09-30 2017-08-02 株式会社日立ハイテクノロジーズ 電子顕微鏡
RU2572806C1 (ru) * 2014-09-15 2016-01-20 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") Иммерсионный магнитный объектив эмиссионного электронного микроскопа
RU2579458C1 (ru) * 2014-12-02 2016-04-10 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") Иммерсионный магнитный объектив эмиссионного электронного микроскопа
JP6718782B2 (ja) * 2016-09-21 2020-07-08 日本電子株式会社 対物レンズおよび透過電子顕微鏡
JP6995103B2 (ja) * 2019-11-15 2022-01-14 日本電子株式会社 透過電子顕微鏡および透過電子顕微鏡の制御方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5034462A (ja) * 1973-06-28 1975-04-02

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4936496B1 (ja) * 1970-04-18 1974-10-01
JPS5842935B2 (ja) * 1978-04-07 1983-09-22 日本電子株式会社 走査電子顕微鏡等の対物レンズ

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5034462A (ja) * 1973-06-28 1975-04-02

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019021420A1 (ja) * 2017-07-27 2019-01-31 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置及び荷電粒子線装置の調整方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0244103B2 (ja) 1990-10-02
US4633085A (en) 1986-12-30
GB2161018A (en) 1986-01-02
GB2161018B (en) 1989-06-01
GB8509681D0 (en) 1985-05-22

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