JPS5826439A - 電子線装置の対物レンズ - Google Patents
電子線装置の対物レンズInfo
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- JPS5826439A JPS5826439A JP56124792A JP12479281A JPS5826439A JP S5826439 A JPS5826439 A JP S5826439A JP 56124792 A JP56124792 A JP 56124792A JP 12479281 A JP12479281 A JP 12479281A JP S5826439 A JPS5826439 A JP S5826439A
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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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (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】
本発明は電子線装置の対物レンズ、特に電子顕微鏡をは
じめとする各種電子線装置の対物レンズに種々の機能を
与え、いくつかの用途に対応できるようにする技術に関
するものである。
じめとする各種電子線装置の対物レンズに種々の機能を
与え、いくつかの用途に対応できるようにする技術に関
するものである。
電子線装置の性能を決める要因としては各種の要素が考
慮されるが、このような要素の一つとして電子線装置a
が互いに異なった各種の用途に応じられることが挙げら
れる。例えば電子線装置として高性能透過型電子顕微鏡
についてみると、当該電子顕微鏡には次のような各種機
能が要求されている。
慮されるが、このような要素の一つとして電子線装置a
が互いに異なった各種の用途に応じられることが挙げら
れる。例えば電子線装置として高性能透過型電子顕微鏡
についてみると、当該電子顕微鏡には次のような各種機
能が要求されている。
(1)試料傾斜なしで超高分解能が得られること(分解
能が2A程度で、球面収差係数が05翻程度まで小さく
できる)。
能が2A程度で、球面収差係数が05翻程度まで小さく
できる)。
(2)試料傾斜が300で高分解能が得られること(分
解能が2.5A程度で、球面収差係数が1.5111I
i程度まで小さくできる)。
解能が2.5A程度で、球面収差係数が1.5111I
i程度まで小さくできる)。
(3)試料傾斜が60°で高分解能が得られること(分
解能が3.OA程度で、球面収差係数が3.0動程度ま
で小さくできる)。
解能が3.OA程度で、球面収差係数が3.0動程度ま
で小さくできる)。
(4)極微細照射電子線の径がIOA以内であること。
(5)極微細照射電子線を用いて高分解能二次電子線像
(分解能15λ〜3offl)が?AIられ、さらに高
分解能STEM像(分解fil 15 X程度)が得ら
ねるこ吉。ま/こ、200A領域でのX線分析が可fi
トであり、さらに:tOλ領域での市、子線回折像が得
られるこ古。
(分解能15λ〜3offl)が?AIられ、さらに高
分解能STEM像(分解fil 15 X程度)が得ら
ねるこ吉。ま/こ、200A領域でのX線分析が可fi
トであり、さらに:tOλ領域での市、子線回折像が得
られるこ古。
(G1極微細照射軍、子線?用いて■萌1(試料(5龍
X 3(l m X 5 MIKの方形片)の二次市子
像が得られ、またX線分析が可能であること。
X 3(l m X 5 MIKの方形片)の二次市子
像が得られ、またX線分析が可能であること。
他方、従来の届゛5子顕(iに鏡においては、」二記の
様な各flI′!機能の全てを一台で満JI3させるこ
とはできなかった。例えば、−,1−記賭機能のうち、
第(1)項の機能を満足するためには、対物レンズの球
面収差係数をQ、5ix以内であることが条件となり、
そのためには、対物レンズの磁極片の極間11かを2〜
3nに縮小する必1捻がある。このような狭い間隙の中
では、試料の傾斜が大幅に制限されてしまったり、大き
な試$1が入らない等の問題が起って来る。そこで従来
においては、上記各項目のうちの一項[1又は二、三項
目の機能と有する磁極片を電子顕微鏡とけ別体にアタッ
チメントとして用意しておき、磁極片を取換えることに
よってそれぞれ異なったモードの観察を行っていた。し
かし、上に挙げた(1)乃至(6)項のモードの全てを
観察するためには少なくとも4回の磁極片取換えが必要
(上記(4)、(5)、(6)項は1個の磁極片で対応
し得る)であり、操作が極めて繁雑であった。特に、電
子顕微鏡において磁極片を取換えようとすると、その度
毎に、電子顕微鏡内部の真空を破り、鏡筒を分解又は局
部的に分解しなければならないのに対し、電子顕wI鏡
の試11を中心とする部分は、試料ステージ、対物絞り
、冷却トラップ、軸合せ用コイル、走査用コイル、X線
分析用の検出器、反射電子検出器、二次電子検出器等が
複雑に、しかも狭い空間の中に集積17てあり、磁・極
片の交換作業?至僅Fなものにしている。したがって、
こねまでのところ、電子顕WI鏡の使用音実態調査に基
づくと、上記磁極片の交換をなし得ている使用者は数パ
ーセントに止まっており、他の使用者は単機能の電子顕
微鏡で我慢するとか、或は電子顕微鏡を二台以1;購入
するとかによって対処していた。
様な各flI′!機能の全てを一台で満JI3させるこ
とはできなかった。例えば、−,1−記賭機能のうち、
第(1)項の機能を満足するためには、対物レンズの球
面収差係数をQ、5ix以内であることが条件となり、
そのためには、対物レンズの磁極片の極間11かを2〜
3nに縮小する必1捻がある。このような狭い間隙の中
では、試料の傾斜が大幅に制限されてしまったり、大き
な試$1が入らない等の問題が起って来る。そこで従来
においては、上記各項目のうちの一項[1又は二、三項
目の機能と有する磁極片を電子顕微鏡とけ別体にアタッ
チメントとして用意しておき、磁極片を取換えることに
よってそれぞれ異なったモードの観察を行っていた。し
かし、上に挙げた(1)乃至(6)項のモードの全てを
観察するためには少なくとも4回の磁極片取換えが必要
(上記(4)、(5)、(6)項は1個の磁極片で対応
し得る)であり、操作が極めて繁雑であった。特に、電
子顕微鏡において磁極片を取換えようとすると、その度
毎に、電子顕微鏡内部の真空を破り、鏡筒を分解又は局
部的に分解しなければならないのに対し、電子顕wI鏡
の試11を中心とする部分は、試料ステージ、対物絞り
、冷却トラップ、軸合せ用コイル、走査用コイル、X線
分析用の検出器、反射電子検出器、二次電子検出器等が
複雑に、しかも狭い空間の中に集積17てあり、磁・極
片の交換作業?至僅Fなものにしている。したがって、
こねまでのところ、電子顕WI鏡の使用音実態調査に基
づくと、上記磁極片の交換をなし得ている使用者は数パ
ーセントに止まっており、他の使用者は単機能の電子顕
微鏡で我慢するとか、或は電子顕微鏡を二台以1;購入
するとかによって対処していた。
しかし、前者による場合は、使用者のニーズが電子顕微
鏡によって完全には満J【4さねないため、充分な試料
観察が行えないという不都合が生じ、又後者の場合は、
釘済的に大きな負世分使114者に強いることになると
いう不具合がルしていた。
鏡によって完全には満J【4さねないため、充分な試料
観察が行えないという不都合が生じ、又後者の場合は、
釘済的に大きな負世分使114者に強いることになると
いう不具合がルしていた。
さらに捷ft: 、従来の電子顕微鏡について磁極間隙
と試料ステージ等の付属部品との間の1351係をみる
と、試料ステージを導入するための空間を確保するため
に磁極間隙の寸法は所定量」二の値に設定する必要があ
った。即ち従来の如く固定型の対物レンズを有する′電
子顕微鏡において、試料横導入型のものでは、磁極間距
離を3ミリメートル以上に設定する必要があった。何故
なら、試料自体はメツシュと含めても01〜03ミリメ
ートル程度で極めて薄いのに苅して、これを支える試料
ステージの枠は成る程度の支持剛性を確保するために2
ミリメートル程度の厚さに作られているのが普通であり
、したがって試料を観察位置へ導入するためには、磁極
間隙は試ネ」ステージの厚みより大きな寸法に設定する
必要があるからである。
と試料ステージ等の付属部品との間の1351係をみる
と、試料ステージを導入するための空間を確保するため
に磁極間隙の寸法は所定量」二の値に設定する必要があ
った。即ち従来の如く固定型の対物レンズを有する′電
子顕微鏡において、試料横導入型のものでは、磁極間距
離を3ミリメートル以上に設定する必要があった。何故
なら、試料自体はメツシュと含めても01〜03ミリメ
ートル程度で極めて薄いのに苅して、これを支える試料
ステージの枠は成る程度の支持剛性を確保するために2
ミリメートル程度の厚さに作られているのが普通であり
、したがって試料を観察位置へ導入するためには、磁極
間隙は試ネ」ステージの厚みより大きな寸法に設定する
必要があるからである。
これに対して、電子顕微鏡では、対物レンズ磁極片の穴
径、間隙が小さい程対物レンズの収差を小さくできる。
径、間隙が小さい程対物レンズの収差を小さくできる。
この他にも磁気飽和を防ぐとか、形状パラメータの選択
をするとか、磁気材11′1として充分飽和磁束密度の
高い物を使用する等の条件も必要であるが、上記のよう
な小さな穴径、及び磁狗i間隙は高解像力対物レンズを
得る上で重要な条件の一つである。
をするとか、磁気材11′1として充分飽和磁束密度の
高い物を使用する等の条件も必要であるが、上記のよう
な小さな穴径、及び磁狗i間隙は高解像力対物レンズを
得る上で重要な条件の一つである。
ところが、上記のように従来の電子顕微鏡では磁極間距
離を3ミリメートルより小さくすることが出来ず、穴径
と磁極間距離との関係から高解像度を得るようにするこ
とは一定の制限があった。
離を3ミリメートルより小さくすることが出来ず、穴径
と磁極間距離との関係から高解像度を得るようにするこ
とは一定の制限があった。
本発明は、上記の様な各問題点に鑑みなされたもので、
その目的は、電子顕微鏡とはじめとする各種電子線装置
に、上下側磁極片のうち少なくとも一方を軸方向即ち」
−下方向に可動に構成しre *t %、+レンズを1
δ1供することにより、一台の装置でいくつかの磁極聞
距離を作り得るようにし、こtl、によってん(:別挿
入時にしl’ 6>?:極片間隙を広げ、試料観察11
4jには磁極片間距離を狭くすることにより高解像度の
f;4’ k得られるようにするのに加え、各種モード
の試料観察を・’ij[能に1−1、電子顕微鏡の機能
向−トを図ることである。
その目的は、電子顕微鏡とはじめとする各種電子線装置
に、上下側磁極片のうち少なくとも一方を軸方向即ち」
−下方向に可動に構成しre *t %、+レンズを1
δ1供することにより、一台の装置でいくつかの磁極聞
距離を作り得るようにし、こtl、によってん(:別挿
入時にしl’ 6>?:極片間隙を広げ、試料観察11
4jには磁極片間距離を狭くすることにより高解像度の
f;4’ k得られるようにするのに加え、各種モード
の試料観察を・’ij[能に1−1、電子顕微鏡の機能
向−トを図ることである。
特に本発明は、tt’、、子顕微鏡等の対物レンズにお
いて、磁極片を、当該磁極片に比較的大きな力が加わっ
ても、この磁極片をしっかり固定しながら1−下動させ
イ(するFI+/+造とし、電子顕微彼等の精度?一定
以」−に維持し11−っその機能を拡大せしめることを
目的とする。
いて、磁極片を、当該磁極片に比較的大きな力が加わっ
ても、この磁極片をしっかり固定しながら1−下動させ
イ(するFI+/+造とし、電子顕微彼等の精度?一定
以」−に維持し11−っその機能を拡大せしめることを
目的とする。
更にまた、本発明は、試料ステージに所定の改良を加え
ることにより、上記試料ステージに対して可動磁極片が
」−下移動する13、磁極片と試料ステージ本体とが干
渉等を起さないように図ることを目的とする。
ることにより、上記試料ステージに対して可動磁極片が
」−下移動する13、磁極片と試料ステージ本体とが干
渉等を起さないように図ることを目的とする。
本発明の実施例全添付の図面を参照してNY細第1図乃
至第4図は、本発明の一実施例を示す図である。この実
施例に係る電子線装置の対物レンズは、上下方向に所定
の間隙50と形成する一方、この間隙50に交わる光軸
に沿った電子線紅路5,6と形成し、又磁極片間距離す
るための腔12 、30を形成した継鉄1と、間隙50
をはさんで」二下側にぞ1+ぞれ対称に配置固定された
上側磁極コイル2及び下側磁極コイル3と、間1餘50
内K :Isいて中心軸に位置合わせする七共に、」;
下方向に所定のギャップを形成して配置した上側+R4
M?片7及び下側磁極片31と、これらの」二側磁極片
7及び下側磁極片31間のギャップ内に配置された試第
1ステージn及び絞り24とか「〕成る。綜v:、1は
、当該継鉄1に開設した腔12 、36の内部にJ:
(Lll磁極片7及び下側磁極片31を挿入固定できる
保、一部が分割可能になって46す、この実施例に、t
3いては、継鉄1の上半側中央部が腔12に緊密に嵌入
し得る中央継鉄4によって構成されている。そして、継
鉄1は磁極コイル2.3と共に対物レンズのレンズ本体
を構成している。
至第4図は、本発明の一実施例を示す図である。この実
施例に係る電子線装置の対物レンズは、上下方向に所定
の間隙50と形成する一方、この間隙50に交わる光軸
に沿った電子線紅路5,6と形成し、又磁極片間距離す
るための腔12 、30を形成した継鉄1と、間隙50
をはさんで」二下側にぞ1+ぞれ対称に配置固定された
上側磁極コイル2及び下側磁極コイル3と、間1餘50
内K :Isいて中心軸に位置合わせする七共に、」;
下方向に所定のギャップを形成して配置した上側+R4
M?片7及び下側磁極片31と、これらの」二側磁極片
7及び下側磁極片31間のギャップ内に配置された試第
1ステージn及び絞り24とか「〕成る。綜v:、1は
、当該継鉄1に開設した腔12 、36の内部にJ:
(Lll磁極片7及び下側磁極片31を挿入固定できる
保、一部が分割可能になって46す、この実施例に、t
3いては、継鉄1の上半側中央部が腔12に緊密に嵌入
し得る中央継鉄4によって構成されている。そして、継
鉄1は磁極コイル2.3と共に対物レンズのレンズ本体
を構成している。
」;側磁極片7は、中央継鉄4の下側において、継鉄1
の腔12内に嵌入すしぬられ、当該継鉄1に一体的に取
付固定された」二側磁極外円i筒8と、この」二側磁極
外部筒8内に摺動可能に支持された」二側磁極内部筒9
と、」二側磁極内部筒9を上側磁極外部I¥?i8に対
して摺動操作する駆動機構とを有する可動型の磁極片か
ら成る。」−側磁極外部筒8−1中心部において先端か
ら基端にかけて軸方向に延びる貫通孔10が形成された
、略截頭円錐体の筒体から成9、継鉄1に形成された腔
12内に圧入等の方法で嵌入されている。」二側磁極外
部筒8を腔12内に嵌入すZ〕には、IP81ノの周壁
に沿って切欠溝13を形成し、この切欠溝13内に超弾
性合金を成形して成るリング状のカラー14を装填し、
このカラー14内に上側磁極外部筒8を押し込むことに
よって取付ける。これにより、上側磁極外部筒8と腔1
2との間のはめ合いの隙間を、」二側磁線外部筒8の外
周に沿つて均一にすることができる。そしてまた、上側
磁極外部筒8に開設置−た貫通孔10には、先端部分が
やや先細りになる様、テーパ部8aが設けられている。
の腔12内に嵌入すしぬられ、当該継鉄1に一体的に取
付固定された」二側磁極外円i筒8と、この」二側磁極
外部筒8内に摺動可能に支持された」二側磁極内部筒9
と、」二側磁極内部筒9を上側磁極外部I¥?i8に対
して摺動操作する駆動機構とを有する可動型の磁極片か
ら成る。」−側磁極外部筒8−1中心部において先端か
ら基端にかけて軸方向に延びる貫通孔10が形成された
、略截頭円錐体の筒体から成9、継鉄1に形成された腔
12内に圧入等の方法で嵌入されている。」二側磁極外
部筒8を腔12内に嵌入すZ〕には、IP81ノの周壁
に沿って切欠溝13を形成し、この切欠溝13内に超弾
性合金を成形して成るリング状のカラー14を装填し、
このカラー14内に上側磁極外部筒8を押し込むことに
よって取付ける。これにより、上側磁極外部筒8と腔1
2との間のはめ合いの隙間を、」二側磁線外部筒8の外
周に沿つて均一にすることができる。そしてまた、上側
磁極外部筒8に開設置−た貫通孔10には、先端部分が
やや先細りになる様、テーパ部8aが設けられている。
一方、」二側゛磁極内部筒9は、その中心部において軸
方向に延びる孔11が形成され、截頭円錐形状、即ちテ
ーパ伏の頭部9aと、この頭部9aに連続した胴体部と
から成り、胴体部において、」−側磁極外部筒8の貫通
孔10内で緊密に接合しなから摺動できる。この」二側
磁極内部筒9の胴f(り部基端の外周にはネジ部9aが
形成され、また底面にはガイド穴19が穿設されている
。そして、上側磁極内部筒9の胴体部先端付近には、上
記」二側磁極外部筒8の貫通孔10にほぼ完全に補合し
て上側磁極内部筒9の中心軸合わせ、即ち上側磁極片7
の芯出しを行うようになっている。
方向に延びる孔11が形成され、截頭円錐形状、即ちテ
ーパ伏の頭部9aと、この頭部9aに連続した胴体部と
から成り、胴体部において、」−側磁極外部筒8の貫通
孔10内で緊密に接合しなから摺動できる。この」二側
磁極内部筒9の胴f(り部基端の外周にはネジ部9aが
形成され、また底面にはガイド穴19が穿設されている
。そして、上側磁極内部筒9の胴体部先端付近には、上
記」二側磁極外部筒8の貫通孔10にほぼ完全に補合し
て上側磁極内部筒9の中心軸合わせ、即ち上側磁極片7
の芯出しを行うようになっている。
才た、上側磁極外部筒8内には、内側面に」二記ネジ部
9CK螺合するネジ22が形成されたクラウンギア17
が配置してあり、このクラウンギア17は、ベース部材
15に回転可能に取付けられ、■1つI−側位’; 、
lij!i lノ目jll fl’万9に係合している
。このクラウンギア17け一土に1外周部分にラック構
71iのギアt#’t 21をイfしている。これに対
して、継鉄1の外側から内側へ向けて、シール部443
0によりシールされ、回転可能に支持された駆動棒18
が延設さねて封り、その先mijにdギア歯21に噛合
するピニオン20が形成されている。こうして、駆動棒
18とクラウンギア17とは、駆動II 18を同転さ
せてこの回転をクラウンギア17に伝え、クラウンギア
17のオシ22を介して」−側磁極内部筒9をト下動ン
Nせる駆動機構を構成している。ペース部利15には、
−に側磁極内部筒9に穿設したガイド穴19に嵌入する
ガイドピン1Gが固定数句けされ、クラウンギア17の
回転によって1−側磁極内部筒9がl’H−il転しな
いよう支持している。
9CK螺合するネジ22が形成されたクラウンギア17
が配置してあり、このクラウンギア17は、ベース部材
15に回転可能に取付けられ、■1つI−側位’; 、
lij!i lノ目jll fl’万9に係合している
。このクラウンギア17け一土に1外周部分にラック構
71iのギアt#’t 21をイfしている。これに対
して、継鉄1の外側から内側へ向けて、シール部443
0によりシールされ、回転可能に支持された駆動棒18
が延設さねて封り、その先mijにdギア歯21に噛合
するピニオン20が形成されている。こうして、駆動棒
18とクラウンギア17とは、駆動II 18を同転さ
せてこの回転をクラウンギア17に伝え、クラウンギア
17のオシ22を介して」−側磁極内部筒9をト下動ン
Nせる駆動機構を構成している。ペース部利15には、
−に側磁極内部筒9に穿設したガイド穴19に嵌入する
ガイドピン1Gが固定数句けされ、クラウンギア17の
回転によって1−側磁極内部筒9がl’H−il転しな
いよう支持している。
他方、下側磁極片31は、間1t’a 50の下側に当
る継鉄1の中央部に13いて、継鉄1に形成した腔36
内に1合?人固定した下側磁極外部筒32と、この下側
磁極外部筒32内に摺動可能に支持された下側磁イ10
2内部筒33と、下側磁極内部筒33を下側磁り、」−
記磁極片7と同梯、一つの可動型の磁極片を構成してい
る。
る継鉄1の中央部に13いて、継鉄1に形成した腔36
内に1合?人固定した下側磁極外部筒32と、この下側
磁極外部筒32内に摺動可能に支持された下側磁イ10
2内部筒33と、下側磁極内部筒33を下側磁り、」−
記磁極片7と同梯、一つの可動型の磁極片を構成してい
る。
下側磁極外))1;筒32は、頂部径寸法りを有し、中
心部を貫通して延びる貫通孔34が形成された、略截頭
円α[体状の筒体から成り、継鉄1に形成された腔36
内に圧入等の方法で嵌入されている。
心部を貫通して延びる貫通孔34が形成された、略截頭
円α[体状の筒体から成り、継鉄1に形成された腔36
内に圧入等の方法で嵌入されている。
下側磁極外部筒32をj察36内に嵌入するには、腔3
6の周壁に沿って切欠i′IJj 37全形成し、この
切欠面37内に超弾性合金を成形して成るリング状のカ
ラー38を装頬−(シ、このカラー38内に下側磁極外
部筒32ヲ・押し込むことによって取付ける。これによ
り、下[I磁極外部筒32と腔36との間のはめ合いの
隙間を、下側磁極外部筒8の外周に沿って均一にするこ
とができる。
6の周壁に沿って切欠i′IJj 37全形成し、この
切欠面37内に超弾性合金を成形して成るリング状のカ
ラー38を装頬−(シ、このカラー38内に下側磁極外
部筒32ヲ・押し込むことによって取付ける。これによ
り、下[I磁極外部筒32と腔36との間のはめ合いの
隙間を、下側磁極外部筒8の外周に沿って均一にするこ
とができる。
一方、下側磁極内部筒33は、頂部径寸法dを有し、中
心部に:l−3いてlIq]1方向に延びる孔35が形
成、され、截頭円M1−形状の頭部33aと、この頭部
33 aに連続した胴体部とから成り、胴体部において
下側磁極外部筒32の貫通孔34内壁に緊密に接合しt
fがら1習動することができる。この下側磁極内部筒3
3の胴体部基端の外周にυ゛J、ネ・ジ部330が形成
され、また底面にd−ガイド穴43が穿設されている、 そして、こねらの下flTll m JfJi、外部筒
32と下側イ1η極内部筒33表の間において、ド側磁
4iiji外j’1−1) fi’万33に開設したじ
j通孔34には、先!/1ili部がやや先細りになる
様、テーバ部32aが設けられている。他方、下側磁極
内i”71(筒33の胴体部先端付近には、上記下側イ
υロi11′L外ト11(筒32のテーバ部32aに対
応するテーバ)31ζ331)が形成されており、下側
磁極内部筒33が−1−’ +1111 (♂ヱl:I
ll外部筒32内を先端方向に向かって最も進んだとき
、下側磁極内部筒33が下側磁極外部筒32の貫通孔3
4にほぼ完全に補合して下側磁極内部筒33の中心軸合
わせ、即ち下側磁極片31の芯出しを行うようになって
いる。
心部に:l−3いてlIq]1方向に延びる孔35が形
成、され、截頭円M1−形状の頭部33aと、この頭部
33 aに連続した胴体部とから成り、胴体部において
下側磁極外部筒32の貫通孔34内壁に緊密に接合しt
fがら1習動することができる。この下側磁極内部筒3
3の胴体部基端の外周にυ゛J、ネ・ジ部330が形成
され、また底面にd−ガイド穴43が穿設されている、 そして、こねらの下flTll m JfJi、外部筒
32と下側イ1η極内部筒33表の間において、ド側磁
4iiji外j’1−1) fi’万33に開設したじ
j通孔34には、先!/1ili部がやや先細りになる
様、テーバ部32aが設けられている。他方、下側磁極
内i”71(筒33の胴体部先端付近には、上記下側イ
υロi11′L外ト11(筒32のテーバ部32aに対
応するテーバ)31ζ331)が形成されており、下側
磁極内部筒33が−1−’ +1111 (♂ヱl:I
ll外部筒32内を先端方向に向かって最も進んだとき
、下側磁極内部筒33が下側磁極外部筒32の貫通孔3
4にほぼ完全に補合して下側磁極内部筒33の中心軸合
わせ、即ち下側磁極片31の芯出しを行うようになって
いる。
また、下側磁極外↑)11筒32内には、内側面に上記
ネジ部33Cに4(2合するネジ46カ4“構成された
クラウンギア41が配置してあり、このクラウンギア4
1はベース部材39によって回転可能に数句はられ、下
側磁極内部筒33に係合している。このクラウンギア4
1けまた、外周部分にラック構造のギア?+445を有
している。これに対して、継鉄1の外部から内部へ向け
て回転可能な駆動棒42が延設されており、当該駆動棒
42の先端にはギア歯45に噛合するビニオン44が形
成されている。
ネジ部33Cに4(2合するネジ46カ4“構成された
クラウンギア41が配置してあり、このクラウンギア4
1はベース部材39によって回転可能に数句はられ、下
側磁極内部筒33に係合している。このクラウンギア4
1けまた、外周部分にラック構造のギア?+445を有
している。これに対して、継鉄1の外部から内部へ向け
て回転可能な駆動棒42が延設されており、当該駆動棒
42の先端にはギア歯45に噛合するビニオン44が形
成されている。
こうして駆動棒42とクラウンギア41とは、駆動(奉
42を回転させてこの回転をクラウンギア41に伝え、
クラウンギア41のネジ46を介して下側磁極内部筒3
3を上下動させる駆動機構を構成している。ベース部材
39には、下側磁極内部筒33に穿設したガイド穴43
に嵌入するガイドビン40が固定取付けされ、クラウン
ギア41の回転によって下側磁極内部筒が回転しないよ
うにしている。
42を回転させてこの回転をクラウンギア41に伝え、
クラウンギア41のネジ46を介して下側磁極内部筒3
3を上下動させる駆動機構を構成している。ベース部材
39には、下側磁極内部筒33に穿設したガイド穴43
に嵌入するガイドビン40が固定取付けされ、クラウン
ギア41の回転によって下側磁極内部筒が回転しないよ
うにしている。
このように構成された上側磁極片7と下側磁極片31と
の間には、試料ステージnと、試料から散乱された電子
線を所定の範囲で絞り作動する対物絞り24とが配設さ
れている。対物絞り24は、継鉄1の外側から内側へ向
けて延設された絞り支持体すによって支持される。絞り
支持体25は、先端部で対物絞す24を支持する一方、
基端部26は、間隙50内を高真空に保つため、継鉄1
の外周面にr#’i 29夕彩成すると共に、この溝2
9内にO−リング28全配置して成るシール部に当接し
て保持さ才■る。捷な、絞り支持体25のJ、を端部2
6は、紹′鉄1の1111壁に設けたフランジ部1aに
取付けた調節ねじ27に当接せしめられ、このIWA節
ねじ27を作動させることによって紋り支持体25の高
さ111.1d節をすることができるようになっている
。
の間には、試料ステージnと、試料から散乱された電子
線を所定の範囲で絞り作動する対物絞り24とが配設さ
れている。対物絞り24は、継鉄1の外側から内側へ向
けて延設された絞り支持体すによって支持される。絞り
支持体25は、先端部で対物絞す24を支持する一方、
基端部26は、間隙50内を高真空に保つため、継鉄1
の外周面にr#’i 29夕彩成すると共に、この溝2
9内にO−リング28全配置して成るシール部に当接し
て保持さ才■る。捷な、絞り支持体25のJ、を端部2
6は、紹′鉄1の1111壁に設けたフランジ部1aに
取付けた調節ねじ27に当接せしめられ、このIWA節
ねじ27を作動させることによって紋り支持体25の高
さ111.1d節をすることができるようになっている
。
また、−1−州政1::jI片72二下11[11磁極
片31との間において、I−+1111磁極外部官i′
+8と下側磁4i!i外ざ1−箭32との間にはシト磁
イメ1体材料から出来た194離片47が介装してあり
、上側磁極外部筒8と下側磁極外部筒32とを一体構z
1+にしている。このため、土工両側の磁極外部筒8,
32け、互いの中心軸を一旦整合させJlげ、その後は
中心軸がずれることはなくなり、電子経路5,6と連続
して正確な電子+l1lh道を作る。また、」−下側磁
411Jλ片7.31間に加わったり・や大な吸引力分
、」−下側磁極外部筒8,32の嵌合固定部と共にこの
隔離片47で支持することができる。もちろん、上に述
べた駆動棒1B 、 42及び絞シ支持体25が隔離片
47を貫通して延びることができるよう、隔離片47に
は所定の部所に孔が開設しである。
片31との間において、I−+1111磁極外部官i′
+8と下側磁4i!i外ざ1−箭32との間にはシト磁
イメ1体材料から出来た194離片47が介装してあり
、上側磁極外部筒8と下側磁極外部筒32とを一体構z
1+にしている。このため、土工両側の磁極外部筒8,
32け、互いの中心軸を一旦整合させJlげ、その後は
中心軸がずれることはなくなり、電子経路5,6と連続
して正確な電子+l1lh道を作る。また、」−下側磁
411Jλ片7.31間に加わったり・や大な吸引力分
、」−下側磁極外部筒8,32の嵌合固定部と共にこの
隔離片47で支持することができる。もちろん、上に述
べた駆動棒1B 、 42及び絞シ支持体25が隔離片
47を貫通して延びることができるよう、隔離片47に
は所定の部所に孔が開設しである。
なお、」二の説明では、上側磁極片7及び下側磁極片3
1のいずれについても、磁極外部筒8゜32と磁極内部
筒9,33との組合わせによるr+7動磁極片となって
いるが、試A:]ステージ23に対する磁極の変動は、
上側磁極片7又は上側磁極片31のいずれかを可動にす
れば行うことができる。
1のいずれについても、磁極外部筒8゜32と磁極内部
筒9,33との組合わせによるr+7動磁極片となって
いるが、試A:]ステージ23に対する磁極の変動は、
上側磁極片7又は上側磁極片31のいずれかを可動にす
れば行うことができる。
したがって、−上側磁極片7又は下側磁極片31のうち
いずれか一方のみを可動型とし、他方を固定型構造にし
てもよい。!また、上側磁極片7及び下側磁極片31け
、それぞれ独立した駆動機構に連結されて独自に可動操
作するようになっているが、上側又は下側磁極片7,3
1の可動部分、即ち磁極内部筒9,33のうちいずれか
一方の磁極内部筒のみを駆動機構によって作動出来るよ
うにし、他方については、隔離片47によって上下側磁
極外部筒8,32を一体的に連結したのと同様に、−]
−記一方の磁極内部筒に固定連結17、当該一方の磁極
内部筒が駆動機構の作動により摺動するとき、一定の磁
極間ギャップを保ちながら一緒に摺動辻動するようにし
てもよい。
いずれか一方のみを可動型とし、他方を固定型構造にし
てもよい。!また、上側磁極片7及び下側磁極片31け
、それぞれ独立した駆動機構に連結されて独自に可動操
作するようになっているが、上側又は下側磁極片7,3
1の可動部分、即ち磁極内部筒9,33のうちいずれか
一方の磁極内部筒のみを駆動機構によって作動出来るよ
うにし、他方については、隔離片47によって上下側磁
極外部筒8,32を一体的に連結したのと同様に、−]
−記一方の磁極内部筒に固定連結17、当該一方の磁極
内部筒が駆動機構の作動により摺動するとき、一定の磁
極間ギャップを保ちながら一緒に摺動辻動するようにし
てもよい。
−1−記のようにス・j物しンズの磁JiIIi片7,
31を可動型にし、磁4II)i間隙を変えたり、il
(料に対する磁極片の位11Tを変えたりすることがで
きるようになったことに鑑み付属部品には磁極片の移動
にZ・I応できる様改良されている。例えば試料ステー
ジ2301、磁極片が試料のごく近く寸で移動すること
が出来るように構成されている。即ち試料ステージ23
は、第2図に示すように、試料を充分な支持力で支えら
れる様、2〜3ミリメートルの淳味を有する枠体51と
、この枠体51に支持され、はぼ中央部に試別53を設
置している試料載fifJ板52とから成る。枠体51
は、内部をくり抜き概矩形状のフレーム構造を有し、そ
の内周に沿って濯54が形成されている。試料載置板5
2け、この上にrI′いた試料53及びメツシュ全含め
ても0.1〜0.3ミリメートルの極めて薄い板から成
り、枠体51の溝54にスライド挿入することにより試
別53をセットする様になっている。
31を可動型にし、磁4II)i間隙を変えたり、il
(料に対する磁極片の位11Tを変えたりすることがで
きるようになったことに鑑み付属部品には磁極片の移動
にZ・I応できる様改良されている。例えば試料ステー
ジ2301、磁極片が試料のごく近く寸で移動すること
が出来るように構成されている。即ち試料ステージ23
は、第2図に示すように、試料を充分な支持力で支えら
れる様、2〜3ミリメートルの淳味を有する枠体51と
、この枠体51に支持され、はぼ中央部に試別53を設
置している試料載fifJ板52とから成る。枠体51
は、内部をくり抜き概矩形状のフレーム構造を有し、そ
の内周に沿って濯54が形成されている。試料載置板5
2け、この上にrI′いた試料53及びメツシュ全含め
ても0.1〜0.3ミリメートルの極めて薄い板から成
り、枠体51の溝54にスライド挿入することにより試
別53をセットする様になっている。
したがって試別53を枠体51内に設inシた後におい
ては、試料53部分の厚さは枠体51の厚さの約1とな
り、試別53面は枠体51の一般面から一段0 下った場所に位置する。
ては、試料53部分の厚さは枠体51の厚さの約1とな
り、試別53面は枠体51の一般面から一段0 下った場所に位置する。
このように試料53と最小の磁極片間隔で観察しようと
すれば、」二記磁極片間隔は05ミリメートル程度まで
狭めることが出来、高分解能観察像が得られるにもかか
わらず、従来においては、対物レンズの磁極片が固定さ
れていたため、試別ステージnの枠体51が磁極片間隙
に充分挿入し得る3〜・1ミリメートルの寸法が最小の
対物レンズ磁極間隙とされていた。本発明においては、
可動磁極片7,31と上記試別ステージnとの活用によ
り、上記従来の対物レンズよりも小さな磁極片間隙を形
成することができる。即ち、先ず試料を対物レンズ磁極
間に挿入するには、第3図に示すように、可動磁極片で
ある1−側磁極片7か又は下側磁4illλ片31を作
動させてV1磁極1141を所定寸法以−1−広げる。
すれば、」二記磁極片間隔は05ミリメートル程度まで
狭めることが出来、高分解能観察像が得られるにもかか
わらず、従来においては、対物レンズの磁極片が固定さ
れていたため、試別ステージnの枠体51が磁極片間隙
に充分挿入し得る3〜・1ミリメートルの寸法が最小の
対物レンズ磁極間隙とされていた。本発明においては、
可動磁極片7,31と上記試別ステージnとの活用によ
り、上記従来の対物レンズよりも小さな磁極片間隙を形
成することができる。即ち、先ず試料を対物レンズ磁極
間に挿入するには、第3図に示すように、可動磁極片で
ある1−側磁極片7か又は下側磁4illλ片31を作
動させてV1磁極1141を所定寸法以−1−広げる。
第3図における作動状態では、下側磁極内部筒33を下
方へと移動させて磁極片間隙を広げ、この磁極片間隙内
に試才」ステージ23を挿入した後、」二記下叫磁h1
1:内部筒33を−1一方へ移動させ、第4図に示すよ
うに、試料ステージ23の四部55内に下(IIII磁
極内部筒33の頭部と挿入しm、j極片が試料53に極
めで近1iシた位置に来る様にすることができる。した
がって、試料観察時における磁極間隙を従来に比べて小
さくすることができる。とりわ0、」−述した下側磁極
片31に13ける磁極の」−下操作を上側磁極片7につ
いても行い、試料挿入時はいずれの磁極片7,31につ
いても磁極内部筒9,33を後退位置に壕でずらせて磁
極間隙を広げ、試料観察時Klま、双方の磁極内部筒9
,33を前進させいずれの頭部をも試料ステージ23の
四部55内に挿入して試料53に極めて近接した位置に
来る様にすることにより、磁極LLU ffaを1ミリ
メートル以下にして観察することができる。このときは
、上側磁極片Iと下側磁極片31との間において、可動
部分である磁極内部筒9,33が最も前進したときの磁
極間隙が1ミリメートル以下になるように設d1値を決
めておく。ぞして、かかる観察手段を実行することによ
り、磁極間隙長に対する従来の観念の大きく破ることが
出来、超高分解能力を有する対物レンズと得ることがで
きる。そして磁極間隙を小さく出来ることにより、コイ
ルに流す励磁電流を低く抑えても強力な励磁力が?:J
られ、経済的な使用が可能になる。
方へと移動させて磁極片間隙を広げ、この磁極片間隙内
に試才」ステージ23を挿入した後、」二記下叫磁h1
1:内部筒33を−1一方へ移動させ、第4図に示すよ
うに、試料ステージ23の四部55内に下(IIII磁
極内部筒33の頭部と挿入しm、j極片が試料53に極
めで近1iシた位置に来る様にすることができる。した
がって、試料観察時における磁極間隙を従来に比べて小
さくすることができる。とりわ0、」−述した下側磁極
片31に13ける磁極の」−下操作を上側磁極片7につ
いても行い、試料挿入時はいずれの磁極片7,31につ
いても磁極内部筒9,33を後退位置に壕でずらせて磁
極間隙を広げ、試料観察時Klま、双方の磁極内部筒9
,33を前進させいずれの頭部をも試料ステージ23の
四部55内に挿入して試料53に極めて近接した位置に
来る様にすることにより、磁極LLU ffaを1ミリ
メートル以下にして観察することができる。このときは
、上側磁極片Iと下側磁極片31との間において、可動
部分である磁極内部筒9,33が最も前進したときの磁
極間隙が1ミリメートル以下になるように設d1値を決
めておく。ぞして、かかる観察手段を実行することによ
り、磁極間隙長に対する従来の観念の大きく破ることが
出来、超高分解能力を有する対物レンズと得ることがで
きる。そして磁極間隙を小さく出来ることにより、コイ
ルに流す励磁電流を低く抑えても強力な励磁力が?:J
られ、経済的な使用が可能になる。
以」−説明したように、本発明によれば、対物レンズの
磁極片のうち少なくとも一方を上下移動可能に構成し、
また試料ステージを所定の剛性を有する枠体とこの枠体
に係止させた薄板状の試料載置板とで構成し、試料観察
時において、必要に応じて可動磁極片の頭部を枠体と試
料載置板との間に形成された門部内に挿入可能としたた
め、磁極間隙長を従来における磁極よりも遥かに小さく
することが可能となり、高分解能の対物レンズにするこ
とが出来る。
磁極片のうち少なくとも一方を上下移動可能に構成し、
また試料ステージを所定の剛性を有する枠体とこの枠体
に係止させた薄板状の試料載置板とで構成し、試料観察
時において、必要に応じて可動磁極片の頭部を枠体と試
料載置板との間に形成された門部内に挿入可能としたた
め、磁極間隙長を従来における磁極よりも遥かに小さく
することが可能となり、高分解能の対物レンズにするこ
とが出来る。
なお」二記実施例においては、例えば生物試料等の観察
に用いる電子顕微鏡を例に挙げて説明して来たが、必ず
しもこのような装置にのみ適用されるものでなく、試料
の厚さが枠体よりも薄い値に設定しうるいかなる場合に
も適用することが出来、特に、半導体のウエノ1−と走
査型電子顕微鏡で観察する場合にも応用することが出来
、いずれも対物レンズの分解能を飛躍的に向−1ニさせ
ることができる。
に用いる電子顕微鏡を例に挙げて説明して来たが、必ず
しもこのような装置にのみ適用されるものでなく、試料
の厚さが枠体よりも薄い値に設定しうるいかなる場合に
も適用することが出来、特に、半導体のウエノ1−と走
査型電子顕微鏡で観察する場合にも応用することが出来
、いずれも対物レンズの分解能を飛躍的に向−1ニさせ
ることができる。
また、第1図からも明らかなように、磁極片間には付属
部品として試料ステージの外に絞りが挿入され、また図
には示されていないが、試料ステージや絞り以外にも、
冷却ファンや試料からの反射電子検出器等の各種付属部
品が装填される。そして、これらの付属部品に関しても
試料ステージについて上に述べたと同様な事態が発生す
るから、対物レンズ磁極片の上下動を活用して付属品主
要部と付属品枠体との寸法差を吸収することができる。
部品として試料ステージの外に絞りが挿入され、また図
には示されていないが、試料ステージや絞り以外にも、
冷却ファンや試料からの反射電子検出器等の各種付属部
品が装填される。そして、これらの付属部品に関しても
試料ステージについて上に述べたと同様な事態が発生す
るから、対物レンズ磁極片の上下動を活用して付属品主
要部と付属品枠体との寸法差を吸収することができる。
第1図は、本発明の一実施例に係る電子線装置の対物レ
ンズの構造を示す断面図である。 第2図は、本発明の実施例において用いる付属部品の一
例である試料ステージの構成を示す斜視図である。 第3図は、本発明の実施例における試料ステージ挿入作
業状態を示す断面図である。 第4図は、本発明の実施例における試料観察作業状態と
示す断面図である。 1・・・継鉄 2,3・・・磁極コイル7・・
・上側磁極片 n・・・試料ステージ24・・・絞り
ンズの構造を示す断面図である。 第2図は、本発明の実施例において用いる付属部品の一
例である試料ステージの構成を示す斜視図である。 第3図は、本発明の実施例における試料ステージ挿入作
業状態を示す断面図である。 第4図は、本発明の実施例における試料観察作業状態と
示す断面図である。 1・・・継鉄 2,3・・・磁極コイル7・・
・上側磁極片 n・・・試料ステージ24・・・絞り
Claims (1)
- レンズ本体部と、このレンズ本体部に数個けられ、1−
下方向に所シ;!のギャップを11′tいて対向してい
る一対の磁極片と、これらの磁極片間のギャップ内に挿
入1F能な付属部品とを有する対物レンズに:L;いて
、前記一対の磁極片のうち少なくとも一方を、上下方向
に移動可能に構成する一方、イ・1属部品を、磁極片の
頭部が嵌入して付属品主要部に近接出来るように構成し
、前記付属品挿入時には可動磁極片を作動させて磁極間
ギャップを拡大させ、像観察時には磁極間ギャップを狭
小化させ得るようにしたことを特徴とする電子線装+t
’tの対物レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56124792A JPS5826439A (ja) | 1981-08-11 | 1981-08-11 | 電子線装置の対物レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56124792A JPS5826439A (ja) | 1981-08-11 | 1981-08-11 | 電子線装置の対物レンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5826439A true JPS5826439A (ja) | 1983-02-16 |
Family
ID=14894231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56124792A Pending JPS5826439A (ja) | 1981-08-11 | 1981-08-11 | 電子線装置の対物レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5826439A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6059457U (ja) * | 1983-09-30 | 1985-04-25 | 株式会社明石製作所 | 電子線装置 |
| WO1999053517A1 (en) * | 1998-04-08 | 1999-10-21 | Shimadzu Research Laboratory (Europe) Ltd. | Magnetic immersion lenses |
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