JPS6029185B2 - 電子顕微鏡 - Google Patents
電子顕微鏡Info
- Publication number
- JPS6029185B2 JPS6029185B2 JP8619580A JP8619580A JPS6029185B2 JP S6029185 B2 JPS6029185 B2 JP S6029185B2 JP 8619580 A JP8619580 A JP 8619580A JP 8619580 A JP8619580 A JP 8619580A JP S6029185 B2 JPS6029185 B2 JP S6029185B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- electromagnetic
- image
- lens system
- magnification
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- 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
- H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は透過型電子顕微鏡に関し、特に５段以上の電磁
レンズを有する電子顕微鏡に関する。
レンズを有する電子顕微鏡に関する。
電子顕微鏡においては３段或は４段レンズを備えたもの
が一般的に使用されているが、観察倍率範囲を更に拡大
するため５段或はそれ以上の段数を備えた電子顕微鏡が
開発されるに至った。ところで電子顕微鏡により良好な
像を観察するには中間レンズの物面と対物レンズの結像
面とのずれ、非点収差、像回転、色収差、鞠外収差、歪
収差等をできるだけ小さくすることが望まれる。ところ
が、これらの諸量は対物レンズ、中間レンズ、投影レン
ズに均等に関与しているわけではなく、例えば中間レン
ズの物面と対物レンズの結像面とのずれや、非点収差は
対物レンズが主に関与し、鞠外収差や嫁回転は主に中間
レンズが関与し、歪収差は主に投影レンズが関与してい
る。しかるに従釆の多段型電子顕微鏡においては観察倍
率を変更するに伴って対物レンズ系の結像位置や中間レ
ンズ系の結像位置、投影レンズ系の結像位置を相互に関
連して移動させる如く電磁レンズの励磁を変化させてい
る。従って倍率変化に伴って中間レンズの物面と対物レ
ンズの結像面とがずれ、焦点合わせを倍率変化に伴って
行なわなければならす、又対物レンズ系の励磁強度を非
点収差を最も小さくできる強励磁状態に固定して使用す
ることができず、更には投影レンズ系の励磁強度も歪収
差等が最も小さくできる強励磁状態に固定して使用する
ことができない。本発明はこのような従来の多段型電子
顕微鏡の欠点を解決すべくなされたものであり、以下図
面に基づき本発明を詳述する。図面は本発明の一実施例
を示す概略図であり、同図においてａ，ｂ，ｃは各々観
察倍率が高情、中倍、低倍における結像状態を説明する
ためのものである。
が一般的に使用されているが、観察倍率範囲を更に拡大
するため５段或はそれ以上の段数を備えた電子顕微鏡が
開発されるに至った。ところで電子顕微鏡により良好な
像を観察するには中間レンズの物面と対物レンズの結像
面とのずれ、非点収差、像回転、色収差、鞠外収差、歪
収差等をできるだけ小さくすることが望まれる。ところ
が、これらの諸量は対物レンズ、中間レンズ、投影レン
ズに均等に関与しているわけではなく、例えば中間レン
ズの物面と対物レンズの結像面とのずれや、非点収差は
対物レンズが主に関与し、鞠外収差や嫁回転は主に中間
レンズが関与し、歪収差は主に投影レンズが関与してい
る。しかるに従釆の多段型電子顕微鏡においては観察倍
率を変更するに伴って対物レンズ系の結像位置や中間レ
ンズ系の結像位置、投影レンズ系の結像位置を相互に関
連して移動させる如く電磁レンズの励磁を変化させてい
る。従って倍率変化に伴って中間レンズの物面と対物レ
ンズの結像面とがずれ、焦点合わせを倍率変化に伴って
行なわなければならす、又対物レンズ系の励磁強度を非
点収差を最も小さくできる強励磁状態に固定して使用す
ることができず、更には投影レンズ系の励磁強度も歪収
差等が最も小さくできる強励磁状態に固定して使用する
ことができない。本発明はこのような従来の多段型電子
顕微鏡の欠点を解決すべくなされたものであり、以下図
面に基づき本発明を詳述する。図面は本発明の一実施例
を示す概略図であり、同図においてａ，ｂ，ｃは各々観
察倍率が高情、中倍、低倍における結像状態を説明する
ためのものである。
図中１は対物レンズであり、該対物レンズ１の後段には
３個の電磁レンズ２，３，４からなる中間レンズ系１が
備えられている。該中間レンズ系１の各電磁レンズ２，
３，４には倍率設定器１６よりの倍率制御信号により供
給すべき励磁電流が制御される励磁電源１７から励磁電
流が供給される。電磁レンズ２としンズ３とは常に互い
に逆極性に励磁され、又レンズ３としンズ４とは常に同
極性に励磁される。又、レンズ２，３，４の励磁電流を
各々１２，１３，１４とするとき、励磁電源１７は１２
十（１３十１４）が常に略々一定になるような条件を保
つたまま倍率変化に応じて各レンズ２，３，４への励磁
電流の供ｇ溝を変更する。中間レンズ系１の後段には投
影レンズ５が備えられている。図示外の電子銃から発生
し図示外の収束レンズによって収束された電子線は試料
６に照射される。試料６を透過した電子線は観察倍率に
かかわらず対物レンズ１によって該レンズ１と中間レン
ズ系１との間の一定位置ｘｉに像７を結像する。図中ａ
に示すように高情観察時には、中間レンズ系１の電磁レ
ンズ２により８ａのように拡大結像され、更に該像８ａ
は電磁レンズ３により電磁レンズ４の後段に虚像９ａを
結像する。電磁レンズ４は該虚像９ａを中間レンズ系１
と投影レンズ５との間にあり全ての観察倍率にわたって
共通な結像位置ｘｐに実像１０ａとして結像する。該実
像１０ａは更に投影レンズ５によって蟹光板１１の如き
投影面に像１２ａとして拡大結像される。中倍率で観察
する場合には、図中ｂに示すようにｘｉの位置に形成さ
れた像７は中間レンズ系１の電磁レンズ２によってレン
ズ２としンズ３の間に高倍率よりも小さな拡大率で８ｂ
のように結像され、更に該像８ｂは電磁レンズ３によっ
て電磁レンズ４の後段に虚像９ｂとして結像される。該
虚像９ｂは電磁レンズ４によって高情時よりも大きな縦
少率で高情時と同じ位置ｘｐに実像１０ｂとして結像さ
れる。該実像１０ｂは更に投影レンズ５によって蟹光板
１１上に中倍率像１２ｂとして結像される。低倍率で観
察する場合には、一定位置幻に結像された像７は電磁レ
ンズ２によってレンズ３の後段に虚像１３として結像さ
れ、該虚像１３は電磁レンズ３によって実像１４として
縦少結像される。
３個の電磁レンズ２，３，４からなる中間レンズ系１が
備えられている。該中間レンズ系１の各電磁レンズ２，
３，４には倍率設定器１６よりの倍率制御信号により供
給すべき励磁電流が制御される励磁電源１７から励磁電
流が供給される。電磁レンズ２としンズ３とは常に互い
に逆極性に励磁され、又レンズ３としンズ４とは常に同
極性に励磁される。又、レンズ２，３，４の励磁電流を
各々１２，１３，１４とするとき、励磁電源１７は１２
十（１３十１４）が常に略々一定になるような条件を保
つたまま倍率変化に応じて各レンズ２，３，４への励磁
電流の供ｇ溝を変更する。中間レンズ系１の後段には投
影レンズ５が備えられている。図示外の電子銃から発生
し図示外の収束レンズによって収束された電子線は試料
６に照射される。試料６を透過した電子線は観察倍率に
かかわらず対物レンズ１によって該レンズ１と中間レン
ズ系１との間の一定位置ｘｉに像７を結像する。図中ａ
に示すように高情観察時には、中間レンズ系１の電磁レ
ンズ２により８ａのように拡大結像され、更に該像８ａ
は電磁レンズ３により電磁レンズ４の後段に虚像９ａを
結像する。電磁レンズ４は該虚像９ａを中間レンズ系１
と投影レンズ５との間にあり全ての観察倍率にわたって
共通な結像位置ｘｐに実像１０ａとして結像する。該実
像１０ａは更に投影レンズ５によって蟹光板１１の如き
投影面に像１２ａとして拡大結像される。中倍率で観察
する場合には、図中ｂに示すようにｘｉの位置に形成さ
れた像７は中間レンズ系１の電磁レンズ２によってレン
ズ２としンズ３の間に高倍率よりも小さな拡大率で８ｂ
のように結像され、更に該像８ｂは電磁レンズ３によっ
て電磁レンズ４の後段に虚像９ｂとして結像される。該
虚像９ｂは電磁レンズ４によって高情時よりも大きな縦
少率で高情時と同じ位置ｘｐに実像１０ｂとして結像さ
れる。該実像１０ｂは更に投影レンズ５によって蟹光板
１１上に中倍率像１２ｂとして結像される。低倍率で観
察する場合には、一定位置幻に結像された像７は電磁レ
ンズ２によってレンズ３の後段に虚像１３として結像さ
れ、該虚像１３は電磁レンズ３によって実像１４として
縦少結像される。
該実像１４は電磁レンズ４によって一定位置ｘｐに実像
１５として結像する。該実像１５は電磁レンズ５によっ
て蟹光被１１上に低倍像１２ｃとして結像される。上述
したように本発明における電子顕微鏡においては中間レ
ンズの綾面位置幻及び投影レンズの像面位置が倍率変化
に伴って全く移動しないため、対物レンズの励磁を非点
収差を最小にするような固定された励磁強度に選ぶとと
もに、該励磁強度に関連して対物レンズの大きさや形状
も他の中間レンズや投影レンズと無関係に最澄に設計す
ることができ、従って広い範囲にわたって非点収差の小
さい像を得ることができる。
１５として結像する。該実像１５は電磁レンズ５によっ
て蟹光被１１上に低倍像１２ｃとして結像される。上述
したように本発明における電子顕微鏡においては中間レ
ンズの綾面位置幻及び投影レンズの像面位置が倍率変化
に伴って全く移動しないため、対物レンズの励磁を非点
収差を最小にするような固定された励磁強度に選ぶとと
もに、該励磁強度に関連して対物レンズの大きさや形状
も他の中間レンズや投影レンズと無関係に最澄に設計す
ることができ、従って広い範囲にわたって非点収差の小
さい像を得ることができる。
又倍率変化に伴い対物レンズの結像面を中間レンズ系の
物面に合わせるための焦点合わせも不要となる。更に又
、投影レンズについても対物レンズと同様に他のレンズ
系と無関係に歪収差等を最少にするような一定の励磁強
度と、該励磁強度に見合ったレンズの大きさや形状を選
択できるため、倍率にかかわらず歪収差の小さい像を観
察することができる。
物面に合わせるための焦点合わせも不要となる。更に又
、投影レンズについても対物レンズと同様に他のレンズ
系と無関係に歪収差等を最少にするような一定の励磁強
度と、該励磁強度に見合ったレンズの大きさや形状を選
択できるため、倍率にかかわらず歪収差の小さい像を観
察することができる。
又、中間レンズ系として少くとも３個の電磁レンズを使
用しているため低倍から高情にわたる広い範囲の倍率で
像観察可能であり、これらレンズ２，３，４のうら少く
とも１個の電磁レンズは虚像結像するようになっている
ため、各レンズ２，３，４によって生じた色収差は打ち
消し合うように作用し、小さな値に抑えることができる
。
用しているため低倍から高情にわたる広い範囲の倍率で
像観察可能であり、これらレンズ２，３，４のうら少く
とも１個の電磁レンズは虚像結像するようになっている
ため、各レンズ２，３，４によって生じた色収差は打ち
消し合うように作用し、小さな値に抑えることができる
。
更に電磁レンズ２，３，４に供給される電流が１２十１
３十１４ニー定なる条件を保つたまま変更されるため、
これらレンズによって生ずる像回転も常に一定となり、
倍率を変更しても像回転は殆んど生じない。尚、上述し
た実施例においては対物レンズ、投影レンズとも各々１
個のレンズで形成されていたが、単一の対物レンズ、投
影レンズの代わりに複数の電磁レンズよりなる対物レン
ズ系又は投影レンズ系を使用する場合にも本発明は同様
に適用できる。
３十１４ニー定なる条件を保つたまま変更されるため、
これらレンズによって生ずる像回転も常に一定となり、
倍率を変更しても像回転は殆んど生じない。尚、上述し
た実施例においては対物レンズ、投影レンズとも各々１
個のレンズで形成されていたが、単一の対物レンズ、投
影レンズの代わりに複数の電磁レンズよりなる対物レン
ズ系又は投影レンズ系を使用する場合にも本発明は同様
に適用できる。
図面は本発明の一実施例を示すためのものである。
１：対物レンズ、２，３，４：中間レンズ系の電磁レン
ズ、６：投影レンズ、６：試料、Ｔ，８ａ，８ｂ，１４
，１０ａ，１０ｂ，１５，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ：実
像、９ａ，９ｂ，１３：虚像、１１：蟹光板、１：中間
レンズ系、１６：倍率設定器、１７：励磁電源。
ズ、６：投影レンズ、６：試料、Ｔ，８ａ，８ｂ，１４
，１０ａ，１０ｂ，１５，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ：実
像、９ａ，９ｂ，１３：虚像、１１：蟹光板、１：中間
レンズ系、１６：倍率設定器、１７：励磁電源。
Claims (1)
- １ 第１、第２、第３のレンズ系からなり、第１のレン
ズ系は少なくとも１個の電磁レンズを有し試料を常に第
１と第２のレンズ系の間の一定位置に結像させ、第３の
レンズ系は少なくとも１個の電磁レンズを有し第２のレ
ンズ系によつて結像された像を一定位置に配置された投
影面上に結像させ、第２のレンズ系は２個の実像結像す
る電磁レンズと１個の虚像結像する電磁レンズを有し第
１のレンズ系によつて結像された像を第２と第３のレン
ズ系の間の一定位置に結像する条件を保つたまま各電磁
レンズの励磁強度を変更して観察倍率を変化させるよう
にしたことを特徴とする電子顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8619580A JPS6029185B2 (ja) | 1980-06-25 | 1980-06-25 | 電子顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8619580A JPS6029185B2 (ja) | 1980-06-25 | 1980-06-25 | 電子顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5711464A JPS5711464A (en) | 1982-01-21 |
| JPS6029185B2 true JPS6029185B2 (ja) | 1985-07-09 |
Family
ID=13879990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8619580A Expired JPS6029185B2 (ja) | 1980-06-25 | 1980-06-25 | 電子顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6029185B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5931548A (ja) * | 1982-08-17 | 1984-02-20 | Internatl Precision Inc | 電子線装置の結像法 |
| DE3423149A1 (de) * | 1984-06-22 | 1986-01-02 | Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim | Verfahren und anordnung zur elektronenenergiegefilterten abbildung eines objektes oder eines objektbeugungsdiagrammes mit einem transmissions-elektronenmikroskop |
-
1980
- 1980-06-25 JP JP8619580A patent/JPS6029185B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5711464A (en) | 1982-01-21 |
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