JPS5837939B2 - 電子レンズ - Google Patents
電子レンズInfo
- Publication number
- JPS5837939B2 JPS5837939B2 JP53119943A JP11994378A JPS5837939B2 JP S5837939 B2 JPS5837939 B2 JP S5837939B2 JP 53119943 A JP53119943 A JP 53119943A JP 11994378 A JP11994378 A JP 11994378A JP S5837939 B2 JPS5837939 B2 JP S5837939B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- gap
- stage
- double
- strength
- 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.)
- Expired
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は単一の磁気回路に複数の磁極間隙を有する電子
レンズに関する。
レンズに関する。
，走査電子顕微鏡等では、電子銃直下にできるクロスオ
ーバ像をレンズ系により試料面上に縮小結像している。
ーバ像をレンズ系により試料面上に縮小結像している。
一般に、このレンズ系として、二段レンズ系や三段レン
ズ系が使用されているが、特に、装置のコンパクト化（
鏡簡の長さを短くする）等を目的とした場合には、三段
レンズ系が使用されている。
ズ系が使用されているが、特に、装置のコンパクト化（
鏡簡の長さを短くする）等を目的とした場合には、三段
レンズ系が使用されている。
三段レンズ系にはそれぞれ独立した三つのレンズから構
成されているものと、単一の磁気回路に二つのギャップ
（間隙）を持った、いわゆるダブルギャップレンズとこ
れと独立したレンズから構成されているものがある。
成されているものと、単一の磁気回路に二つのギャップ
（間隙）を持った、いわゆるダブルギャップレンズとこ
れと独立したレンズから構成されているものがある。
濾て、後者の如き三段レンズ系のダブルギャップレンズ
は、各ギャップのレンズ強度が同一になるように構成さ
れている。
は、各ギャップのレンズ強度が同一になるように構成さ
れている。
従って、走査電子顕微鏡等では必須の操作とも言えるレ
ンズ励磁強度を最大にして電子線を最犬に絞り、高分解
能試料像を得ようとする場合と、逆に励磁強度を最小に
して電子線を最犬に拡げ、最大電子線電流試料像を得よ
うとする場合に問題が生ずる。
ンズ励磁強度を最大にして電子線を最犬に絞り、高分解
能試料像を得ようとする場合と、逆に励磁強度を最小に
して電子線を最犬に拡げ、最大電子線電流試料像を得よ
うとする場合に問題が生ずる。
各場合の光略図がそれぞれ第１図ａ，ｂである。
（但し、図中１は電子銃直下にできるクロスオーバ像、
２，２′はラインＡ１上に存在するダブルギャップレン
ズの前段レンズの結像点、３，３′ はラインＡ２上に
存在するダブルギャップレンズの後段レンズの結像点、
４，４′ はラインＢ上に存在する対物レンズの結像点
、５は試料である）すなわち、ダブルギャップ後段レン
ズの光軸上の結像点３と３′の隔たりｄ１が著しく大き
い。
２，２′はラインＡ１上に存在するダブルギャップレン
ズの前段レンズの結像点、３，３′ はラインＡ２上に
存在するダブルギャップレンズの後段レンズの結像点、
４，４′ はラインＢ上に存在する対物レンズの結像点
、５は試料である）すなわち、ダブルギャップ後段レン
ズの光軸上の結像点３と３′の隔たりｄ１が著しく大き
い。
従って、ダブルギャップレンズと試料の間に置かれた対
物レンズの励磁の強さを、ダブルギャップレンズの前記
操作に従属的に調整し、ダブルギャップ後段レンズの光
軸上の結像点の像を試料面上でフォーカスさせるように
していた。
物レンズの励磁の強さを、ダブルギャップレンズの前記
操作に従属的に調整し、ダブルギャップ後段レンズの光
軸上の結像点の像を試料面上でフォーカスさせるように
していた。
本発明は、この様な欠点を解決する為になされたもので
、新規な電子レンズを提供するものである。
、新規な電子レンズを提供するものである。
第２図は本発明の一実施例を示したダブルギャップレン
ズの概略図で、１０はヨーク，１１は励磁コイル，１２
．１３はそれぞれ前段レンズの上部磁極片，下部磁極片
で、該二つの磁極片はスペーサ−１４によって一体化さ
れている。
ズの概略図で、１０はヨーク，１１は励磁コイル，１２
．１３はそれぞれ前段レンズの上部磁極片，下部磁極片
で、該二つの磁極片はスペーサ−１４によって一体化さ
れている。
１５，１６はそれぞれ後段レンズの上部磁極片，下部磁
極片で、スペーサ１７によって一体化されている。
極片で、スペーサ１７によって一体化されている。
さて、単一の磁気回路に二つのギャップを有するダブル
ギャップレンズ等価格回路は、第３図に示す様になる。
ギャップレンズ等価格回路は、第３図に示す様になる。
（但し、Ｅｏほこの磁気回路の起磁力、Ｅ，，Ｅ２はそ
れぞれ前段，後段レンズのギャップに生ずる起磁力、Ｒ
１，Ｒ２はそれぞれ前段，後段レンズの磁気抵抗とする
）該ダブルギャップレンズの前段レンズ、後段レンズの
焦点距離をそれぞれｆ１，ｆ２とし、第４図に示す様に
、上部磁極片Ｏと下部磁極片ＵのギャップをＱ，穴径を
Ｐ、下部磁極片の上面面積をＳとしたとき、磁気抵抗Ｒ
はギャップＱに比例し、又、面積Ｓに反比例する。
れぞれ前段，後段レンズのギャップに生ずる起磁力、Ｒ
１，Ｒ２はそれぞれ前段，後段レンズの磁気抵抗とする
）該ダブルギャップレンズの前段レンズ、後段レンズの
焦点距離をそれぞれｆ１，ｆ２とし、第４図に示す様に
、上部磁極片Ｏと下部磁極片ＵのギャップをＱ，穴径を
Ｐ、下部磁極片の上面面積をＳとしたとき、磁気抵抗Ｒ
はギャップＱに比例し、又、面積Ｓに反比例する。
又、この磁気回路の起磁力が一定であれば、レンズ焦点
距離ｆは穴径ＰとギャップＱにそれぞれ比例する。
距離ｆは穴径ＰとギャップＱにそれぞれ比例する。
本発明では、前述の如き関係を利用して、後段レンズの
レンズ強度が前段レンズのレンズ強度の凡そ３倍から１
０倍になるように構或したことを特徴としている。
レンズ強度が前段レンズのレンズ強度の凡そ３倍から１
０倍になるように構或したことを特徴としている。
すなわち前段レンズの穴径を後段レンズの穴径に比べ前
述のレンズ強度比が得られるよう大きくしている。
述のレンズ強度比が得られるよう大きくしている。
この様に成せば、後段レンズの焦点距離ｆ２が前段レン
ズの焦点距離ｆ１ より凡そ３倍から１０倍小さくな
る。
ズの焦点距離ｆ１ より凡そ３倍から１０倍小さくな
る。
すなわち、後段レンズのレンズ強度が、前段レンズのレ
ンズ強度の凡そ３倍から１０倍大きくなる。
ンズ強度の凡そ３倍から１０倍大きくなる。
同、前段レンズの穴径を大きくすれば、上部磁極片の上
面面積が小さくなり、磁気抵抗Ｒ１が大きくなるが、穴
径の増加に対する該面積の減少程度は非常に小さいので
、磁気抵抗Ｒ１の増加は無視しうる。
面面積が小さくなり、磁気抵抗Ｒ１が大きくなるが、穴
径の増加に対する該面積の減少程度は非常に小さいので
、磁気抵抗Ｒ１の増加は無視しうる。
又前段レンズのギャップを後段レンズのギャップに比べ
数倍大きくすれば、前段レンズの磁気抵抗Ｒ１が大きく
なってし１い、等価回路から明らかな如く、後段レンズ
のレンズ強度も弱くなるので、各段レンズのギャップハ
共に小さくなる。
数倍大きくすれば、前段レンズの磁気抵抗Ｒ１が大きく
なってし１い、等価回路から明らかな如く、後段レンズ
のレンズ強度も弱くなるので、各段レンズのギャップハ
共に小さくなる。
斯くの如き構成されたダブルギャップレンズと、その下
方に対物レンズを配置した、いわゆる三段レンズ系のレ
ンズ励磁強度を最大にして電子線を最犬に絞った時と、
逆に励磁強度を最小にして電子線を最犬に広げた時の光
略図は、それぞれ第５［ｋａ，ｂの如くなる。
方に対物レンズを配置した、いわゆる三段レンズ系のレ
ンズ励磁強度を最大にして電子線を最犬に絞った時と、
逆に励磁強度を最小にして電子線を最犬に広げた時の光
略図は、それぞれ第５［ｋａ，ｂの如くなる。
（但し図中１は電子銃直下にできるクロスオーバ像、５
は試料、２０．２０’はラインＡ１上に存在するダブル
ギャップの前段レンズの結像点、３０，３０’Ｕライン
Ａ２上に存在するダブルギャップレンズの後段レンズの
結像点、４０．４０’はラインＢ上に存在する対物レン
ズの結像点である。
は試料、２０．２０’はラインＡ１上に存在するダブル
ギャップの前段レンズの結像点、３０，３０’Ｕライン
Ａ２上に存在するダブルギャップレンズの後段レンズの
結像点、４０．４０’はラインＢ上に存在する対物レン
ズの結像点である。
すなわち、ダブルギャップ後段レンズの光軸上結像点３
０．３０’の隔たりｄ２が著しく小さい。
０．３０’の隔たりｄ２が著しく小さい。
従って試料上での対物レンズ像のデイフォーカス程度が
無視できるようになり、少なくとも対物レンズの励磁の
強さを、ダブルギャップレンズの前記操作に従属的に調
整する必要はなくなり、操作が著しく簡単なものとする
。
無視できるようになり、少なくとも対物レンズの励磁の
強さを、ダブルギャップレンズの前記操作に従属的に調
整する必要はなくなり、操作が著しく簡単なものとする
。
伺後段レンズのレンズ強度を前段レンズのレンズ強度よ
り１０倍以上大きくすると、磁気飽和が起り、正常なレ
ンズ作用が行なわれない。
り１０倍以上大きくすると、磁気飽和が起り、正常なレ
ンズ作用が行なわれない。
又、３倍以下にすれば、ダブルギャップ後段レンズの光
軸上結像点３０．３０’の隔たりｄ２が前述した従来の
三段レンズ系のダブルギャップレンズにおける隔たりｄ
１ とさほど変わるなくなり効果が薄い。
軸上結像点３０．３０’の隔たりｄ２が前述した従来の
三段レンズ系のダブルギャップレンズにおける隔たりｄ
１ とさほど変わるなくなり効果が薄い。
第１１４ａ ｔ ｂは各々、ダブルギャップレンズを含
む従来の三段レンズ系の電子線を最犬に絞った時と最犬
に広げた時の光略図、第２図は本発明のダブルギャップ
レンズの一実施例図、第３図はその磁気的等価回路、第
４図は本発明の原理を説明する為に使用したレンズの一
部拡大図、第５図は本発明のダブルギャップレンズを含
む三段レンズ系の電子線を最大に絞った時と最犬に広げ
た時の光略図である。 １・・・・・・クロスオーバ像、５・・・・・・試料、
１０・・・・・・ヨーク、１１・・・・・・励磁コイル
、１２・・・・・・ダブルギャップレンズの前段レンズ
上部磁極片、１３・・・・・・ダブルギャップレンズの
前段レンズ下部磁極片、１４・・・・・・スペーサ、１
５・・・・・・ダブルギャップレンズの後段レンズ上部
磁極片、１６・・・・・・ダブルギャップレンズの後段
レンズ下部磁極片、１７・・・・・・スペーサ。
む従来の三段レンズ系の電子線を最犬に絞った時と最犬
に広げた時の光略図、第２図は本発明のダブルギャップ
レンズの一実施例図、第３図はその磁気的等価回路、第
４図は本発明の原理を説明する為に使用したレンズの一
部拡大図、第５図は本発明のダブルギャップレンズを含
む三段レンズ系の電子線を最大に絞った時と最犬に広げ
た時の光略図である。 １・・・・・・クロスオーバ像、５・・・・・・試料、
１０・・・・・・ヨーク、１１・・・・・・励磁コイル
、１２・・・・・・ダブルギャップレンズの前段レンズ
上部磁極片、１３・・・・・・ダブルギャップレンズの
前段レンズ下部磁極片、１４・・・・・・スペーサ、１
５・・・・・・ダブルギャップレンズの後段レンズ上部
磁極片、１６・・・・・・ダブルギャップレンズの後段
レンズ下部磁極片、１７・・・・・・スペーサ。
Claims (1)
- １ 電子銃から発生する電子線を試料上で細く集束させ
る為のレンズ系に使用される二段の電子レンズを単一磁
気回路で構或した装置に耘いて、前記単一磁気回路中に
二つの磁極間隙を設け、前段の間隙にできる磁界による
レンズの強度より後段の間隙にできる磁界によるレンズ
の強度が凡そ３倍から１０倍大きくなるように構成した
ことを特徴とする電子レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53119943A JPS5837939B2 (ja) | 1978-09-29 | 1978-09-29 | 電子レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53119943A JPS5837939B2 (ja) | 1978-09-29 | 1978-09-29 | 電子レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5546424A JPS5546424A (en) | 1980-04-01 |
| JPS5837939B2 true JPS5837939B2 (ja) | 1983-08-19 |
Family
ID=14774004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53119943A Expired JPS5837939B2 (ja) | 1978-09-29 | 1978-09-29 | 電子レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5837939B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6348937U (ja) * | 1986-09-18 | 1988-04-02 |
-
1978
- 1978-09-29 JP JP53119943A patent/JPS5837939B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6348937U (ja) * | 1986-09-18 | 1988-04-02 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5546424A (en) | 1980-04-01 |
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