JPH02148548A - 電磁型対物レンズ及び漏洩磁束消滅方法 - Google Patents
電磁型対物レンズ及び漏洩磁束消滅方法Info
- Publication number
- JPH02148548A JPH02148548A JP63256647A JP25664788A JPH02148548A JP H02148548 A JPH02148548 A JP H02148548A JP 63256647 A JP63256647 A JP 63256647A JP 25664788 A JP25664788 A JP 25664788A JP H02148548 A JPH02148548 A JP H02148548A
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- JP
- Japan
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- coil current
- magnetic flux
- coil
- lower pole
- leakage magnetic
- Prior art date
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- Electron Sources, Ion Sources (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】
（産業上の利用分野）
本発明は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）やオージェ電子
顕微鏡（ＳＡＭ）に使用される電子ビーム装置に備えら
れた電磁型対物レンズ及び磁束漏洩消滅方法に間するも
のである。
顕微鏡（ＳＡＭ）に使用される電子ビーム装置に備えら
れた電磁型対物レンズ及び磁束漏洩消滅方法に間するも
のである。
（従来の技術）
第３図は、従来の電磁型対物レンズを示している。１は
コイル、２は上極、３は下極、４はヨーク、５は試料、
７はコイル電流制御電源である。
コイル、２は上極、３は下極、４はヨーク、５は試料、
７はコイル電流制御電源である。
そして、コイル電流制御型Ｒ７によりコイル１に励磁電
流を流し、磁束を発生させる。その磁束は、ヨーク４、
上極２、下極３を通り、上極２と下極３の間のギャップ
９に軸対称に集中することによって、当該電磁型対物レ
ンズはレンズ作用を持つようにしている。
流を流し、磁束を発生させる。その磁束は、ヨーク４、
上極２、下極３を通り、上極２と下極３の間のギャップ
９に軸対称に集中することによって、当該電磁型対物レ
ンズはレンズ作用を持つようにしている。
（本発明により解決しようとする問題点）しかしながら
、コイル電流制御電源７からのコイル電流をＯから上げ
ていくと、上極２と下極３との間のギャップ９の磁束密
度（磁界強度）は、コイル電流に比例して大きくなり、
上記ギャップ９からの漏洩する磁束もこれに比例して大
きくなる。そして、第４図に示すように、下極３の中心
部に設けた六８を介して漏洩磁束１０が試料５方向へ漏
れてしまう。
、コイル電流制御電源７からのコイル電流をＯから上げ
ていくと、上極２と下極３との間のギャップ９の磁束密
度（磁界強度）は、コイル電流に比例して大きくなり、
上記ギャップ９からの漏洩する磁束もこれに比例して大
きくなる。そして、第４図に示すように、下極３の中心
部に設けた六８を介して漏洩磁束１０が試料５方向へ漏
れてしまう。
この点については、コイル電流１００ｍＡを通電したと
き、ギャップ９の磁束密度は３にガウスの値を示し、上
記レンズ外に漏れた漏洩磁束は１ガウス前後の値が実験
により測定することができた。そして、このような漏洩
磁束の存在により、例えば、次のような問題が生じてお
り、これらの問題に対しては有効な対策もなく放置され
ているのが現状であった。
き、ギャップ９の磁束密度は３にガウスの値を示し、上
記レンズ外に漏れた漏洩磁束は１ガウス前後の値が実験
により測定することができた。そして、このような漏洩
磁束の存在により、例えば、次のような問題が生じてお
り、これらの問題に対しては有効な対策もなく放置され
ているのが現状であった。
■走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）では、２次電子効率の低
下や磁性体試料での像の歪み。
下や磁性体試料での像の歪み。
■オージェ電子顕微鏡（ＳＡＭ）では、オージェスペク
トルの歪み（定量分析精度の低下）。
トルの歪み（定量分析精度の低下）。
（本発明の目的）
本発明の目的は、漏洩磁束を消滅させるようにした電磁
型対物レンズ及び漏洩磁束消滅方法を提供することにあ
る。
型対物レンズ及び漏洩磁束消滅方法を提供することにあ
る。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、上記目的を達成するために次のように構成さ
れている。すなわち、コイル、ヨーク、上極、下極及び
コイル制御電源により構成される電磁型対物レンズにお
いて、磁気飽和を発生しやすくするために上記下極の厚
みを、上記上極及びヨークに比べて薄くするとともに、
動作状態での必要電流量よりも大きな値まで出力できる
コイル制御電源を備える構成にしている。
れている。すなわち、コイル、ヨーク、上極、下極及び
コイル制御電源により構成される電磁型対物レンズにお
いて、磁気飽和を発生しやすくするために上記下極の厚
みを、上記上極及びヨークに比べて薄くするとともに、
動作状態での必要電流量よりも大きな値まで出力できる
コイル制御電源を備える構成にしている。
更に、当該電磁型対物レンズを使用し、予め、上極と下
極との間のギャップから漏れる漏洩磁束が減少する開始
点におけるコイル電流値と当該漏洩磁束が０となるコイ
ル電流値を測定しておき、まず、最終的に設定したいコ
イル電流量を越えて、当該コイル電流値に対応する開始
点のコイル電流量の電流を流した後、最終的に設定した
いコイル電流量まで通電量を単調減少させるようにして
漏洩磁束を消滅させるようにしている。
極との間のギャップから漏れる漏洩磁束が減少する開始
点におけるコイル電流値と当該漏洩磁束が０となるコイ
ル電流値を測定しておき、まず、最終的に設定したいコ
イル電流量を越えて、当該コイル電流値に対応する開始
点のコイル電流量の電流を流した後、最終的に設定した
いコイル電流量まで通電量を単調減少させるようにして
漏洩磁束を消滅させるようにしている。
（作用）
電磁型対物レンズを上記構成にすることによって、コイ
ル電流制御電源７からのコイル電流をＯから上げていく
と、コイル電流がある値以上となると、下極３で磁気飽
和が起こり、試料付近で逆向きの下極３による磁束１１
が発生するようになる。また、最終的に設定したいコイ
ル電流量を越えて、当該コイル電流量に対応する漏洩磁
束が減少し始める開始点のコイル電流量を供給すること
ができる。
ル電流制御電源７からのコイル電流をＯから上げていく
と、コイル電流がある値以上となると、下極３で磁気飽
和が起こり、試料付近で逆向きの下極３による磁束１１
が発生するようになる。また、最終的に設定したいコイ
ル電流量を越えて、当該コイル電流量に対応する漏洩磁
束が減少し始める開始点のコイル電流量を供給すること
ができる。
さらに、実際に使用する時、予め測定しておいた漏洩磁
束の減少開始点に一度合わせてから単調減少させて最終
的に漏洩磁束が消滅する設定値に合わせることができる
。
束の減少開始点に一度合わせてから単調減少させて最終
的に漏洩磁束が消滅する設定値に合わせることができる
。
（実施例）
第１図は、本発明の実施例に係る電磁型対物レンズを示
すものである。なお、従来と同一の構成要素については
同一符号を使用するとともに、その動作についても同様
であるのでその説明は省略する。
すものである。なお、従来と同一の構成要素については
同一符号を使用するとともに、その動作についても同様
であるのでその説明は省略する。
本発明が構成上従来と相違する点は次の通りである。す
なわち、 ■下極３の厚みを上極、ヨークに比べて薄くして比較的
磁気飽和が起こり易くしている点。
なわち、 ■下極３の厚みを上極、ヨークに比べて薄くして比較的
磁気飽和が起こり易くしている点。
■試料５の近傍に磁束測定素子６を設置した点。
■コイル電流制御電源７において、使用範囲での最大設
定値に必要な電流より大きな電流まで出力できるように
している点。
定値に必要な電流より大きな電流まで出力できるように
している点。
本実施例では、コイル電流制御電源７からのコイル電流
を０から上げていくと、上極２と下極３との間のギャッ
プ９の磁束密度は、コイル電流に比例して大きくなり、
上記ギャップ９からの漏洩する磁束もこれに比例して大
きくなり、下極３の中心部に設けた六８を介して漏洩磁
束１０が試料５方向へ漏れてしまう一方、コイル電流が
ある値以上となると、下極３で磁気飽和が起こり、試料
付近で逆向きの下極３による磁束１１が発生するように
なる。
を０から上げていくと、上極２と下極３との間のギャッ
プ９の磁束密度は、コイル電流に比例して大きくなり、
上記ギャップ９からの漏洩する磁束もこれに比例して大
きくなり、下極３の中心部に設けた六８を介して漏洩磁
束１０が試料５方向へ漏れてしまう一方、コイル電流が
ある値以上となると、下極３で磁気飽和が起こり、試料
付近で逆向きの下極３による磁束１１が発生するように
なる。
更にある程度コイル電流を上げていった後、反対にコイ
ル電流を下げていくと、上極２と下極３間のギャップ９
からの漏洩磁束１０は、コイル電流に比例して小さくな
る。しかし、一方、下極３は磁気飽和が起きているため
、いわゆるヒステリシス現象により下極３による磁束１
１はすぐに小さくならない。
ル電流を下げていくと、上極２と下極３間のギャップ９
からの漏洩磁束１０は、コイル電流に比例して小さくな
る。しかし、一方、下極３は磁気飽和が起きているため
、いわゆるヒステリシス現象により下極３による磁束１
１はすぐに小さくならない。
しかし、コイル電流を更に下げていくと、コイル電流値
が０になる以前のある電流値で、ギャップ９からの漏洩
磁束ｌＯと下極３からの磁束１１は相殺されてＯとなる
。このときギャップ９における磁束密度は、コイル電流
に応じた数値を示し、レンズ作用を果している。したが
って、漏洩磁束が０の状態を実現しながら、レンズとし
ては正常動作している。
が０になる以前のある電流値で、ギャップ９からの漏洩
磁束ｌＯと下極３からの磁束１１は相殺されてＯとなる
。このときギャップ９における磁束密度は、コイル電流
に応じた数値を示し、レンズ作用を果している。したが
って、漏洩磁束が０の状態を実現しながら、レンズとし
ては正常動作している。
この漏洩磁束１０が下極３の磁束１１によって相殺され
消滅した時のコイル電流値は、飽和領域から減少を始め
た時のコイル電流値によって決められることになる。即
ち、第２図は、漏洩磁場の大きさを縦軸に、コイル電流
を横軸とした漏洩磁束の動作曲線である。
消滅した時のコイル電流値は、飽和領域から減少を始め
た時のコイル電流値によって決められることになる。即
ち、第２図は、漏洩磁場の大きさを縦軸に、コイル電流
を横軸とした漏洩磁束の動作曲線である。
ここにおいて、０点で磁気飽和が起こり始めるが、開始
点ａのコイル電流値すについては、予め測定しておき、
漏洩磁束がＯＴ：ある状態であって、かつ任意のレンズ
強度を設定することができる。
点ａのコイル電流値すについては、予め測定しておき、
漏洩磁束がＯＴ：ある状態であって、かつ任意のレンズ
強度を設定することができる。
このようにしておけば、実際に使用する時、最終的に設
定したいコイル電流（＝レンズ強度）にＯの状態から単
調増加させて合わせるのではなく、先の動作曲線から求
めた減少開始点ａのコイル電流値に一度合わせてから単
調減少させて最終的に漏洩磁束が消滅する設定値ｄに合
わせると、この時、漏洩磁束はＯになる。
定したいコイル電流（＝レンズ強度）にＯの状態から単
調増加させて合わせるのではなく、先の動作曲線から求
めた減少開始点ａのコイル電流値に一度合わせてから単
調減少させて最終的に漏洩磁束が消滅する設定値ｄに合
わせると、この時、漏洩磁束はＯになる。
もし、設定値ｄに合わせ損なって漏洩磁束が完全にＯと
ならない場合でも、コイル電流を上記開始点ａに対応す
るコイル電流値に合わせるように設定し直せば良い。
ならない場合でも、コイル電流を上記開始点ａに対応す
るコイル電流値に合わせるように設定し直せば良い。
第３図は、幾種類か違えて使用するレンズ強度範囲に対
応して、複数の漏洩磁束がＯとなる条件、即ち減少開始
点ａ、 ｅ、 ｆ、 ｇのコイル電流値を求めた漏
洩磁束の動作曲線を示したものである。
応して、複数の漏洩磁束がＯとなる条件、即ち減少開始
点ａ、 ｅ、 ｆ、 ｇのコイル電流値を求めた漏
洩磁束の動作曲線を示したものである。
次に本実施例に係る電磁型対物レンズを使用して行った
実験例を示す。
実験例を示す。
（実験例）
コイル電流が１００ｍＡ程度から漏洩磁束は、＋０．９
ガウスとなり、磁気飽和し始めた。しかし、ギャップ９
の磁束密度は、５００ｍＡ以上まで略コイル電流に比例
して増加した。そこで、２００ｍＡのコイル電流の時に
漏洩磁束を０とするように本発明に従って設定を行った
。
ガウスとなり、磁気飽和し始めた。しかし、ギャップ９
の磁束密度は、５００ｍＡ以上まで略コイル電流に比例
して増加した。そこで、２００ｍＡのコイル電流の時に
漏洩磁束を０とするように本発明に従って設定を行った
。
まず、コイル電流を４００ｍＡまで上げて漏洩磁束が＋
２．３ガウスとなった後に、コイルｔＫを２００ｍＡま
で下げると、漏洩磁束は＋０．１ガウスとなった。
２．３ガウスとなった後に、コイルｔＫを２００ｍＡま
で下げると、漏洩磁束は＋０．１ガウスとなった。
一方、従来のようにコイル電流を０から単調増加させた
場合は、２００ｍＡで＋１．５ガウスとなるので本発明
の場合と比較すると、１／１０以下に漏洩磁束が減少し
たことになる。
場合は、２００ｍＡで＋１．５ガウスとなるので本発明
の場合と比較すると、１／１０以下に漏洩磁束が減少し
たことになる。
なお、コイル電流を３００ｍＡまで上げてから２００ｍ
Ａにもどした場合は、＋０．４ガウスとなり、減少開始
点が適当でなかったことが示された。
Ａにもどした場合は、＋０．４ガウスとなり、減少開始
点が適当でなかったことが示された。
なお、本実施例では、磁束密度測定素子６を試料５近傍
に設置したが、最初に動作曲線を求めた後は取り外して
も良い。また、−旦、動作曲線を求めておけば同一形状
の装置であれば、装置毎に動作曲線を求める必要はなく
、そのデータをそのまま使用できる。
に設置したが、最初に動作曲線を求めた後は取り外して
も良い。また、−旦、動作曲線を求めておけば同一形状
の装置であれば、装置毎に動作曲線を求める必要はなく
、そのデータをそのまま使用できる。
下極３の厚み、コイル電流制御電源７の電流の余裕につ
いても固定された値はなく、互いにカバーしあう関係で
あるので、かなりの範囲で任意に選ぶことができる。
いても固定された値はなく、互いにカバーしあう関係で
あるので、かなりの範囲で任意に選ぶことができる。
（考案の効果）
請求項１．２によれば、電磁型対物レンズにおいて漏洩
磁束を消滅させることができ、高精度な観察、分析が可
能となる。
磁束を消滅させることができ、高精度な観察、分析が可
能となる。
第１図は本発明の実施例を示した電磁型対物レンズの概
略断面図、第２図は漏洩磁束の動作曲線を示した図、第
３図は、複数のコイル電流開始点を示した漏洩磁束の動
作曲線、第４図は従来の電磁型対物レンズを示した概略
断面図である。 １・・・コイル、２・・・上極、３・・・下極、４・・
・ヨーク、５・パ・試料、６・・・磁束密度洞定素子、
７・・・コイル制御電源、９・・・ギャップ、１０・・
・漏洩磁束、１１・・・下極からの磁束。 才１口 特許出願人 日電アネルバ株式会社 代理人 弁理士 村上 健次 才３回 才４図 第２図
略断面図、第２図は漏洩磁束の動作曲線を示した図、第
３図は、複数のコイル電流開始点を示した漏洩磁束の動
作曲線、第４図は従来の電磁型対物レンズを示した概略
断面図である。 １・・・コイル、２・・・上極、３・・・下極、４・・
・ヨーク、５・パ・試料、６・・・磁束密度洞定素子、
７・・・コイル制御電源、９・・・ギャップ、１０・・
・漏洩磁束、１１・・・下極からの磁束。 才１口 特許出願人 日電アネルバ株式会社 代理人 弁理士 村上 健次 才３回 才４図 第２図
Claims (2)
- （１）コイル、ヨーク、上極、下極及びコイル制御電源
により構成される電磁型対物レンズにおいて、磁気飽和
を発生しやすくするために上記下極の厚みを、上記上極
及びヨークに比べて薄くするとともに、動作状態での必
要電流量よりも大きな値まで出力できるコイル制御電源
を備える構成にしたことを特徴とする電磁型対物レンズ
。 - （２）予め、上極と下極との間のギャップから漏れる漏
洩磁束が減少する開始点におけるコイル電流値と当該漏
洩磁束が０となるコイル電流値を測定しておき、まず、
最終的に設定したいコイル電流量を越えて、当該コイル
電流量に対応する開始点のコイル電流量の電流を流した
後、最終的に設定したいコイル電流量まで通電量を単調
減少させるようにして漏洩磁束を消滅させるようにした
ことを特徴とする漏洩磁束消滅方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63256647A JPH02148548A (ja) | 1988-10-12 | 1988-10-12 | 電磁型対物レンズ及び漏洩磁束消滅方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63256647A JPH02148548A (ja) | 1988-10-12 | 1988-10-12 | 電磁型対物レンズ及び漏洩磁束消滅方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02148548A true JPH02148548A (ja) | 1990-06-07 |
| JPH0587934B2 JPH0587934B2 (ja) | 1993-12-20 |
Family
ID=17295515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63256647A Granted JPH02148548A (ja) | 1988-10-12 | 1988-10-12 | 電磁型対物レンズ及び漏洩磁束消滅方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02148548A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0613009A (ja) * | 1993-04-26 | 1994-01-21 | Hitachi Ltd | 走査形電子顕微鏡 |
| JP2015149203A (ja) * | 2014-02-07 | 2015-08-20 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子ビーム装置 |
-
1988
- 1988-10-12 JP JP63256647A patent/JPH02148548A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0613009A (ja) * | 1993-04-26 | 1994-01-21 | Hitachi Ltd | 走査形電子顕微鏡 |
| JP2015149203A (ja) * | 2014-02-07 | 2015-08-20 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子ビーム装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0587934B2 (ja) | 1993-12-20 |
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