JPH03138841A - 走査形電子顕微鏡 - Google Patents
走査形電子顕微鏡Info
- Publication number
- JPH03138841A JPH03138841A JP1275708A JP27570889A JPH03138841A JP H03138841 A JPH03138841 A JP H03138841A JP 1275708 A JP1275708 A JP 1275708A JP 27570889 A JP27570889 A JP 27570889A JP H03138841 A JPH03138841 A JP H03138841A
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- Japan
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- lens
- condenser lens
- electron microscope
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- observation device
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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、走査形電子顕微鏡に関し、特に第２コンデン
サーレンズを固定の永久磁石レンズで構成したことを特
徴とする走査形電子顕微鏡に関する。
サーレンズを固定の永久磁石レンズで構成したことを特
徴とする走査形電子顕微鏡に関する。
従来の走査形電子顕微鏡は一般に第１．第２コンデンサ
ーレンズ及び対物レンズが、いずれも電磁レンズで構成
されていた。
ーレンズ及び対物レンズが、いずれも電磁レンズで構成
されていた。
このような走査形電子顕微鏡は第２図に示すものであり
、性能的には良いが、コスト的に高い。
、性能的には良いが、コスト的に高い。
コスト的に有利な永久磁石を利用したもの自体は公知で
あり１例えば特開昭５１−１０５７６４号公報中にその
例が記載されている。
あり１例えば特開昭５１−１０５７６４号公報中にその
例が記載されている。
第２図は従来最も一般的な走査形電子顕微鏡の構成をＭ
Ｉ１１８に示したものである。電子銃１より放出された
電子ビームは、図中の矢印のように進み、第１コンデン
サーレンズ２、第２コンデンサーレンズ３、対物レンズ
４、と段階的に絞られ、試料５に照射される。ぞこで発
生した２次電子は二次電子検出器７で電気信号に変換さ
れ、増幅器（偏向制御回路を含む）１１を通してモニタ
ＣＲＴ、又はカメラ、プリンタ等の画像出力装置に出力
される。
Ｉ１１８に示したものである。電子銃１より放出された
電子ビームは、図中の矢印のように進み、第１コンデン
サーレンズ２、第２コンデンサーレンズ３、対物レンズ
４、と段階的に絞られ、試料５に照射される。ぞこで発
生した２次電子は二次電子検出器７で電気信号に変換さ
れ、増幅器（偏向制御回路を含む）１１を通してモニタ
ＣＲＴ、又はカメラ、プリンタ等の画像出力装置に出力
される。
６は偏向コイル、８，９および１０は夫々第１コンデン
サーレンズ２、第２コンデサーレンズ３および対物レン
ズ４の電源回路である。
サーレンズ２、第２コンデサーレンズ３および対物レン
ズ４の電源回路である。
ここで走査形電子顕微鏡の像をモニタＣＲＴで観察する
場合、速い走査速度、例えばテレビで走査することが好
ましい。しかしこの場合、電子ビーム電流を大とし信号
量を多くしないと、画面がざらついた像となる。また１
画像を記録する場合には、スロースキャン（遅い走査速
度）でビーム電流を小さくすることで、解像度の良い画
像が得られる。このようなビーム電流の切換は、第１コ
ンデンサーレンズ２の電流を切換えることによって可能
であり、加速電圧を固定した簡易型の走査形電子顕微鏡
では、第２コンデンサーレンズの電流は変更する必要が
ない。
場合、速い走査速度、例えばテレビで走査することが好
ましい。しかしこの場合、電子ビーム電流を大とし信号
量を多くしないと、画面がざらついた像となる。また１
画像を記録する場合には、スロースキャン（遅い走査速
度）でビーム電流を小さくすることで、解像度の良い画
像が得られる。このようなビーム電流の切換は、第１コ
ンデンサーレンズ２の電流を切換えることによって可能
であり、加速電圧を固定した簡易型の走査形電子顕微鏡
では、第２コンデンサーレンズの電流は変更する必要が
ない。
しかしながら、このような走査型電子顕微鏡では第１コ
ンデンサーレンズ、第２コンデンサーレンズは、はぼ同
じ構成の電磁レンズが使用されており、各電磁レンズご
とにそれを駆動するための回路、電源が必要であり、装
置の構成が複雑になるという問題や、電磁レンズ自体の
価格も高価であるという問題があった。
ンデンサーレンズ、第２コンデンサーレンズは、はぼ同
じ構成の電磁レンズが使用されており、各電磁レンズご
とにそれを駆動するための回路、電源が必要であり、装
置の構成が複雑になるという問題や、電磁レンズ自体の
価格も高価であるという問題があった。
又、永久磁石を使用した走査形電子顕微鏡は極めて単純
な機能のものに限られ、上述したような、走査速度を変
えて、ａｍ目的に応じた観察等は望むべくもなかった。
な機能のものに限られ、上述したような、走査速度を変
えて、ａｍ目的に応じた観察等は望むべくもなかった。
本発明の目的は、装置の構成を単純化してコストダウン
を計ると共に、走査速度を変え観察目的に応じた操作を
簡易にすることができる走査形電子顕微鏡を提供するこ
とにある。
を計ると共に、走査速度を変え観察目的に応じた操作を
簡易にすることができる走査形電子顕微鏡を提供するこ
とにある。
上記目的を達成するために、本発明においては、第２コ
ンデンサーレンズを、永久磁石を用いたレンズで構成し
、第２コンデンサーレンズ全体を真空中に配置するよう
に構成した。
ンデンサーレンズを、永久磁石を用いたレンズで構成し
、第２コンデンサーレンズ全体を真空中に配置するよう
に構成した。
同時に走査速度の違いによる観察装置の切換に対応した
、光学系の切換えは、第１コンデンサーレンズおよび対
物レンズによって行うように構成した。
、光学系の切換えは、第１コンデンサーレンズおよび対
物レンズによって行うように構成した。
第２コンデンサーレンズを永久磁石を用いたレンズとし
たことにより、電磁レンズに必要だった電源回路が不要
となる。さらに走査速度の異なる観察装置の切換に対応
して、第１コンデンサーレンズは、その明るさを連動し
て調整し、それによって生ずる焦点距離の変化は対物レ
ンズが、試料に焦点を結ぶよう連動又はマニュアルで調
整する。
たことにより、電磁レンズに必要だった電源回路が不要
となる。さらに走査速度の異なる観察装置の切換に対応
して、第１コンデンサーレンズは、その明るさを連動し
て調整し、それによって生ずる焦点距離の変化は対物レ
ンズが、試料に焦点を結ぶよう連動又はマニュアルで調
整する。
このため、第２コンデンサーレンズに永久磁石レンズを
用いて固定にしても１機能的に低下することもなく、且
つ、コスト的に有利となる走査形電子顕微鏡を提供する
ことができる。
用いて固定にしても１機能的に低下することもなく、且
つ、コスト的に有利となる走査形電子顕微鏡を提供する
ことができる。
本発明は光学系に永久磁石レンズを用い、コスト上のメ
リットをもたせると共に、画像をｗｔ察するａｍ装置を
任意に選択し、試料に対するビーム電流（明るさ）の走
査速度が切換えられても適切に対応できるようにするた
め、コンデンサーレンズの１つは永久磁石レンズで構成
するが、他のコンデンサーレンズは電流可変とする電磁
レンズとすることにした。そこで、第１コンデンサーレ
ンズ、第２コンデンサーレンズのいずれを電磁レンズに
するか検討をしたところ次の様なことが判明した。
リットをもたせると共に、画像をｗｔ察するａｍ装置を
任意に選択し、試料に対するビーム電流（明るさ）の走
査速度が切換えられても適切に対応できるようにするた
め、コンデンサーレンズの１つは永久磁石レンズで構成
するが、他のコンデンサーレンズは電流可変とする電磁
レンズとすることにした。そこで、第１コンデンサーレ
ンズ、第２コンデンサーレンズのいずれを電磁レンズに
するか検討をしたところ次の様なことが判明した。
もし、第１コンデンサーレンズを永久磁石レンズにより
固定として、第２コンデンサーレンズにより、走査速度
の切換に応じた電子ビームの明るさの切換を行うとその
光学系は第３図のごとくなる。そして、今、明るさを決
めるビーム電流を変えるために、第２コンデンサーレン
ズの焦点距離を１０■図の点線のごとく変えると、試料
面でのピントのずれが光学系にもよるが０．１ｍｍ程度
生ずる。このずれはそれまで見えていた像の焦点が完全
にずれて見失う程のものである。
固定として、第２コンデンサーレンズにより、走査速度
の切換に応じた電子ビームの明るさの切換を行うとその
光学系は第３図のごとくなる。そして、今、明るさを決
めるビーム電流を変えるために、第２コンデンサーレン
ズの焦点距離を１０■図の点線のごとく変えると、試料
面でのピントのずれが光学系にもよるが０．１ｍｍ程度
生ずる。このずれはそれまで見えていた像の焦点が完全
にずれて見失う程のものである。
これに対し、第２コンデンサーレンズを固定し、第１コ
ンデンサーレンズの焦点距離を変え明るさを変えようと
すると、その光学系は第４図のごとくなる。第３図と同
じ条件で第１コンデンサーレンズの焦点を１０購変えて
明るさを変えても、永久磁石レンズを用いる第２コンデ
ンサーレンズの出側における焦点距離のずれはＯ，ｌａ
ｎのずれとなり、更に対物レンズで縮小された試料上の
焦点距離のずれは１μｍ程度のずれとなる。これは、第
３図の場合に比較して極めて、焦点距離のずれが小さく
、この程度のずれは、対物レンズを微調整するだけでピ
ントを合わせることが出来る。このような考察に基づい
て、本発明においては、第１コンデンサーレンズは、走
査−速度に見合って、ビームの明るさ（ビーム電流）を
変えるべく可変の電磁レンズとし、第２コンデンサーレ
ンズに永久磁石を用いることとした。
ンデンサーレンズの焦点距離を変え明るさを変えようと
すると、その光学系は第４図のごとくなる。第３図と同
じ条件で第１コンデンサーレンズの焦点を１０購変えて
明るさを変えても、永久磁石レンズを用いる第２コンデ
ンサーレンズの出側における焦点距離のずれはＯ，ｌａ
ｎのずれとなり、更に対物レンズで縮小された試料上の
焦点距離のずれは１μｍ程度のずれとなる。これは、第
３図の場合に比較して極めて、焦点距離のずれが小さく
、この程度のずれは、対物レンズを微調整するだけでピ
ントを合わせることが出来る。このような考察に基づい
て、本発明においては、第１コンデンサーレンズは、走
査−速度に見合って、ビームの明るさ（ビーム電流）を
変えるべく可変の電磁レンズとし、第２コンデンサーレ
ンズに永久磁石を用いることとした。
第１図は、以上の考察をもとに構成した本発明の走査形
電子顕微鏡の一実施例である１図において、第２図と同
一符号は同一物を示している。
電子顕微鏡の一実施例である１図において、第２図と同
一符号は同一物を示している。
１２は、第２図の第２コンデンサーレンズに対応するも
のであるが、これを永久磁石レンズで構成する。第１コ
ンデンサーレンズ２は電磁レンズを用い、その電流をス
イッチ１３により、複数段階に切換可能に構成し、モニ
タＣＲＴ、カメラ、プリンタ等のａｍ装置の違いに応じ
て偏向コイル６で行う走査の走査速度が異なるので、１
１１９装置に適した走査速度に対応するようスイッチ１
３は切換えられる。ここで増幅器１１は二次電子検出器
７からの電気信号を増幅する機能を有するものであるが
、偏向コイル６を可変の所定の走査速度で偏向制御する
回路も含んでいる。すなわち、レンズ電流大として、ビ
ーム電流が小さくなるときは、走査速度を遅くシ、レン
ズ電流が小で電子ビーム大のときは速い走査速度となる
ように設定する。
のであるが、これを永久磁石レンズで構成する。第１コ
ンデンサーレンズ２は電磁レンズを用い、その電流をス
イッチ１３により、複数段階に切換可能に構成し、モニ
タＣＲＴ、カメラ、プリンタ等のａｍ装置の違いに応じ
て偏向コイル６で行う走査の走査速度が異なるので、１
１１９装置に適した走査速度に対応するようスイッチ１
３は切換えられる。ここで増幅器１１は二次電子検出器
７からの電気信号を増幅する機能を有するものであるが
、偏向コイル６を可変の所定の走査速度で偏向制御する
回路も含んでいる。すなわち、レンズ電流大として、ビ
ーム電流が小さくなるときは、走査速度を遅くシ、レン
ズ電流が小で電子ビーム大のときは速い走査速度となる
ように設定する。
例えば、２段階の切換の場合、レンズ電流大で２０秒の
スロースキャンとし、静止画記録用のカメラ、プリンタ
等の画像記録時に使用する。レンズ電流小の場合は、テ
レビスキャンとし、モニタＣＲＴによる像のＲ察に使用
するうよう！ｇ！察装置をスイッチ１４で選択するのに
対応して、偏向コイル６の走査速度が決められ、第１コ
ンデンサーレンズ２の電流が調整される。さらにスイッ
チ１３と、スイッチ１４を連動することにより、観察時
と撮影時の切換を１つのスイッチで操作することも可能
である。
スロースキャンとし、静止画記録用のカメラ、プリンタ
等の画像記録時に使用する。レンズ電流小の場合は、テ
レビスキャンとし、モニタＣＲＴによる像のＲ察に使用
するうよう！ｇ！察装置をスイッチ１４で選択するのに
対応して、偏向コイル６の走査速度が決められ、第１コ
ンデンサーレンズ２の電流が調整される。さらにスイッ
チ１３と、スイッチ１４を連動することにより、観察時
と撮影時の切換を１つのスイッチで操作することも可能
である。
さらに、第１コンデンサーレンズ２の電流を切換えると
ビーム電流が変化するため、像の明るさ及びコントラス
トが変化する。そこで、コンデンサ電流に連動して増幅
器１１のゲインを切換えるか、又は自動画像調整を動作
させることにより、常に一定の明るさ、コントラストで
の像観察、撮影も可能となる。
ビーム電流が変化するため、像の明るさ及びコントラス
トが変化する。そこで、コンデンサ電流に連動して増幅
器１１のゲインを切換えるか、又は自動画像調整を動作
させることにより、常に一定の明るさ、コントラストで
の像観察、撮影も可能となる。
又、同時に前記第１コンデンサーレンズの電流の切換に
より試料５上に結ぶ電子ビームの焦点距離が変動するの
で、スイッチ１４を切り換えて対物レンズの電流を調整
する。この対物レンズの電流切換えは、スイッチ１４に
連動しても良いし、又、マニュアル操作しても良い。
より試料５上に結ぶ電子ビームの焦点距離が変動するの
で、スイッチ１４を切り換えて対物レンズの電流を調整
する。この対物レンズの電流切換えは、スイッチ１４に
連動しても良いし、又、マニュアル操作しても良い。
以上のごとく１本発明実施例によれば、第２コンデンサ
ーレンズに永久磁石レンズを用いるのでレンズそのもの
が安くなるのみならず、その駆動電源も不良となり、コ
スト的に非常に効果が大きい。しかも観察装置の選択に
よる走査速度の変更に応じた明るさの調整も非常に容易
に行うことができる。
ーレンズに永久磁石レンズを用いるのでレンズそのもの
が安くなるのみならず、その駆動電源も不良となり、コ
スト的に非常に効果が大きい。しかも観察装置の選択に
よる走査速度の変更に応じた明るさの調整も非常に容易
に行うことができる。
本発明は以上説明したように構成されているので、以下
に記載されるような効果を奏する。
に記載されるような効果を奏する。
第２コンデンサーレンズを永久磁石レンズとしたことに
より、従来の電磁レンズに必要だった。
より、従来の電磁レンズに必要だった。
レンズ駆動用電源回路が不要となり、コストを大幅に下
げることができる。また、観察装置に応じた明るさの調
整も容易であり、操作性の簡略化を計ることができる。
げることができる。また、観察装置に応じた明るさの調
整も容易であり、操作性の簡略化を計ることができる。
第１図は本発明の一実施例装置、第２図は本発明に関す
る従来例を示す図、第３図および第４図は、本発明の光
学系のメリットを考察し説明するための図である。 １・・・電子銃、２・・・第１コンデンサーレンズ、３
・・・第２コンデンサーレンズ、４・・・対物レンズ、
５・・・試料、６・・・偏向コイル、７・・・二次電子
検出器、８・・・第１コンデンサーレンズ用電源回路、
９・・・第２コンデンサーレンズ用電源回路、１０・・
・対物レンズ用電源回路、１１・・・増幅器、１２・・
・永久磁石レンズ、１３・・・励磁切換スイッチ、１４
・・・切換スイッチ。
る従来例を示す図、第３図および第４図は、本発明の光
学系のメリットを考察し説明するための図である。 １・・・電子銃、２・・・第１コンデンサーレンズ、３
・・・第２コンデンサーレンズ、４・・・対物レンズ、
５・・・試料、６・・・偏向コイル、７・・・二次電子
検出器、８・・・第１コンデンサーレンズ用電源回路、
９・・・第２コンデンサーレンズ用電源回路、１０・・
・対物レンズ用電源回路、１１・・・増幅器、１２・・
・永久磁石レンズ、１３・・・励磁切換スイッチ、１４
・・・切換スイッチ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、電子レンズからの電子ビームを順次第１コンデンサ
ーレンズ、第２コンデンサーレンズ及び対物レンズを介
して試料に収束させると共に偏向コイルにより前記試料
上を電子ビームが走査し、前記試料より発生する２次電
子を検出して画像観察装置に導くよう構成した走査形電
子顕微鏡において、前記第１コンデンサーレンズを電磁
レンズ、前記第２コンデンサーレンズを永久磁石レンズ
により構成し、前記偏向コイルの走査速度に応じて前記
第１コンデンサーレンズの電流を切り替えることを特徴
とする走査形電子顕微鏡。 ２、前記画像観察装置は複数の画像観察器からなり、該
画像観察器を選択するスイッチの切り替えに応じて前記
走査速度を選択し、同時に前記第１コンデンサーレンズ
の電流を切り替えを行う構成の請求項第１項記載の走査
形電子顕微鏡。 ３、前記走査速度に応じて前記２次電子を検出する系の
ゲインを調整する機構を備えた請求項第１項記載の走査
形電子顕微鏡。 ４、前記の２次電子を検出して画像観察装置に導く間に
増幅器をもうけ、該増幅器により前記ゲインの調整を行
う構成の請求項第３項記載の走査形電子顕微鏡。 ５、前記走査速度に応じて前記対物レンズの焦点を調整
する機構を備えた請求項第１項記載の走査形電子顕微鏡
。 ６、電子レンズからの電子ビームを順次第１コンデンサ
ーレンズ、第２コンデンサーレンズ及び対物レンズを介
して試料に収束させると共に偏向コイルにより前記試料
上を電子ビームが走査し、前記試料より発生する２次電
子を検出して複数の画像観察器からなる画像観察装置に
導くよう構成した走査形電子顕微鏡において、前記第１
コンデンサーレンズを電磁レンズ、前記第２コンデンサ
ーレンズを永久磁石レンズにより構成し、前記画像観察
器の選択に応じて前記偏向コイルの走査速度を選択する
と共に前記第１コンデンサーレンズの電流を切り替える
ことを特徴とする走査形電子顕微鏡。 ７、前記画像観察器の選択に応じて前記２次電子を検出
する系のゲインを調整する機構を備えた請求項第６項記
載の走査形電子顕微鏡。 ８、前記の２次電子を検出して画像観察装置に導く間に
増幅器をもうけ、該増幅器により前記ゲインの調整を行
う構成の請求項第７項記載の走査形電子顕微鏡。 ９、画像観察器の選択に応じて前記対物レンズの焦点を
調整する機構を備えた請求項第６項記載の走査形電子顕
微鏡。 １０、電子レンズからの電子ビームを順次第１コンデン
サーレンズ、第２コンデンサーレンズ及び対物レンズを
介して試料に収束させると共に偏向コイルにより前記試
料上を電子ビームが走査し、前記試料より発生する２次
電子を検出し増幅器を介して複数の画像観察器からなる
画像観察装置に導くよう構成した走査形電子顕微鏡にお
いて、前記第１コンデンサーレンズを電磁レンズ、前記
第２コンデンサーレンズを永久磁石レンズにより構成し
、前記画像観察器の選択に応じて前記偏向コイルの走査
速度、前記第１コンデンサーレンズの電流、前記増幅器
のゲイン及び前記対物レンズの焦点を切り替えることを
特徴とする走査形電子顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1275708A JP2957610B2 (ja) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | 走査形電子顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1275708A JP2957610B2 (ja) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | 走査形電子顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03138841A true JPH03138841A (ja) | 1991-06-13 |
| JP2957610B2 JP2957610B2 (ja) | 1999-10-06 |
Family
ID=17559262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1275708A Expired - Fee Related JP2957610B2 (ja) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | 走査形電子顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2957610B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005310778A (ja) * | 2004-04-22 | 2005-11-04 | Fei Co | 永久磁石の材料を備えたレンズが設けられた粒子光学装置 |
| WO2008044856A1 (en) * | 2006-10-11 | 2008-04-17 | Cebt Co. Ltd. | An electron column using a magnetic lens layer having permanent magnets |
| JP2009540511A (ja) * | 2006-06-07 | 2009-11-19 | エフ・イ−・アイ・カンパニー | 電子顕微鏡用ユーザ・インタフェース |
| WO2011065240A1 (ja) * | 2009-11-26 | 2011-06-03 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 走査電子顕微鏡 |
-
1989
- 1989-10-23 JP JP1275708A patent/JP2957610B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005310778A (ja) * | 2004-04-22 | 2005-11-04 | Fei Co | 永久磁石の材料を備えたレンズが設けられた粒子光学装置 |
| JP2009540511A (ja) * | 2006-06-07 | 2009-11-19 | エフ・イ−・アイ・カンパニー | 電子顕微鏡用ユーザ・インタフェース |
| JP2013033760A (ja) * | 2006-06-07 | 2013-02-14 | Fei Co | 電子顕微鏡用ユーザ・インタフェース |
| US9025018B2 (en) | 2006-06-07 | 2015-05-05 | Fei Company | User interface for an electron microscope |
| US9865427B2 (en) | 2006-06-07 | 2018-01-09 | Fei Company | User interface for an electron microscope |
| WO2008044856A1 (en) * | 2006-10-11 | 2008-04-17 | Cebt Co. Ltd. | An electron column using a magnetic lens layer having permanent magnets |
| JP2010506374A (ja) * | 2006-10-11 | 2010-02-25 | シーイービーティー・カンパニー・リミティッド | 永久磁石を有する磁気レンズ層を用いた電子カラム |
| WO2011065240A1 (ja) * | 2009-11-26 | 2011-06-03 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 走査電子顕微鏡 |
| US20120211654A1 (en) * | 2009-11-26 | 2012-08-23 | Hitachi High-Technologies Corporation | Scanning electron microscope |
| CN102668013A (zh) * | 2009-11-26 | 2012-09-12 | 株式会社日立高新技术 | 扫描电子显微镜 |
| JP5504277B2 (ja) * | 2009-11-26 | 2014-05-28 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 走査電子顕微鏡 |
| US8921784B2 (en) | 2009-11-26 | 2014-12-30 | Hitachi High-Technologies Corporation | Scanning electron microscope |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2957610B2 (ja) | 1999-10-06 |
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