JPH05128986A - 磁場型レンズ - Google Patents
磁場型レンズInfo
- Publication number
- JPH05128986A JPH05128986A JP3289858A JP28985891A JPH05128986A JP H05128986 A JPH05128986 A JP H05128986A JP 3289858 A JP3289858 A JP 3289858A JP 28985891 A JP28985891 A JP 28985891A JP H05128986 A JPH05128986 A JP H05128986A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electromagnetic coil
- magnetic field
- permanent magnet
- lens
- gaps
- 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.)
- Withdrawn
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 消費電力を低減し、レンズ制御を容易にす
る。 【構成】 永久磁石１０と電磁コイル１１は光軸Ｏに沿
って配置され、ギャップＧ1 ，Ｇ2 の部分を除いてヨー
ク１２で囲繞される。ヨーク１２は永久磁石１０と電磁
コイル１１に共通の磁気回路を形成し、レンズはギャッ
プＧ1 ，Ｇ2の位置に形成される。 【作用】 ギャップＧ1 ，Ｇ2 の位置には永久磁石１０
と電磁コイル１１による磁場の合成磁場によりレンズが
形成されるので、電磁コイル１１に供給する励磁電流の
方向及び大きさを調整することによって、二つのレンズ
を同時に制御できる。
る。 【構成】 永久磁石１０と電磁コイル１１は光軸Ｏに沿
って配置され、ギャップＧ1 ，Ｇ2 の部分を除いてヨー
ク１２で囲繞される。ヨーク１２は永久磁石１０と電磁
コイル１１に共通の磁気回路を形成し、レンズはギャッ
プＧ1 ，Ｇ2の位置に形成される。 【作用】 ギャップＧ1 ，Ｇ2 の位置には永久磁石１０
と電磁コイル１１による磁場の合成磁場によりレンズが
形成されるので、電磁コイル１１に供給する励磁電流の
方向及び大きさを調整することによって、二つのレンズ
を同時に制御できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子顕微鏡の照射系等
に用いられる磁場型レンズの構造に関する。
に用いられる磁場型レンズの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）の照
射系レンズとしては図３に示すように二つの電磁レンズ
が用いられるのが一般的である。図３において、第１コ
ンデンサレンズＣＬ1 は電磁コイル１によって形成さ
れ、主として電子ビームのスポットサイズを調整するた
めに用いられる。また、第２コンデンサレンズＣＬ2 は
電磁コイル２によって形成され、主として電子ビームの
拡がりを調整するために用いられる。なお、図３におい
て３は試料、Ｏは光軸を示し、電磁コイル１，２のヨー
クは省略している。
射系レンズとしては図３に示すように二つの電磁レンズ
が用いられるのが一般的である。図３において、第１コ
ンデンサレンズＣＬ1 は電磁コイル１によって形成さ
れ、主として電子ビームのスポットサイズを調整するた
めに用いられる。また、第２コンデンサレンズＣＬ2 は
電磁コイル２によって形成され、主として電子ビームの
拡がりを調整するために用いられる。なお、図３におい
て３は試料、Ｏは光軸を示し、電磁コイル１，２のヨー
クは省略している。
【０００３】そして、像を低倍率で観察する場合には、
試料３の広い範囲に電子ビームを照射し、且つ輝度を得
るために、電磁コイル１は比較的弱励磁、電磁コイル２
は比較的強励磁となされ、図４Ａに示すような収束状態
となされる。また、像を高倍率で観察する場合には、試
料３の狭い範囲に電子ビームを照射し、且つ電子ビーム
の平行性を高めるために、電磁コイル１は比較的強励
磁、電磁コイル２は比較的弱励磁となされ、図４Ｂに示
すような収束状態となされる。なお、図４Ａ，Ｂにおい
て４は電子銃を示す。
試料３の広い範囲に電子ビームを照射し、且つ輝度を得
るために、電磁コイル１は比較的弱励磁、電磁コイル２
は比較的強励磁となされ、図４Ａに示すような収束状態
となされる。また、像を高倍率で観察する場合には、試
料３の狭い範囲に電子ビームを照射し、且つ電子ビーム
の平行性を高めるために、電磁コイル１は比較的強励
磁、電磁コイル２は比較的弱励磁となされ、図４Ｂに示
すような収束状態となされる。なお、図４Ａ，Ｂにおい
て４は電子銃を示す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
電子顕微鏡の照射系レンズは図３に示すように全て電磁
レンズで構成されているために、各レンズを独立に制御
できるという利点はあるものの、各レンズを形成するた
めの電磁コイルにはそれぞれ励磁電流を供給する必要が
あり、消費電力が非常に大きいものである。また、像を
観察する場合には、各電磁コイルに供給する励磁電流を
相互に関連させて設定する必要があることが通常であ
り、従って操作が煩わしいばかりでなく、その操作には
熟練を要し、操作を誤った場合には試料に必要以上の量
の電子ビームが照射され、試料が破壊されるという問題
も生じていた。これは生物試料を観察する場合には特に
顕著である。
電子顕微鏡の照射系レンズは図３に示すように全て電磁
レンズで構成されているために、各レンズを独立に制御
できるという利点はあるものの、各レンズを形成するた
めの電磁コイルにはそれぞれ励磁電流を供給する必要が
あり、消費電力が非常に大きいものである。また、像を
観察する場合には、各電磁コイルに供給する励磁電流を
相互に関連させて設定する必要があることが通常であ
り、従って操作が煩わしいばかりでなく、その操作には
熟練を要し、操作を誤った場合には試料に必要以上の量
の電子ビームが照射され、試料が破壊されるという問題
も生じていた。これは生物試料を観察する場合には特に
顕著である。
【０００５】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、消費電力を低減することができ、且つ収束条件の
制御を容易に行うことができる磁場型レンズを提供する
ことを目的とするものである。
って、消費電力を低減することができ、且つ収束条件の
制御を容易に行うことができる磁場型レンズを提供する
ことを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の磁場型レンズは、光軸に沿って配置され
た永久磁石と、電磁コイルと、前記永久磁石と前記電磁
コイルに共通の磁気回路を形成し、且つ前記永久磁石と
前記電磁コイルの位置にギャップを備えるヨークとを備
えることを特徴とする。
めに、本発明の磁場型レンズは、光軸に沿って配置され
た永久磁石と、電磁コイルと、前記永久磁石と前記電磁
コイルに共通の磁気回路を形成し、且つ前記永久磁石と
前記電磁コイルの位置にギャップを備えるヨークとを備
えることを特徴とする。
【０００７】
【作用】レンズは各ギャップの位置に形成されるが、各
ギャップには永久磁石による磁場と、電磁コイルによる
磁場とが形成されるから、各レンズは永久磁石による磁
場と電磁コイルによる磁場との合成磁場により形成され
ることになる。従って、電磁コイルに供給する励磁電流
のみを調整することによって、容易に二つのレンズを同
時に制御することができる。
ギャップには永久磁石による磁場と、電磁コイルによる
磁場とが形成されるから、各レンズは永久磁石による磁
場と電磁コイルによる磁場との合成磁場により形成され
ることになる。従って、電磁コイルに供給する励磁電流
のみを調整することによって、容易に二つのレンズを同
時に制御することができる。
【０００８】
【実施例】以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
図１は本発明に係る磁場型レンズをＴＥＭの照射系レン
ズに適用した場合の一実施例の構成を示す図であり、図
中、１０は永久磁石、１１は電磁コイル、１２はヨーク
を示し、図３と同じものについては同一の符号を付す。
図１は本発明に係る磁場型レンズをＴＥＭの照射系レン
ズに適用した場合の一実施例の構成を示す図であり、図
中、１０は永久磁石、１１は電磁コイル、１２はヨーク
を示し、図３と同じものについては同一の符号を付す。
【０００９】図１において、永久磁石１０と電磁コイル
１１は光軸Ｏに沿って配置され、これら永久磁石１０、
電磁コイル１１はギャップＧ1 ，Ｇ2 の部分を除いてヨ
ーク１２で囲繞されている。従ってヨーク１２は永久磁
石１０と電磁コイル１１に共通の磁気回路を形成するこ
とになり、またレンズはギャップＧ1 ，Ｇ2 の位置に形
成されることになる。
１１は光軸Ｏに沿って配置され、これら永久磁石１０、
電磁コイル１１はギャップＧ1 ，Ｇ2 の部分を除いてヨ
ーク１２で囲繞されている。従ってヨーク１２は永久磁
石１０と電磁コイル１１に共通の磁気回路を形成するこ
とになり、またレンズはギャップＧ1 ，Ｇ2 の位置に形
成されることになる。
【００１０】次に、永久磁石１０と電磁コイル１１によ
り光軸Ｏに沿って形成される磁場について説明する。ま
ず永久磁石１０により形成される磁場は、図２の実線で
示すように、ギャップＧ1 ，Ｇ2 の位置に互いに逆曲性
に形成される。この磁場分布は磁場強度を−∞から＋∞
まで積分すると零になる性質を有している。
り光軸Ｏに沿って形成される磁場について説明する。ま
ず永久磁石１０により形成される磁場は、図２の実線で
示すように、ギャップＧ1 ，Ｇ2 の位置に互いに逆曲性
に形成される。この磁場分布は磁場強度を−∞から＋∞
まで積分すると零になる性質を有している。
【００１１】これに対して、電磁コイル１１による磁場
は図２の破線で示すように、同一極性でギャップＧ1 ，
Ｇ2 の位置に形成される。なお、図２においては永久磁
石１０、電磁コイル１１は省略し、ヨーク１２のギャッ
プＧ1 ，Ｇ2 の位置のみを示す。
は図２の破線で示すように、同一極性でギャップＧ1 ，
Ｇ2 の位置に形成される。なお、図２においては永久磁
石１０、電磁コイル１１は省略し、ヨーク１２のギャッ
プＧ1 ，Ｇ2 の位置のみを示す。
【００１２】従って、ギャップＧ1 ，Ｇ2 の位置に形成
されるレンズの磁場強度は永久磁石１０による磁場と電
磁コイル１１による磁場の合成磁場によって定まること
になるので、電磁コイル１２に供給する励磁電流の方向
及び大きさを調整することによって二つのレンズの強度
を同時に制御することができる。例えば像を高倍率で観
察する場合には、ギャップＧ1 の位置における電磁コイ
ル１１による磁場が図２に示すように永久磁石１０によ
る磁場と同方向に形成されるように励磁電流を供給し、
その大きさを調整することによって図４Ｂに示す状態を
達成することができ、また、像を低倍率で観察する場合
には、ギャップＧ2 の位置における電磁コイル１１によ
る磁場が図２に示すとは反対に永久磁石１０による磁場
と逆方向に形成されるように励磁電流を供給し、その大
きさを調整することによって図４Ａに示す状態を達成す
ることができる。
されるレンズの磁場強度は永久磁石１０による磁場と電
磁コイル１１による磁場の合成磁場によって定まること
になるので、電磁コイル１２に供給する励磁電流の方向
及び大きさを調整することによって二つのレンズの強度
を同時に制御することができる。例えば像を高倍率で観
察する場合には、ギャップＧ1 の位置における電磁コイ
ル１１による磁場が図２に示すように永久磁石１０によ
る磁場と同方向に形成されるように励磁電流を供給し、
その大きさを調整することによって図４Ｂに示す状態を
達成することができ、また、像を低倍率で観察する場合
には、ギャップＧ2 の位置における電磁コイル１１によ
る磁場が図２に示すとは反対に永久磁石１０による磁場
と逆方向に形成されるように励磁電流を供給し、その大
きさを調整することによって図４Ａに示す状態を達成す
ることができる。
【００１３】そして、この構成によれば一方のレンズが
強励磁のときには他方のレンズは必ず弱励磁となり、共
に弱励磁となって試料に過度の電子ビームが照射される
状態は生じることはないので、試料を破壊することはな
いものである。
強励磁のときには他方のレンズは必ず弱励磁となり、共
に弱励磁となって試料に過度の電子ビームが照射される
状態は生じることはないので、試料を破壊することはな
いものである。
【００１４】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく種々
の変形が可能である。例えば上記実施例では本発明をＴ
ＥＭの照射系レンズに適用した場合について説明した
が、これに限らず本発明は種々の場合に適用できるもの
であることは当然である。また、上記実施例では光軸に
沿って永久磁石、電磁コイルの順に配置されるものとし
たが、この逆でもよいことは当然である。
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく種々
の変形が可能である。例えば上記実施例では本発明をＴ
ＥＭの照射系レンズに適用した場合について説明した
が、これに限らず本発明は種々の場合に適用できるもの
であることは当然である。また、上記実施例では光軸に
沿って永久磁石、電磁コイルの順に配置されるものとし
たが、この逆でもよいことは当然である。
【００１５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、永久磁石と電磁コイルとを組み合わせるの
で、消費電力を従来に比して１／１０以下に大幅に低減
させることができるばかりでなく、電磁コイルに供給す
る励磁電流の方向及び大きさを調整するだけで二つのレ
ンズを同時に制御でき、以て電子ビームの強度及び拡が
りを同時に且つ連続的に制御することが可能である。
によれば、永久磁石と電磁コイルとを組み合わせるの
で、消費電力を従来に比して１／１０以下に大幅に低減
させることができるばかりでなく、電磁コイルに供給す
る励磁電流の方向及び大きさを調整するだけで二つのレ
ンズを同時に制御でき、以て電子ビームの強度及び拡が
りを同時に且つ連続的に制御することが可能である。
【図１】 本発明の一実施例の構成を示す図である。
【図２】 図１の構成における磁場分布を説明するため
の図である。
の図である。
【図３】 従来のＴＥＭの照射系レンズの構成例を示す
図である。
図である。
【図４】 低倍率時及び高倍率時の電子ビームの収束状
態を示す図である。
態を示す図である。
１０…永久磁石、１１…電磁コイル、１２…ヨーク。
Claims (1)
- 【請求項１】 光軸に沿って配置された永久磁石と、電
磁コイルと、前記永久磁石と前記電磁コイルに共通の磁
気回路を形成し、且つ前記永久磁石と前記電磁コイルの
位置にギャップを備えるヨークとを備えることを特徴と
する磁場型レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3289858A JPH05128986A (ja) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | 磁場型レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3289858A JPH05128986A (ja) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | 磁場型レンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05128986A true JPH05128986A (ja) | 1993-05-25 |
Family
ID=17748674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3289858A Withdrawn JPH05128986A (ja) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | 磁場型レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05128986A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008044856A1 (en) * | 2006-10-11 | 2008-04-17 | Cebt Co. Ltd. | An electron column using a magnetic lens layer having permanent magnets |
| WO2009157054A1 (ja) * | 2008-06-24 | 2009-12-30 | 株式会社アドバンテスト | マルチコラム電子ビーム露光装置及び磁場発生装置 |
| 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 |
| CN103038855A (zh) * | 2010-10-27 | 2013-04-10 | 株式会社Param | 电子透镜和电子束装置 |
-
1991
- 1991-11-06 JP JP3289858A patent/JPH05128986A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008044856A1 (en) * | 2006-10-11 | 2008-04-17 | Cebt Co. Ltd. | An electron column using a magnetic lens layer having permanent magnets |
| WO2009157054A1 (ja) * | 2008-06-24 | 2009-12-30 | 株式会社アドバンテスト | マルチコラム電子ビーム露光装置及び磁場発生装置 |
| JP5363480B2 (ja) * | 2008-06-24 | 2013-12-11 | 株式会社アドバンテスト | マルチコラム電子ビーム露光装置及び磁場発生装置 |
| 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 |
| US8921784B2 (en) | 2009-11-26 | 2014-12-30 | Hitachi High-Technologies Corporation | Scanning electron microscope |
| CN103038855A (zh) * | 2010-10-27 | 2013-04-10 | 株式会社Param | 电子透镜和电子束装置 |
| EP2587517A4 (en) * | 2010-10-27 | 2014-05-07 | Param Corp | ELECTRONIC LENS AND ELECTRON BEAM |
| US9418815B2 (en) | 2010-10-27 | 2016-08-16 | Param Corporation | Tubular permanent magnet used in a multi-electron beam device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990204 |