JPS6113540A - Electron microscope - Google Patents

Electron microscope

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JPS6113540A
JPS6113540A JP13202284A JP13202284A JPS6113540A JP S6113540 A JPS6113540 A JP S6113540A JP 13202284 A JP13202284 A JP 13202284A JP 13202284 A JP13202284 A JP 13202284A JP S6113540 A JPS6113540 A JP S6113540A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
electron beam
excitation
objective lens
movable aperture
Prior art date
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Pending
Application number
JP13202284A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Yonezawa
米沢 彬
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INTERNATL PRECISION Inc
Original Assignee
INTERNATL PRECISION Inc
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS6113540A publication Critical patent/JPS6113540A/en
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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

Landscapes

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

Abstract

PURPOSE:To prevent any decrease in the visual field which might be caused by a movable diaphragm and produce high contrast images by enabling an electron ray flux to be focused upon the movable diaphragm even when the excitation of a focusing lens is changed by enabling the excitation of an objective or an intermediate lens to be varied within a given range. CONSTITUTION:When a focusing lens 1 is strongly excited and the cross over point of an electron microscope is adjusted to be point (A) in the figure, an electron ray flux 3 extends over the surface of a sample 5. The electron ray flux 3 is then focused upon a movable diaphragm 6 by a weakly excited objective 4. In contrast, when the focusing lens 1 is more weakly excited than above and the cross over point is adjusted to be point (B), an electron ray flux 5 extends within a smaller area than above on the surface of the sample 5 (the area surrounded by a dotted line). The electron ray flux 7 is then focused upon the movable diaphragm 6 by the objective 4 which is excited in a degree different from above.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野1 本発明は、試料を透過づる電子線束か、集束レンズの励
磁を変化させても対物レンズ後方の可動絞りに集束する
にうにした電子顕微鏡に関するものである。
Detailed Description of the Invention [Technical Field of the Invention 1] The present invention relates to an electron microscope in which an electron beam transmitted through a sample is focused on a movable diaphragm behind an objective lens even when the excitation of a focusing lens is changed. It is.

[従来技術とその問題点] 従来において、千倍程1印以下の低倍率で電子顕微鏡に
よる試料観察を行’!’j :″)場合においてll−
’1ントラストを高くし、1千/Zの11t2差を低減
して像質を高めるために、例λば第1図に示り、1.う
/、f電子光学系が採用されていI、=1.この電子光
学系(、t、電子線軸Oに治って1−側(叩l)電子線
源側)から集束レンズ1(fftj紡「01Jミ中1、
・ンス゛)と、(頂り集中レンズ1に隣接して設置I 
l”’+ l’L /、−、’il仙絞り:?と可動絞
り2後方に設(JられI、:χ・l 1jrl lノノ
ズ4と、ス4物レンズ4の1多方に段i〕ら11. に
用仙オQす6.1=ろ1112、ン、1物レンズ4内に
は、試料’l r)が設置される。集中レンズ1及び可
動絞り2J、り出た電子線ご3はΔ」:、【にて一度集
束(クロスオーバー)した後発散し、対物レンズ4内に
おかれた試料5を照(Jする。試1;」、り発散した電
子線束3は、後方におかれた可動絞り6イー1近に集束
するIように、対物レンズ4は、弱い一定の励磁に設定
されている。斯かる状態から、集束レンズ1の励磁を変
え、図中点線で示す電子線7の軌5Mどなるよう試料照
射ビームの径を変えると、一般にクロスオーバ一点Aは
Bに移動する。この時、対物レンズ4の励磁が一定であ
ると可動絞り6の上では電子線束は拡がり、小径(例λ
ばil′l径が20t〕)の絞りを入れると視野の減少
が′1?1″る。この現象はス・1物レンズ4を励磁す
る代りに、対物レンズ4と後方の可動絞り6との間に中
間[ノンズを設(′J1これを励磁することよって電子
線中を可動絞り6の上に集束ざlて散乱コンI・ラスト
を強めるj場合〈第71図)においても同4〕1で・あ
る、。
[Prior art and its problems] In the past, specimens were observed using an electron microscope at a low magnification of about 1,000 times or less! 'j:'') in the case ll-
In order to increase the image quality by increasing the contrast and reducing the 11t2 difference of 1000/Z, an example λ is shown in FIG. U/, f electron optical system is adopted, I, = 1. From this electron optical system (, t, 1- side (electron beam source side) aligned with the electron beam axis O), the focusing lens 1 (fftj spinning "01J Mi middle 1,
・Installed adjacent to the top concentrating lens 1
l"'+ l'L /, -, 'il Sen diaphragm: ? and movable diaphragm 2 installed behind (J,: χ・l 1jrl l nozzle 4, ] and 11. A sample 'l r) is installed inside the single object lens 4.The electron beam exiting from the concentrating lens 1 and the movable diaphragm 2J The electron beam 3 is once focused (crossover) at Δ':, then diverges, and illuminates the sample 5 placed within the objective lens 4.Trial 1:', The divergent electron beam 3 is The objective lens 4 is set to a weak constant excitation so that the movable aperture 6E1 placed at the rear focuses I.From this state, the excitation of the focusing lens 1 is changed, and the dotted line in the figure If the diameter of the sample irradiation beam is changed so that the trajectory 5M of the electron beam 7 shown in FIG. expands and has a small diameter (e.g. λ
If an aperture with a diameter of 20t] is inserted, the field of view will be reduced by 1 to 1. The same applies to the case where an intermediate non-zero is installed ('J1) to focus the electron beam onto the movable aperture 6 and strengthen the scattering contrast (Fig. 71) by exciting it (Fig. 71). It is 1.

第2図【1、この」−うな、対物レンズ4を通常の励磁
に()、イの後焦点面「より発散する電子線束を、対物
レンズ1ど1n方可Ωノ絞り6との間に設けた中間レン
ズ8により可動絞り6に集束するようにした従来例を示
η。この図において、集束レンズ1の励磁を変化さ氾試
1′I+ 5の照射電子線東の仔を変えると対物レンズ
前方のクロスオーバ一点はCからDに移動し、対物レン
ズ後方のクロスオーバ一点はEから「に移動する。この
場合、中間レンズ8の励磁が一定であると、電子線束3
は可動絞り6の上に集束しイfい。従って、径の小さい
絞りを可動絞り6として使用゛する場合に1.Jl 、
視野の減少を生ずることにliる。
Figure 2 [1, this] - The objective lens 4 is normally excited (), and the back focal plane of (a) "A more divergent electron beam is created between the objective lens 1 and the aperture 6 of 1n ohm. A conventional example is shown in which the electron beam is focused on the movable diaphragm 6 by an intermediate lens 8 provided.In this figure, when the excitation of the focusing lens 1 is changed and the irradiated electron beam of 1'I+5 is changed, the objective One crossover point in front of the lens moves from C to D, and one crossover point behind the objective lens moves from E to ". In this case, if the excitation of the intermediate lens 8 is constant, the electron beam flux 3
is focused on the movable aperture 6. Therefore, when using a diaphragm with a small diameter as the movable diaphragm 6, 1. Jl,
This can lead to a decrease in visual field.

これに対し、i7i 1図及び1¥!2図におい]+・
l ’l!/I レンズ4或い(,1,中間1、・シズ
8の励限タ一定にし、可動絞り6−1−に電了粍(中を
一里束1Jる。1、う11、中1.ノンズ系を連りjさ
1してC,Iの関係Kl置を保1.’r 7する。1)
にすれば、上述の欠1:、! 4.1かイ「り改7’4
3”PIろノ)\、集束レンズのビスラ−11シス及び
b!)定訳;イ”等の間1+1°(があり、径の小さい
絞E)を用いて広視野像イ・111イ)−:きには、対
物レンズ、戊(L中間レンズの励磁を微調整することが
心髄どイTる。
On the other hand, i7i 1 figure and 1 yen! Figure 2 Smell]+・
l'l! /I The excitation limit of the lens 4 or (,1, intermediate 1, 8) is kept constant, and the movable diaphragm 6-1- has an electric current of 1J.1, U11, middle 1. Connect the nons system and maintain the relationship Kl of C and I. 1.'r 7.1)
If so, the above deficiency 1:,! 4.1 or i "rikai 7'4"
3" PI Lono) \, focusing lens Visler - 11 cis and b!) fixed translation; A" etc. 1 + 1 ° (there is, small diameter diaphragm E) is used to create a wide field image A, 111 A) - :In some cases, it is important to finely adjust the excitation of the objective lens and the L intermediate lens.

また、電子顕微鏡にお(Jる視野を減少ざ1iる(11
!−4= の原因として、試わ1を透過した電子線束に対する非点
の発生があった。従来においては、高倍率、低倍率、い
ずれのモードの場合でも、非点補正装置は結像の非点を
補正するために使用され、可動絞り上に集束する電子線
束の非点補正には使用されていなかった。従って小さい
径の絞りを使用する場合は、結像には絞りにjzる影が
楕円形状に発生し、観察視野を減少させる等の問題が生
ずることがあった。
It also reduces the field of view of an electron microscope (11).
! The cause of -4= was the occurrence of astigmatism for the electron beam transmitted through Trial 1. Conventionally, in both high and low magnification modes, the astigmatism correction device is used to correct the astigmatism of the image, and is used to correct the astigmatism of the electron beam focused on the movable aperture. It had not been done. Therefore, when a small-diameter aperture is used, problems such as an elliptical shadow appearing on the aperture may occur during image formation, reducing the field of view for observation.

Jメ十の要因から第1図、第2図の例においては小さい
(Yの絞りを用いて高いコンl−ラス1〜の広視野像を
1!′Iることけ困ガ1てあ−)た。
In the examples shown in Figures 1 and 2, due to the factors of )Ta.

[発明の[1的] 本発明(、;このよろイT従来の問題点に看目して為さ
れた1)ので、その第1の目的は、千倍稈匪以下の1バ
ffj・;′[−ド、或い1;1.中間レンズ後方に設
けられた可動絞をうに十り11(乱コン1〜ラストを得
るよう1、二し!、結1やし一ドにa3いで、集束レン
ズ系の励磁を変化さ1.I T ら対物レンズ後方に設
置した可動絞りによる視野の減少を来たさず、またこの
可動絞りを活用して高い=]ントラストの161を11
1ろtどのできる電子顕微鏡4促供すること−Ccし)
る。
[Object 1 of the Invention] Since the present invention (1) was made in view of the problems of the conventional armor T, its first purpose is to reduce the culm by 1,000 times or less; '[-do, or 1;1. The movable diaphragm provided behind the intermediate lens is changed to 11 (1, 2 to obtain random convergence 1 to last!), and the excitation of the focusing lens system is changed with a3 to 1.I. The movable diaphragm installed behind the objective lens does not reduce the field of view, and the movable diaphragm can be used to improve the image quality from 161 to 11.
1) Providing 4 electron microscopes that can be used - Cc)
Ru.

本!1に関りろ111!のイを明の口約41、千1fi
 +[+’ ll:I、1ソ下の低倍率モード、【・v
lいは上jイ(の結(911ニードの?h”i’光学系
にt’l−3い7、ム+0::lを透過し/、=電子線
にjl +、’、ミの発生を極力抑え、11[φj1校
(]に、Lる視野の1ktl少ろ[1J11−すると其
に可lI+紳りをイj効にトむって、1′ういl′7ト
ラス1への像を?’7る(ト1−の(さる電了顕(散鏡
/、、 1.1供することである。l [発明の構成1 本件におtJる第1、第2の発明1JX、、l記の1]
的を達成するため、集中レンズを通過する電子線によっ
て対物レンズの前方の試料を照131シ、この試料より
発散する電子線束を弱く励磁された対物レンズ或いは中
間レンズによって後方におかれた可動絞りの上に集束さ
I!るようにした電子顕微鏡において、対物レンズ或い
は中間レンズの励磁を一定値の前後に可変することによ
り集束レンズの励磁を変化させても上記可動絞りの上に
電子線束を集束できるようにしたことを要旨とするもの
である。係る態様lJ1、電子顕微鏡の観察倍率が低倍
率であるどきに採られるものであり、対物レンズ或い(
、Iこの対物レンズの直ぐ後方の中間レンズは励磁の強
ざが零又は4!iv)で弱い値に設定され、試料照!J
l 4’Oの電子線151対物レンズを通過した後の最
初の77[1スA−バーを可動絞り上に結ぶ。可動絞り
には一般にi“目)−が201149rαの孔を右する
絞りが用いられ、この可動絞り上にり[]スオーバーを
形成Jろ15:め、11(乱電子線は可動絞りにょつ工
カットされ像の一1ン1ヘラストを高めることができる
Book! 111 related to 1! Approximately 41, 1,000 fi
+[+' ll: I, low magnification mode below 1 SO, [・v
l is the result of the upper j i (911 need's?h''i't'l-3 to the optical system 7, mu+0::l transmitted/, = electron beam jl +,', mi's To suppress the occurrence as much as possible, add 1ktl of L field of view to 11 [φj1 school (]) [1J11- Then, turn the possible lI + width to Ij effect, and make the image to 1' u l'7 truss 1. ?'7 (To 1) (Saru Denryomicroscope (Scattered Mirror)/,, 1.1 To provide. l [Structure 1 of the Invention The first and second inventions 1J Note 1]
In order to achieve this goal, a sample in front of the objective lens is illuminated by an electron beam passing through a concentrating lens, and a movable diaphragm placed behind the weakly excited objective lens or intermediate lens is used to collect the electron beam divergent from the sample. Focused on I! In the electron microscope, the electron beam flux can be focused on the movable aperture even if the excitation of the focusing lens is changed by varying the excitation of the objective lens or the intermediate lens around a constant value. This is a summary. Such embodiment lJ1 is adopted when the observation magnification of the electron microscope is low, and the objective lens or (
, I The intermediate lens immediately behind this objective lens has an excitation strength of 0 or 4! iv) is set to a weak value, and the sample light! J
The first 77 [1 s A-bar after passing through the 4'O electron beam 151 objective lens is tied onto the movable aperture. The movable aperture is generally an aperture whose hole i"- is located at 201149rα, and a swarm is formed on the movable aperture. It can be cut to enhance the height of the statue.

更t、= ;Jl、:本発明の他の態様として、電子顕
微鏡の対物レンズど後方の可動絞りとの間に中間レンズ
を股【−)、対物レンズを通常の励磁に設定し、中間レ
ンズによって対物レンズ後焦点面より発散した電子線束
を可動絞りの上に再び集束1−るようにづるどどもに、
上記中間レンズの励磁を一定値の前後に可変とし、この
集束レンズの励磁の変化に伴ない中間レンズの励磁を変
化させ、可動絞りの上に電子線束が集束ηるようにした
ことを要旨どする。
Furthermore, t, = ;Jl,: As another embodiment of the present invention, an intermediate lens is placed between the objective lens of the electron microscope and a movable aperture at the rear, the objective lens is set to normal excitation, and the intermediate lens is In order to refocus the electron beam diverged from the focal plane behind the objective lens onto the movable aperture,
The main point is that the excitation of the intermediate lens is made variable around a constant value, and the excitation of the intermediate lens is changed as the excitation of the focusing lens changes, so that the electron beam flux is focused η on the movable aperture. do.

更に本イ′1り13、り17′Iの発明【Jおいて【、
1、酋(・トの方法により試オ′11を透過した電子線
束を対物1/ンズ後方の可動絞り1にツノ1]スA−バ
ーさ1見ろ、1、うにした電子顕微鏡(Jおいて、結像
の非1j、電を浦if−!Iる非点補正装置ど1.1別
に、新たに試料と可動絞りとの間に非点補iF !冒−
91を設(〕、可動絞t)1−の電i′線束の非点を補
正し当該11[動絞りによる視野の減少を防止したこと
を要旨とするものである3、し実施例の説明] 第3図及び第4図は本件第1の発明の実施例を示す図で
ある。第3図に示す実施例は低倍率モードにおいて、試
料より発散する電子線束を弱く励磁された対物レンズに
よって後方におかれた可動絞りの上に集束させるように
したものであり、対物レンズ4はその励磁を一定の値の
前後に可変できるようになっている。この実施例におい
て、集束レンズ1と対物−レンズ4及びこの中におかれ
た試料迄の距離を150IIIIIl、また対物レンズ
4から可動絞り6迄の距離を150w1IIlに設定し
である。
Furthermore, the invention of this I'1 13, 17'I [J]
1. Place the electron beam that has passed through the test tube using the method described above into the movable diaphragm 1 behind the objective lens. In addition to 1.1, a new astigmatism correction device between the sample and the movable diaphragm has been added.
91 (), a movable diaphragm t) 1- corrects the astigmatism of the electric i' ray flux, and prevents a decrease in the field of view due to the 11 [moveable diaphragm t]. ] FIG. 3 and FIG. 4 are diagrams showing an embodiment of the first invention. In the embodiment shown in FIG. 3, in the low magnification mode, the electron beam divergent from the sample is focused onto a movable diaphragm placed at the rear by a weakly excited objective lens, and the objective lens 4 is The excitation can be varied around a certain value. In this embodiment, the distance from the focusing lens 1 to the objective lens 4 and the sample placed therein is set to 150IIIIIIl, and the distance from the objective lens 4 to the movable aperture 6 is set to 150w1IIl.

また集束レンズの絞り2の径を200μに設定し=8− である。係る4%’l成のもとで、集束レンズ1を強く
励(6しクロスオーバ一点を図中への位置に設定するど
、電子線束3は試料5の面上に拡がる。弱く励磁された
対物レンズ1により、電子線束3は可111較VI G
のトに集束される。また一方、集束レンズを、十の場合
より(J、弱く励■し、クロスオーバまれだ範囲)に拡
がる。イして、この電子線束7はイの場合どは異イTっ
た値で励磁された対物レンズ4により可v1較り6の−
にに集束される。第6図は、」−配電子光学系におりる
集束レンズ1ににるクロスオーバ一点(Δ或いはB)の
イ5°/ II? Z cと試rI5上の電子線束の径
dとの関係を示す図である。
Further, the diameter of the aperture 2 of the condensing lens is set to 200μ, so that =8-. Under such a 4% concentration, the electron beam 3 spreads over the surface of the sample 5 when the focusing lens 1 is strongly excited (6) and one crossover point is set at a position in the figure. With objective lens 1, electron beam flux 3 is possible 111 comparison VI G
It is focused on the On the other hand, the converging lens is expanded to a point where (J, weaker excitation, crossover is rarer) than in the case of ten. In the case of A, this electron beam flux 7 is generated by the objective lens 4 which is excited with a different value of T than v1.
focused on. FIG. 6 shows "A 5°/II? of one crossover point (Δ or B) on the focusing lens 1 that enters the electron distribution optical system. It is a figure which shows the relationship between Zc and the diameter d of the electron beam flux on test rI5.

ZCは試tl’、!l 5の位置を原点とし、集束レン
ズ側を−とし、可動絞り側を十として表示する。この図
によれば、りロスオーバ一点AがZc=−125である
とすると、試F15上の照射径は1mmとなる。
ZC is a trial tl',! The position of l 5 is the origin, the focusing lens side is indicated as -, and the movable aperture side is indicated as 10. According to this figure, if one point A of lossover is Zc=-125, the irradiation diameter on the sample F15 is 1 mm.

第6図は集束レンズ1にJzり形成されるクロスオーバ
一点の位置7.aと可動絞りG上に集束するだめの対物
レンズの励1.11強さく  J 7 、’〒  (△丁/V士)〕ここで1 、J :え11秒II・〕/ズのltC隅力1ノ:相ス
・1論補Wされ!ご加速電圧との関係を実lit (’
I ) r”示リグツノ図で・あイ)。このグラフは、
λj物レンズ4のポールピースの磁極間距離をS、穴1
yをbどする時、 s+b=1(1(mm) どした。
FIG. 6 shows the position 7 of a crossover point formed on the focusing lens 1. The excitation of the objective lens focused on a and the movable aperture G is 1.11 strong. Power 1: Aisu・1 theory supplementary W! Please check the actual relationship with acceleration voltage ('
I) In the righorn diagram showing r”.This graph is
The distance between the magnetic poles of the pole piece of the λj object lens 4 is S, and the hole 1 is
When changing y to b, s + b = 1 (1 (mm)).

この場合の対物レンズ4の励磁強さは第6図」:す、 J/ハB −1,9(ΔT/V± ) である。次いで、集束レンズの励磁を変化させてクロス
オーバ一点を八からB即ち第6図における一50mmの
点に移動させると、試別5上の電子線照射径は100μ
となり、第7図より対物レンズの励磁強さは、 070戸−2,6(ΔT/\l+ ) となる。
In this case, the excitation strength of the objective lens 4 is as shown in Figure 6: J/B -1,9 (ΔT/V±). Next, by changing the excitation of the focusing lens and moving one crossover point from 8 to B, that is, to the 150 mm point in FIG. 6, the electron beam irradiation diameter on specimen 5 becomes 100 μ.
Therefore, from FIG. 7, the excitation strength of the objective lens is 070-2,6 (ΔT/\l+).

叩j5照明桿が変化しても、対物レンズ4の励磁を」1
節変化させることにより、常に可fj+絞り6上に電子
線束を集束させることができる。
Even if the illumination rod changes, the excitation of the objective lens 4 will continue.
By changing the node, the electron beam flux can always be focused on the variable fj+ aperture 6.

第4図は木(’I第1の発明の他の実施例を示すもの(
・あ<)1.この実fdlj例に係わる電子光学系は集
束レンズ1と可動絞り2と対物レンズ4と、可動絞り6
どをR’!Iる点は上記第3図に示す実施例と同様ぐあ
るが、ヌ・1物レンズ4と後方の可動絞り6との間に中
間レンズ8を設(プていることが特徴となっている。そ
して、第3図に示す実施例にお(〕るど同様に、集束レ
ンズ1を強く励Q&シ、クロスオーバ一点をΔ′位置に
設定すると、電子線束3は試1915の面上に拡がる。
FIG. 4 shows a tree ('I) showing another embodiment of the first invention (
・A<)1. The electron optical system related to this actual fdlj example includes a focusing lens 1, a movable aperture 2, an objective lens 4, and a movable aperture 6.
What R'! This embodiment has the same features as the embodiment shown in FIG. Then, similarly to the embodiment shown in Fig. 3, when the focusing lens 1 is strongly excited Q&S and one crossover point is set at the Δ' position, the electron beam 3 spreads over the surface of the sample 1915. .

この実施例において、対物レンズ4の励磁(ま零に設定
され、電子線束3は中間レンズ8の低倍率励磁により可
動絞り6の上に集束される。また、集束レンズ1を上記
よりは弱く励磁し、クロスオーバ一点をA′位置からB
′位置に移動させると電子線束7は、試別5の面上のよ
り小さい範囲(点線で囲まれた部分)に拡がる。そして
又中間レンズを上の場合とは異なる励磁に設定し直t!
ぽ電子線束7は可動絞り6の上に集束される。このよう
な、中間レンズ8の励磁により、電子線中3又Ij7を
絞り6の上に東京させる低倍率に−ドの場合では、7G
と励仔灸強さとの関係は第7[ツ1(〕)破わi! (
2)で・示(\杓、A1点: 7C−−125mmにお
イ’(1、)/ P = :!、0(△−r ’\/z
 )V′点: 7c  −!−i r)mmにおいて、
J/、/TP   2.2<Δ’T−、、、’ V了)
となる。但し、中間レンズ8のポールピースの磁極間距
離をS、穴1Yイ・1)と7Iろどに\、3 +b −
1()(mm) とした。
In this embodiment, the excitation of the objective lens 4 is set to zero, and the electron beam 3 is focused onto the movable diaphragm 6 by low-magnification excitation of the intermediate lens 8. Also, the excitation of the focusing lens 1 is weaker than described above. and move one crossover point from A' position to B
When moved to the ' position, the electron beam flux 7 spreads over a smaller area on the surface of the sample 5 (the area surrounded by the dotted line). Then, set the intermediate lens to a different excitation from the above case!
The electron beam bundle 7 is focused onto a movable aperture 6. By excitation of the intermediate lens 8, the third Ij7 in the electron beam is placed above the aperture 6 at a low magnification.
The relationship between the 7th [tsu1 ()] and the strength of moxibustion is broken! (
2) Show (\Ladle, A1 point: 7C--125mm) / P = :!, 0 (△-r '\/z
) Point V': 7c -! -i r) mm,
J/, /TP 2.2<Δ'T-,,,'V completion)
becomes. However, the distance between the magnetic poles of the pole piece of the intermediate lens 8 is S, the hole 1Y a, 1) and 7I rod \, 3 +b -
1()(mm).

上述のような、対物レンズ4或いは中間レンズ8の励磁
の変化は、当然レンズ倍率の変化、イメージフォーカス
の変化を生ずるが、こねらの励磁の変化間は通常極めて
小さな値であるので可動絞り6より以後の中間レンズに
Jzり後段集束の過程で矯正することができる。
As mentioned above, a change in the excitation of the objective lens 4 or the intermediate lens 8 naturally causes a change in lens magnification and a change in image focus. It is possible to correct the JZ error in the subsequent intermediate lens during the subsequent focusing process.

第5図は、本件第2の発明の一実施例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of the second invention.

この実施例においても、上記第1の発明の電子顕微鏡の
結像構造におけると同様の論理が適用される。この実施
例は、対物レンズ4と後方の可11絞り6どの間に中間
レンズ8を設()、対物レンズ4を通常の励磁に設定し
、中間レンズ8の励磁に、J:つて対物レンズ焦点而よ
り発散した電子線束をijφ11較り6の上に再び集束
させるにうにしている。係る電子光学系の構成は、上記
第1の発明に631−するイ1′1率モードが千倍稈麻
以下の低倍率モードであるのに対して、これJ:りも大
きな倍率でdするi’R7i’ IA稈+!jj、での
倍率モードを実現するものである。今、集束レンズ1を
比較的強く励磁し、クロスオーバ一点を0点に設定する
と、電子線束3は試わ15を透過した後対物レンズ4に
よって一日点Eで・集束し、イの後中間レンズ8で集束
される。この時中間レンズ8の励磁を所定の値に設定し
ておくと、電子線束3は可動絞り6の上に集束される。
In this embodiment as well, the same logic as in the imaging structure of the electron microscope of the first invention is applied. In this embodiment, an intermediate lens 8 is installed between the objective lens 4 and the rear aperture 6, and the objective lens 4 is set to normal excitation. The divergent electron beam flux is then refocused onto ijφ116. The configuration of such an electron optical system is such that, while the A1'1 ratio mode according to the first invention is a low magnification mode of 1,000 times or less, this J: d is a large magnification mode. i'R7i' IA culm+! This realizes a magnification mode of . Now, when the focusing lens 1 is relatively strongly excited and one crossover point is set to 0, the electron beam 3 passes through the sample 15 and is focused by the objective lens 4 at a point E, and after the point A, the electron beam 3 is focused at a point E. It is focused by lens 8. At this time, if the excitation of the intermediate lens 8 is set to a predetermined value, the electron beam 3 is focused onto the movable aperture 6.

他方、集束レンズ1を十の場合よりは弱く励磁し、クロ
スオーバ一点をD位置に設定すると、電子線束7は試料
1)4透過し/、−ju 2.1物1ノンス4にJ。
On the other hand, if the focusing lens 1 is excited more weakly than in the case of 10 and one crossover point is set at position D, the electron beam 7 passes through the sample 1) 4/, -ju 2.1 object 1 nonce 4 J.

り屈折され(当該り・1物レンズ4のtl21iの17
.t[で−日集東し、史に中間レンズ8の励磁を所定の
l+1“口、−設定することに、1()、この電子線中
7(1可動絞り6の1−に集束さ4′セイ)。この1易
合の中間1ノンス゛の各励磁は、第7図ど同様イ「グラ
フJ:り求めることができる。
(17 of tl21i of single object lens 4)
.. By setting the excitation of the intermediate lens 8 to a predetermined value l+1", the electron beam is focused at 7 (1) of the movable aperture 6. Each excitation of the intermediate 1 nonsense in this 1-simple case can be obtained by using the Graph J: as in Figure 7.

以上の操作にJ、り集束レンズ1の励磁が変化し試料を
照射する電子線束3又は7の径が変化しても可動絞り6
の4−に所定の電子線束を集束させ、低倍率或いはこれ
にりもやや大きな倍率に451.jる高いコントラス)
への結像を4りることができる。
Even if the excitation of the focusing lens 1 changes and the diameter of the electron beam 3 or 7 that irradiates the sample changes, the movable aperture 6
A predetermined electron beam flux is focused on 451. at a low magnification or a slightly higher magnification. high contrast)
It is possible to image the image in four different ways.

以上述べた電子顕微鏡の構造及び結像モードにおいて、
特に試刺照帽の径が大きくしかも可動絞り6が小径であ
る場合には、集束する電子線束の最小錯乱円の位置を厳
密に可動絞り6の上に設定することが必要であり、照射
電子線束の径の変化に伴なって対物レンズ4或いは中間
レンズ8の微調整を必要とする。このように小径(例え
ば直径20μ以下)の可動絞り6を使用Jる場合は、最
小1j乱円の11“l[1りを厳密に絞り上に設定した
としても、尚レンズの収差等のため絞りの影を生ずるこ
と))りtlりる1、また可動絞り6の位1醒において
、電子線束に:I1点がある場合には、楕円状の影を発
生し視野の減少を来た寸ことになる。
In the structure and imaging mode of the electron microscope described above,
In particular, when the diameter of the test cap is large and the movable aperture 6 is small, it is necessary to set the circle of least confusion of the focused electron beam strictly above the movable aperture 6, so that the irradiated electrons Fine adjustment of the objective lens 4 or the intermediate lens 8 is required as the diameter of the beam changes. When using a movable diaphragm 6 with a small diameter (for example, 20 μm or less in diameter), even if the minimum 1j random circle is set at 11"l [1] exactly above the aperture, due to lens aberrations, etc. If there is a point I1 in the electron beam flux at the position of the movable aperture 6, an elliptical shadow will be generated and the field of view will be reduced. It turns out.

第8図はこのような非点の補正を行なうように構成され
た電子光学系に関する本件第3の発明の実施例を示す図
である。この図に示すように、第3図に示寸ど同41な
電子光学系による低倍率モードにおいては、非点補正装
置10及び11を設Cフでなる。非点補正装置11は、
従来の低倍率モードの電子光学系においても一般的に用
いられている非点補正装置であり、この非点補正装置1
1によって像の非点を補正するようになっている。一方
非l:a補正装置10は、低倍率モードにd3いて本発
明によって新たに作動するようにしたものであり、当該
非点補正装置10によって電子線束3の可動絞り6上で
の非点を補正するようになっている。ここで、第8図中
、点線12は、試料5より発散した散乱電子線を示す。
FIG. 8 is a diagram showing an embodiment of the third invention relating to an electron optical system configured to correct such astigmatism. As shown in this figure, in the low magnification mode using the electron optical system having the same dimensions as shown in FIG. 3, the astigmatism correction devices 10 and 11 are installed. The astigmatism correction device 11 is
This astigmatism correction device 1 is commonly used in conventional low magnification mode electron optical systems.
1 to correct image astigmatism. On the other hand, the non-l:a correction device 10 is newly activated according to the present invention in the low magnification mode d3, and the astigmatism correction device 10 corrects the astigmatism of the electron beam 3 on the movable aperture 6. It is designed to be corrected. Here, in FIG. 8, a dotted line 12 indicates a scattered electron beam diverged from the sample 5.

これにより、この発明においては、度(のII +、’
Aが7市正さ1するはかl′i f’イjく、可動絞り
Gに向(1て集中され/、= 7TfY粍i中33(二
ついても非点補I丁が41されるから、例えばこの集束
電子線の形状が朽円等になることはなく、It較的小径
の可v]絞り6を使用しても視野が狭<[することはな
くなる。
As a result, in this invention, degree (II +,'
When A is 7 correct, it is concentrated towards the movable diaphragm G. Therefore, for example, the shape of this focused electron beam will not become a round circle, and even if the aperture 6 with a relatively small diameter is used, the field of view will not become narrow.

第9図は、中間レンズ後方に設【)られた可動絞りによ
り散乱コン[〜ラストを得るようにした結像モードにお
いて、電子線束の非点補正方法を示す本件第4の発明の
実施例を示す図である。この実施例に係る電子顕微鏡は
、」ニ記第5図に示す電子光学系と同様の電子光学系か
らなり、この電子光学系の中に非点補正装置101及び
111を設けて成る。これらの非点補正装置101及び
111は、それぞれ上記第3の発明におけろ非点補正装
置10.11と同様の機能を有し、非点補正装置101
によって電子線束3の可動絞り6上での非点を補正し、
非点補正装置111によって像の非点を補正するように
なっている。このため、本発明の電子顕微鏡においても
像の非点補正がなされるばかV) T、”/r(、電子
線束の非点補正も行なわれ、可11+較り6の上に電子
線束を集束させた場合、最/Is ff1i乱円が11
動絞り6の孔からはみ出して視野が狭<<’にるという
ことはなくなる。この発明におけるような電子光学系を
有している電子顕微鏡に対しては、結像の非点補正装置
111は試料により11(乱されずに透過した電子線束
3の集束点G付近に、また電子線束の非点補正装置10
1は散乱電子線12の集束点11付近に設置するのが好
ましい。
FIG. 9 shows an embodiment of the fourth invention showing a method for astigmatism correction of an electron beam in an imaging mode in which scatter contrast is obtained by a movable diaphragm installed behind an intermediate lens. FIG. The electron microscope according to this embodiment consists of an electron optical system similar to the electron optical system shown in FIG. These astigmatism correction devices 101 and 111 have the same functions as the astigmatism correction devices 10.11 in the third invention, respectively.
The astigmatism of the electron beam bundle 3 on the movable aperture 6 is corrected by
The astigmatism of the image is corrected by the astigmatism correction device 111. For this reason, even in the electron microscope of the present invention, astigmatism correction of the image is performed. If the maximum /Is ff1i random circle is 11
There is no longer a problem that the field of view becomes narrow due to protruding from the hole of the dynamic diaphragm 6. For an electron microscope having an electron optical system as in the present invention, the image forming astigmatism correction device 111 is arranged so that the image forming astigmatism correction device 111 is fixed to Electron beam astigmatism correction device 10
1 is preferably installed near the focal point 11 of the scattered electron beam 12.

尚、本発明によるこのにうな視野の改善方法は、電子顕
微鏡が、l二記可動絞り6の代りに固定絞りを用いてい
る場合にも適用することが可能である。
Note that this method of improving the field of view according to the present invention can also be applied to the case where the electron microscope uses a fixed aperture instead of the movable aperture 6.

[発明の効果] 以上説明1ノできたように本発明によれば、対物レンズ
或は中間レンズを極めて弱励磁に1ノで試料を透過した
電子線束を、可fj+絞りに集束するようにして、高コ
ントラスト像を得るようにした低倍率結像モード、或は
対物レンズを通常の励磁にして、対物レンズ後焦点面よ
り出た電子線束を、中間レンズにより、再び可動絞りに
集束するようにして高コントラスト像を得るようにした
結像モードにおいて、集束レンズの励磁に応じて電子線
を試r1に前側し、対物レンズ、中間レンズを所定の値
付近に励磁変化させることによって集束レンズ系の励磁
の変化が発生しても、試か1より発散する電子線を可動
絞りの上に集束できるようになっているから、絞りにJ
、る視野の減少を’L L!ir、又にり小径の可動絞
りを使用でき高′X1ン1〜ラスト(((Bを19るこ
とがC≧Nるどい)グ1!I!がある。
[Effects of the Invention] As explained above in Section 1, according to the present invention, the objective lens or the intermediate lens is excited very weakly, and the electron beam that has passed through the sample in 1 is focused on the fj+ aperture. , a low-magnification imaging mode to obtain a high-contrast image, or a mode in which the objective lens is normally excited and the electron beam exiting from the focal plane after the objective lens is refocused onto a movable aperture using an intermediate lens. In the imaging mode in which a high-contrast image is obtained by excitation of the focusing lens, the electron beam is directed forward to sample r1 in response to the excitation of the focusing lens, and the objective lens and intermediate lens are excited and changed to around a predetermined value, thereby changing the focusing lens system. Even if a change in excitation occurs, the divergent electron beam can be focused on the movable aperture compared to test 1, so the aperture can be
, decrease in visual field. A movable diaphragm with a small diameter can be used, and there is a high 1!I!

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はを来技術におけるλ1物レンズの励磁により後
方の可動絞りの1に電「線中を集り;さ1!るための低
倍率−T−Fの結像法を示1図でA’j <) o第2
図は、対物1ノン4゛を通常に励磁i、、対物レンズ後
焦点而よりP Ilk lノL電了線中を灼物1.ノン
ズI’G Ijにおかれた中間レンズに」;って可動絞
りの1−に再び集束するようにした従来の結像法を示I
r図、第3図は第1図と同様の結像レンズ系を持つ電子
顕微鏡おいて、対物レンズの励磁を可変することにより
試料を透過した電子線束を可動絞り一トに集束させるよ
うにした本件第1の発明の第1の実施例を示す図、第4
図は対物レンズ後方に中間レンズを設け、この中間レン
ズの励磁を可変することにより試料を透過した電子線束
を可動絞り6の上に集束させるようにした木(!1第1
の発明の第2の実施例を示す図、第5図は第2図に示し
たと同様の結像系を右づる電子顕微鏡において対物レン
ズ又は中間レンズの励1灸を可変することにより試料を
透過1)だ電子線束を可動絞り6の」に集束させる3J
:うにしIC本件第2の発明の一実施例を示す図、第6
図11木イ′1第1の発明において、集束レンズによっ
て形成されるり1:]スオーバ一点の位@7Cと試料の
照則電′了線束の径との関係を示すグラフ、第7図(1
,第3図又は第4図に示す結像レンズ系においてり[1
スA−バ一点7Gに対する、電子線束を可ffl+絞り
士に集束さ1!るための対物レンズ及び中間1ノンス゛
の励磁強さを求めるためのグラフ図であり、対物レンズ
に対しては(1)、中間レンズに対しては(2)のダイ
アグラムで示す図、第8図は第3図に示すと同様の結像
系を有する電子類微鏡において、可動絞りの上に集束さ
れる試料透過電子線兎の非点を補正するための手段を示
す本件第3の発明の一実施例を示す図、第9図は第5図
に示すと同様な結像レンズ系を有する電子顕微鏡におい
て、可動絞りの上に集束される試r1透過電子線束の非
点を補正する手段に関する本件第4の発明の一実施例を
示す図である。 1・・・集束レンズ 2・・・(集束レンズ)絞り 3.7.12・・・電子線束 4・・・対物レンズ   5・・・試F16・・・可動
絞り    8・・・中間レンズ10.101・・・非
点補正装置 (電子線束の非点補正用)
Figure 1 shows a low-magnification -T-F imaging method for concentrating the electric current at the rear movable diaphragm 1 by excitation of the λ1 object lens in the prior art. 'j <) o second
The figure shows that the objective 1 and 4 are normally excited, and the P Ilk 1 and L irradiation lines are fired from the back focus of the objective lens. A conventional imaging method is shown in which the image is focused again on the movable diaphragm 1- by an intermediate lens placed at the lens I'G Ij.
Figures 3 and 3 show an electron microscope with an imaging lens system similar to that shown in Figure 1, in which the electron beam passing through the sample is focused on a movable aperture by varying the excitation of the objective lens. Diagram showing the first embodiment of the first invention, No. 4
The figure shows a tree (!1 1st
FIG. 5 is a diagram showing a second embodiment of the invention, and FIG. 5 is an electron microscope using an imaging system similar to that shown in FIG. 1) 3J to focus the electron beam on the movable aperture 6
: Diagram showing an embodiment of the second invention of the sea urchin IC, No. 6
Fig. 11 is a graph showing the relationship between the radius formed by the focusing lens in the first invention and the diameter of the beam of illumination light of the sample and the position of one point of superposition @7C.
, in the imaging lens system shown in Fig. 3 or Fig. 4 [1
The electron beam flux for one point 7G of the bus is focused on the ffl+diaphragm 1! FIG. 8 is a graph for determining the excitation strength of the objective lens and the intermediate 1 non-sense for the objective lens, and the diagram shown in (1) for the objective lens and (2) for the intermediate lens. FIG. 3 shows a means for correcting astigmatism of a sample-transmitting electron beam focused on a movable aperture in an electronic type microscope having a similar imaging system as shown in FIG. FIG. 9, a diagram showing an embodiment, relates to a means for correcting astigmatism in a sample r1 transmission electron beam focused on a movable aperture in an electron microscope having an imaging lens system similar to that shown in FIG. It is a figure which shows one Example of this invention 4th. 1...Focusing lens 2...(Focusing lens) diaphragm 3.7.12...Electron beam flux 4...Objective lens 5...Test F16...Movable diaphragm 8...Intermediate lens 10. 101...Stigmatism correction device (for astigmatism correction of electron beam flux)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)低倍率において集束レンズにより電子線を試料に照
射し、試料を透過した電子線束を弱く励磁された対物レ
ンズ或いは中間レンズによって後方におかれた可動絞り
の上に集束させるようにした電子顕微鏡において、 対物レンズ或いは中間レンズの励磁を一定値の前後に可
変とすることにより集束レンズの励磁を変化させても上
記可動絞りの上に電子線束を集束できるようにしたこと
を特徴とする電子顕微鏡。 2)電子顕微鏡の対物レンズと後方の可動絞りとの間に
中間レンズを設け、対物レンズを通常の励磁に設定し、
中間レンズの励磁によって対物レンズ後焦点面により発
散した電子線束を上記可動絞りの上に再び集束させるよ
うにした電子顕微鏡において、中間レンズの励磁を一定
値の前後に可変とすることにより、集束レンズの励磁を
変化させても上記可動絞りの上に電子線束が集束するよ
うにしたことを特徴とする電子顕微鏡。 3)低倍率において集束レンズにより電子線を試料に照
射し、試料を透過した電子線束を弱く励磁された対物レ
ンズ或いは中間レンズによって後方におかれた可動絞り
の上に集束させるようにした電子顕微鏡において、試料
と上記可動絞りとの間に像の非点を補正する非点補正装
置とは別に、新たに非点補正装置を設け、可動絞り上の
電子線束の非点を補正するようにしたことを特徴とする
電子顕微鏡。 4)電子顕微鏡の対物レンズと後方の可動絞りとの間に
中間レンズを設け、対物レンズを通常の励磁に設定し、
中間レンズによって対物レンズ後焦点面より発散した電
子線束を上記可動絞りの上に再び集束するようにした電
子顕微鏡において、試料と上記可動絞りとの間に通常の
像の非点を補正する対物レンズ非点補正装置とは別に、
新たに非点補正装置を設け、可動絞り上の電子線束の非
点を補正するようにしたことを特徴とする電子顕微鏡。
[Claims] 1) A sample is irradiated with an electron beam using a focusing lens at low magnification, and the electron beam transmitted through the sample is focused onto a movable aperture placed at the rear using a weakly excited objective lens or intermediate lens. In the electron microscope, the electron beam can be focused on the movable aperture even if the excitation of the focusing lens is changed by varying the excitation of the objective lens or the intermediate lens around a constant value. An electron microscope featuring: 2) An intermediate lens is provided between the objective lens of the electron microscope and the rear movable aperture, and the objective lens is set to normal excitation.
In an electron microscope in which the electron beam diverged by the focal plane after the objective lens is refocused on the movable aperture by excitation of an intermediate lens, the focusing lens is An electron microscope characterized in that an electron beam flux is focused on the movable aperture even when the excitation of the movable aperture is changed. 3) An electron microscope in which a sample is irradiated with an electron beam using a focusing lens at low magnification, and the electron beam transmitted through the sample is focused onto a movable aperture placed at the rear using a weakly excited objective lens or intermediate lens. In addition to the astigmatism correction device that corrects the astigmatism of the image between the sample and the movable aperture, a new astigmatism correction device was installed to correct the astigmatism of the electron beam on the movable aperture. An electron microscope characterized by: 4) An intermediate lens is provided between the objective lens of the electron microscope and the rear movable aperture, and the objective lens is set to normal excitation.
An objective lens for correcting astigmatism in a normal image between a sample and the movable aperture in an electron microscope in which an electron beam diverged from a focal plane after the objective lens is refocused onto the movable aperture by an intermediate lens. Apart from the astigmatism correction device,
An electron microscope characterized in that a stigma correction device is newly provided to correct stigma of an electron beam flux on a movable aperture.
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