JPS6257062B2 - - Google Patents
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- JPS6257062B2 JPS6257062B2 JP56004108A JP410881A JPS6257062B2 JP S6257062 B2 JPS6257062 B2 JP S6257062B2 JP 56004108 A JP56004108 A JP 56004108A JP 410881 A JP410881 A JP 410881A JP S6257062 B2 JPS6257062 B2 JP S6257062B2
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- Japan
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- yoke
- pole piece
- magnetic pole
- lens
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- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 25
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
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- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
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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
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/10—Lenses
- H01J37/14—Lenses magnetic
- H01J37/141—Electromagnetic lenses
-
- 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
- H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明はワーキングデイスタンスを大幅に可変
とする走査電子顕微鏡における対物レンズに関す
る。
とする走査電子顕微鏡における対物レンズに関す
る。
［従来の技術］
走査電子顕微鏡においては、試料の観察目的に
応じてワーキングデイスタンスWDが変えられ
る。即ち、例えば試料のＸ線分析を行なう場合や
焦点距離の深い観察を行なう場合には、ワーキン
グデイスタンスを大きくし、一方高分解能の２次
電子像を観察したいときには対物レンズの焦点距
離を短く、つまりワーキングデイスタンスを小さ
くする必要がある。
応じてワーキングデイスタンスWDが変えられ
る。即ち、例えば試料のＸ線分析を行なう場合や
焦点距離の深い観察を行なう場合には、ワーキン
グデイスタンスを大きくし、一方高分解能の２次
電子像を観察したいときには対物レンズの焦点距
離を短く、つまりワーキングデイスタンスを小さ
くする必要がある。
第７図は従来の走査電子顕微鏡における対物レ
ンズの構造を示す断面図で、１はレンズヨークで
あり、レンズヨーク１は内筒ヨーク部１ａ、上側
ヨーク部１ｂ及び外筒ヨーク部１ｃとより成る。
この対物レンズは更に励磁コイル２及び上磁極片
３、下磁極片４から成り、上、下磁極間隙内にレ
ンズ磁場を形成し、それにより電子線を集束す
る。５はワーキングデイスタンスが大きい場合の
試料、６はワーキングデイスタンスが小さい場合
の試料を示している。このようなレンズにおい
て、試料を５から６の位置に変えてワーキングデ
イスタンスを大きくした場合（その逆でも良
い）、励磁コイル２に供給する電流を調整すれ
ば、試料６上にフオーカスの合つた電子線を照射
できる。
ンズの構造を示す断面図で、１はレンズヨークで
あり、レンズヨーク１は内筒ヨーク部１ａ、上側
ヨーク部１ｂ及び外筒ヨーク部１ｃとより成る。
この対物レンズは更に励磁コイル２及び上磁極片
３、下磁極片４から成り、上、下磁極間隙内にレ
ンズ磁場を形成し、それにより電子線を集束す
る。５はワーキングデイスタンスが大きい場合の
試料、６はワーキングデイスタンスが小さい場合
の試料を示している。このようなレンズにおい
て、試料を５から６の位置に変えてワーキングデ
イスタンスを大きくした場合（その逆でも良
い）、励磁コイル２に供給する電流を調整すれ
ば、試料６上にフオーカスの合つた電子線を照射
できる。
［発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、上記レンズは球面収差係数Cs
をそれ程小さくできず、ワーキングデイスタンス
WDを零にしても10mm以下の球面収差係数を得る
ことはできなかつた。従つて、充分に高い分解能
の走査像を得ることはできない。そこでCsを小
さくするために試料を対物レンズの磁極間隙内に
置き、該レンズを強励磁にして使用する装置もあ
るが、狭隘な空間に挿入する関係上、試料の大き
さに制限があり、且つ試料の位置制御（移動、回
転及び傾斜）に困難性を伴う欠点がある。
をそれ程小さくできず、ワーキングデイスタンス
WDを零にしても10mm以下の球面収差係数を得る
ことはできなかつた。従つて、充分に高い分解能
の走査像を得ることはできない。そこでCsを小
さくするために試料を対物レンズの磁極間隙内に
置き、該レンズを強励磁にして使用する装置もあ
るが、狭隘な空間に挿入する関係上、試料の大き
さに制限があり、且つ試料の位置制御（移動、回
転及び傾斜）に困難性を伴う欠点がある。
本発明は上記の欠点を解決し、試料を対物レン
ズの磁極間隙内にではなく、対物レンズの下磁極
片の下方に配置するようにした走査電子顕微鏡用
対物レンズにおいて、ワーキングデイスタンスが
短い場合と長い場合の双方の場合において、球面
収差係数を従来より小さくすることのできる走査
電子顕微鏡用対物レンズを提供することを目的と
している。
ズの磁極間隙内にではなく、対物レンズの下磁極
片の下方に配置するようにした走査電子顕微鏡用
対物レンズにおいて、ワーキングデイスタンスが
短い場合と長い場合の双方の場合において、球面
収差係数を従来より小さくすることのできる走査
電子顕微鏡用対物レンズを提供することを目的と
している。
［問題点を解決するための手段］
そのため本発明は、レンズヨーク１と、励磁コ
イル２と、前記レンズヨークの両端部に形成され
る上下磁極片３，４とを有し、前記レンズヨーク
１は少なくとも上側ヨーク部１ｂと外筒ヨーク部
１ｃを有すると共に外筒ヨーク部１に接続された
下磁極片４が下側に突出した構造のレンズであつ
て、該下磁極片４の下方に試料５，６を配置する
ようにした対物レンズにおいて、その上端が前記
上側ヨーク部１ｂと一体化された付加ヨーク７を
前記外筒ヨーク部１ｃの外側に設けてその端部に
第３の磁極片８を形成し、該第３の磁極片８と前
記下磁極片４との間に磁場を形成するための第２
の励磁コイル９を前記外筒ヨーク部１ｃの外側に
巻回して設け、前記励磁コイル２と該第２の励磁
コイル９への励磁電流の供給を互いに独立に制御
するための手段を備えたことを特徴としている。
イル２と、前記レンズヨークの両端部に形成され
る上下磁極片３，４とを有し、前記レンズヨーク
１は少なくとも上側ヨーク部１ｂと外筒ヨーク部
１ｃを有すると共に外筒ヨーク部１に接続された
下磁極片４が下側に突出した構造のレンズであつ
て、該下磁極片４の下方に試料５，６を配置する
ようにした対物レンズにおいて、その上端が前記
上側ヨーク部１ｂと一体化された付加ヨーク７を
前記外筒ヨーク部１ｃの外側に設けてその端部に
第３の磁極片８を形成し、該第３の磁極片８と前
記下磁極片４との間に磁場を形成するための第２
の励磁コイル９を前記外筒ヨーク部１ｃの外側に
巻回して設け、前記励磁コイル２と該第２の励磁
コイル９への励磁電流の供給を互いに独立に制御
するための手段を備えたことを特徴としている。
［実施例］
以下、図面に基づき本発明の実施例を詳述す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図であ
り、第７図と同一の構成要素については同一符号
を付している。
り、第７図と同一の構成要素については同一符号
を付している。
第１図において、７は前記外筒ヨーク部１ｃの
外側を包囲するように設けられた付加ヨークを示
しており、ヨーク７の上端は前記上側ヨーク部１
ｂと一体化されている。該ヨーク７の下端には第
３の磁極片８が形成されている。９は第２の励磁
コイルを示しており、第２の励磁コイル９は前記
外筒ヨーク部１ｃの外側、即ちこの実施例の場合
には外筒ヨーク部１ｃとヨーク７との間に巻回さ
れており、それにより前記下磁極片４と第３の磁
極片８との間にはレンズ磁界が形成できるように
なつている。前記励磁コイル２の第２の励磁コイ
ル９には図示外の直流電源より励磁電流が供給さ
れるわけであるが、いずれか一方のみ選択して励
磁したり、両方同時に励磁することが可能に構成
されている。
外側を包囲するように設けられた付加ヨークを示
しており、ヨーク７の上端は前記上側ヨーク部１
ｂと一体化されている。該ヨーク７の下端には第
３の磁極片８が形成されている。９は第２の励磁
コイルを示しており、第２の励磁コイル９は前記
外筒ヨーク部１ｃの外側、即ちこの実施例の場合
には外筒ヨーク部１ｃとヨーク７との間に巻回さ
れており、それにより前記下磁極片４と第３の磁
極片８との間にはレンズ磁界が形成できるように
なつている。前記励磁コイル２の第２の励磁コイ
ル９には図示外の直流電源より励磁電流が供給さ
れるわけであるが、いずれか一方のみ選択して励
磁したり、両方同時に励磁することが可能に構成
されている。
以下、上述した構成の装置の動作を説明する。
第２図は比較的短いワーキングデイスタンスで
試料６を配置した場合の動作説明図であり、この
場合には励磁コイル２はオフにし、第２の励磁コ
イル９のみを励磁する。その結果、下磁極片４と
第３の磁極片８とによつて下磁極片４の下方にレ
ンズ磁界が形成され、B2に示す毎き軸上磁界分
布が得られる。この状態で試料６を下磁極片４に
近付け（ワーキングデイスタンスを小さくし）励
磁コイル９に大電流を流すと、試料がレンズ磁界
中に配置されるため球面収差係数は著しく小さく
なる。実際にワーキングデイスタンスを略零にし
たとき、球面収差係数Csを５mm以下にすること
ができる。尚、この場合、試料が磁場中に配置さ
れるので、観察できる試料は強磁界に対し、何等
の変化を生じない非磁性材例えばセラミツクスや
生物等に限られる。
試料６を配置した場合の動作説明図であり、この
場合には励磁コイル２はオフにし、第２の励磁コ
イル９のみを励磁する。その結果、下磁極片４と
第３の磁極片８とによつて下磁極片４の下方にレ
ンズ磁界が形成され、B2に示す毎き軸上磁界分
布が得られる。この状態で試料６を下磁極片４に
近付け（ワーキングデイスタンスを小さくし）励
磁コイル９に大電流を流すと、試料がレンズ磁界
中に配置されるため球面収差係数は著しく小さく
なる。実際にワーキングデイスタンスを略零にし
たとき、球面収差係数Csを５mm以下にすること
ができる。尚、この場合、試料が磁場中に配置さ
れるので、観察できる試料は強磁界に対し、何等
の変化を生じない非磁性材例えばセラミツクスや
生物等に限られる。
第３図は例えばＸ線取り出し角を高くするた
め、ワーキングデイスタンスを比較的長くとつて
試料５を配置した場合の動作説明図である。この
場合には、二つの励磁コイル２及び９を共に励磁
する。その結果、下磁極片４の上下にレンズ磁界
が発生し、軸上磁場分布はB3に示す如く、その
半値幅が非常に広くなる。特開昭54−133069号に
開示されているように、ワーキングデイスタンス
が長い場合には、レンズ磁界の半値幅が比較的長
い方が球面収差係数を小さくできるため、球面収
差係数を従来より著しく小さくすることができ
る。
め、ワーキングデイスタンスを比較的長くとつて
試料５を配置した場合の動作説明図である。この
場合には、二つの励磁コイル２及び９を共に励磁
する。その結果、下磁極片４の上下にレンズ磁界
が発生し、軸上磁場分布はB3に示す如く、その
半値幅が非常に広くなる。特開昭54−133069号に
開示されているように、ワーキングデイスタンス
が長い場合には、レンズ磁界の半値幅が比較的長
い方が球面収差係数を小さくできるため、球面収
差係数を従来より著しく小さくすることができ
る。
尚、第４図に示すように励磁コイル２のみを励
磁（９はオフ）した場合、磁場は磁極片３と４の
間に略集中し、B1に示す毎き軸上磁場分布とな
る。このような励磁状態でワーキングデイスタン
スを長くして試料５を配置すれば、球面収差係数
は小さくできないが、下側磁極片４の下方への磁
界の張り出しは非常に少ないので、磁性試料等、
磁場の印加を嫌うような試料の観察が可能であ
り、従来の特性を損うことはない。
磁（９はオフ）した場合、磁場は磁極片３と４の
間に略集中し、B1に示す毎き軸上磁場分布とな
る。このような励磁状態でワーキングデイスタン
スを長くして試料５を配置すれば、球面収差係数
は小さくできないが、下側磁極片４の下方への磁
界の張り出しは非常に少ないので、磁性試料等、
磁場の印加を嫌うような試料の観察が可能であ
り、従来の特性を損うことはない。
第５図及び第６図は夫々本発明の他の実施例を
示すもので、第５図及び第６図においては第１図
と同一の構成要素に対しては同一符号を付してい
る。
示すもので、第５図及び第６図においては第１図
と同一の構成要素に対しては同一符号を付してい
る。
第５図の実施例においては、内筒ヨーク部１ａ
が短くされている。
が短くされている。
又、第６図の実施例においては、上側ヨーク部
１ｂに直接上磁極片３が形成されていると共に、
付加ヨーク７が短くされている。
１ｂに直接上磁極片３が形成されていると共に、
付加ヨーク７が短くされている。
これら両実施例の場合にも、第１図に示した実
施例と同様の効果を達成することができる。
施例と同様の効果を達成することができる。
［発明の効果］
上述した説明から明らかなように、本発明によ
れば、試料の挿脱や傾斜に有利なように試料を対
物レンズの下磁極片の下方に配置するようにした
走査電子顕微鏡用対物レンズにおいて、ワーキン
グデイスタンスが短い場合と長い場合の双方の場
合において、球面収差係数を従来より小さくする
ことができ、それにより双方の場合において分解
能の向上した像を観察することのできる走査電子
顕微鏡用対物レンズが提供される。
れば、試料の挿脱や傾斜に有利なように試料を対
物レンズの下磁極片の下方に配置するようにした
走査電子顕微鏡用対物レンズにおいて、ワーキン
グデイスタンスが短い場合と長い場合の双方の場
合において、球面収差係数を従来より小さくする
ことができ、それにより双方の場合において分解
能の向上した像を観察することのできる走査電子
顕微鏡用対物レンズが提供される。
第１図は本発明の一実施例を示すための図、第
２図、第３図、第４図は第１図に示した実施例に
掛る走査電子顕微鏡用対物レンズの動作を説明す
るための図、第５図は本発明の他の実施例を示す
ための図、第６図は本発明の更に他の一実施例を
示すための図、第７図は従来の走査電子顕微鏡用
対物レンズを説明するための図である。 １：ヨーク、１ａ：内筒ヨーク部、１ｂ：上側
ヨーク部、１ｃ：外筒ヨーク部、２：励磁コイ
ル、３：上磁極片、４：下磁極片、５，６：試
料、７：付加ヨーク、８：第３の磁極片、９：第
２の励磁コイル。
２図、第３図、第４図は第１図に示した実施例に
掛る走査電子顕微鏡用対物レンズの動作を説明す
るための図、第５図は本発明の他の実施例を示す
ための図、第６図は本発明の更に他の一実施例を
示すための図、第７図は従来の走査電子顕微鏡用
対物レンズを説明するための図である。 １：ヨーク、１ａ：内筒ヨーク部、１ｂ：上側
ヨーク部、１ｃ：外筒ヨーク部、２：励磁コイ
ル、３：上磁極片、４：下磁極片、５，６：試
料、７：付加ヨーク、８：第３の磁極片、９：第
２の励磁コイル。
Claims (1)
- １ レンズヨーク１と、励磁コイル２と、前記レ
ンズヨークの両端部に形成される上下磁極片３，
４とを有し、前記レンズヨーク１は少なくとも上
側ヨーク部１ｂと外筒ヨーク部１ｃを有すると共
に外筒ヨーク部１に接続された下磁極片４が下側
に突出した構造のレンズであつて、該下磁極片４
の下方に試料５，６を配置するようにした対物レ
ンズにおいて、その上端が前記上側ヨーク部１ｂ
と一体化された付加ヨーク７を前記外筒ヨーク部
１ｃの外側に設けてその端部に第３の磁極片８を
形成し、該第３の磁極片８と前記下磁極片４との
間に磁場を形成するための第２の励磁コイル９を
前記外筒ヨーク部１ｃの外側に巻回して設け、前
記励磁コイル２と該第２の励磁コイル９への励磁
電流の供給を互いに独立に制御するための手段を
備えたことを特徴とする走査電子顕微鏡用対物レ
ンズ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56004108A JPS57118357A (en) | 1981-01-14 | 1981-01-14 | Objective lens for scan type electron microscope |
| US06/338,622 US4419581A (en) | 1981-01-14 | 1982-01-11 | Magnetic objective lens for use in a scanning electron microscope |
| FR8200443A FR2498011A1 (fr) | 1981-01-14 | 1982-01-13 | Objectif magnetique a utiliser dans un microscope electronique a balayage |
| GB8201031A GB2092365B (en) | 1981-01-14 | 1982-01-14 | Electron lens with three magnetic polepieces |
| KR8200138A KR900003907B1 (en) | 1981-01-14 | 1982-01-14 | Magnetic objective lens for use in a scaning electron microscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56004108A JPS57118357A (en) | 1981-01-14 | 1981-01-14 | Objective lens for scan type electron microscope |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57118357A JPS57118357A (en) | 1982-07-23 |
| JPS6257062B2 true JPS6257062B2 (ja) | 1987-11-28 |
Family
ID=11575589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56004108A Granted JPS57118357A (en) | 1981-01-14 | 1981-01-14 | Objective lens for scan type electron microscope |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4419581A (ja) |
| JP (1) | JPS57118357A (ja) |
| KR (1) | KR900003907B1 (ja) |
| FR (1) | FR2498011A1 (ja) |
| GB (1) | GB2092365B (ja) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE3786588D1 (de) * | 1986-04-24 | 1993-08-26 | Integrated Circuit Testing | Elektrostatisch-magnetische-linse fuer korpuskularstrahlgeraete. |
| FR2644930B1 (fr) * | 1989-03-21 | 1996-04-26 | Cameca | Lentille electromagnetique composite a focale variable |
| US5063296A (en) * | 1990-05-31 | 1991-11-05 | Shimadzu Corporation | Electron-optical system for making a pseudoparallel micro electron-beam |
| US5563415A (en) * | 1995-06-07 | 1996-10-08 | Arch Development Corporation | Magnetic lens apparatus for a low-voltage high-resolution electron microscope |
| JP3715992B2 (ja) * | 1996-09-24 | 2005-11-16 | 株式会社日立製作所 | 荷電粒子線照射装置 |
| US5729022A (en) * | 1996-09-26 | 1998-03-17 | Etec Systems, Inc. | Composite concentric-gap magnetic lens and deflector with conical pole pieces |
| EP0910108B1 (de) * | 1997-09-29 | 2004-11-24 | Advantest Corporation | Elektronenstrahl-Linse |
| GB9807592D0 (en) * | 1998-04-08 | 1998-06-10 | Shimadzu Res Lab Europe Ltd | Magnetic immersion lenses |
| US6362486B1 (en) * | 1998-11-12 | 2002-03-26 | Schlumberger Technologies, Inc. | Magnetic lens for focusing a charged particle beam |
| EP1120809B1 (en) * | 2000-01-27 | 2012-02-22 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Objective lens for a charged particle beam device |
| JP2004534360A (ja) * | 2001-06-15 | 2004-11-11 | 株式会社荏原製作所 | 電子線装置及びその電子線装置を用いたデバイスの製造方法 |
| JP3968334B2 (ja) * | 2002-09-11 | 2007-08-29 | 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照射方法 |
| CN102709143B (zh) | 2003-09-05 | 2016-03-09 | 卡尔蔡司Smt有限责任公司 | 电子光学排布结构、多电子分束检验系统和方法 |
| EP2270834B9 (en) * | 2005-09-06 | 2013-07-10 | Carl Zeiss SMT GmbH | Particle-optical component |
| KR20140061480A (ko) | 2005-11-28 | 2014-05-21 | 칼 짜이스 에스엠테 게엠베하 | 입자 광학 구성요소 |
| EP2019414B1 (en) * | 2007-07-27 | 2010-06-30 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Magnetic lens assembly |
| CN102148122B (zh) * | 2011-02-16 | 2012-07-18 | 北京航空航天大学 | 应用于透射电子显微镜的层叠式低像差会聚小透镜 |
| JP2014041733A (ja) * | 2012-08-22 | 2014-03-06 | Hitachi High-Technologies Corp | 荷電粒子線装置 |
| TWI502616B (zh) * | 2014-08-08 | 2015-10-01 | Nat Univ Tsing Hua | 桌上型電子顯微鏡以及其廣域可調式磁透鏡 |
| JP6814282B2 (ja) * | 2017-03-29 | 2021-01-13 | 株式会社日立ハイテク | 荷電粒子線装置 |
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Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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