JPS59123146A - 磁界シ−ルド対物レンズ - Google Patents
磁界シ−ルド対物レンズInfo
- Publication number
- JPS59123146A JPS59123146A JP57234186A JP23418682A JPS59123146A JP S59123146 A JPS59123146 A JP S59123146A JP 57234186 A JP57234186 A JP 57234186A JP 23418682 A JP23418682 A JP 23418682A JP S59123146 A JPS59123146 A JP S59123146A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- lens
- magnetic field
- gap
- pole piece
- 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.)
- Granted
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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、強磁性体試！３１を観察するための走査透過
電子顕微鏡用対物レンズに関する。
電子顕微鏡用対物レンズに関する。
強磁性体の試料像を観察するため、今まで、いくつかの
対物レンズが考案されている。これらのレンズはいずれ
も強磁性体試料をレンズ磁場からシールドするため、磁
極片に試料を挿入する孔を有しているが、従来の対物レ
ンズの内、第１の型のものは、試料より下方にレンズ磁
界を発生して試料を透過した電子線を結像するためのも
ので、このレンズは結像レンズとしての機能は有するが
、レンズ磁界を試料の上方に形成することはできないた
め試料に照射される電子線を細く絞る機能（照射レンズ
機能）は有していない。又、第２の型のレンズは試料の
上方に磁界を発生させて、試料に照射される電子線を細
く絞る機能は有していたが、試料を透過した電子線を結
像することはできなかった。従って、従来においては、
強磁性体試料の観察モードを透過像と走査像との間で切
換えるには対物レンズ又は磁極片の交換を要した。
対物レンズが考案されている。これらのレンズはいずれ
も強磁性体試料をレンズ磁場からシールドするため、磁
極片に試料を挿入する孔を有しているが、従来の対物レ
ンズの内、第１の型のものは、試料より下方にレンズ磁
界を発生して試料を透過した電子線を結像するためのも
ので、このレンズは結像レンズとしての機能は有するが
、レンズ磁界を試料の上方に形成することはできないた
め試料に照射される電子線を細く絞る機能（照射レンズ
機能）は有していない。又、第２の型のレンズは試料の
上方に磁界を発生させて、試料に照射される電子線を細
く絞る機能は有していたが、試料を透過した電子線を結
像することはできなかった。従って、従来においては、
強磁性体試料の観察モードを透過像と走査像との間で切
換えるには対物レンズ又は磁極片の交換を要した。
更に、従来のレンズにおいては、試料を透過した電子線
を螢光板上又はその近傍に配置された透過電子線検出器
−ヒに結像した状態で即ち、蛍光板の近傍に配置された
電子線検出器上に特定の次数の回折電子線が入射できる
ような状態で、試料上に照射される電子線を細く絞るこ
とはできず、強磁性体試料の位相コントラスト像あるい
は暗視野像を走査透過像モードで観察することはできな
かった。
を螢光板上又はその近傍に配置された透過電子線検出器
−ヒに結像した状態で即ち、蛍光板の近傍に配置された
電子線検出器上に特定の次数の回折電子線が入射できる
ような状態で、試料上に照射される電子線を細く絞るこ
とはできず、強磁性体試料の位相コントラスト像あるい
は暗視野像を走査透過像モードで観察することはできな
かった。
本発明はこのような従来の欠点を解決し、強磁性体試料
を観察する際に、対物レンズあるいは磁極片の交換なし
に透過像と走査像どの間で観察モードを切換え得ると共
に、試料の位相コントラスト像あるいは暗視野像を走査
透過モードで観察することのできる走査透過電子顕微鏡
用磁界シールド対物レンズを提供することを目的とする
もので、主コイルと、該主コイルより発生する第１の磁
束の磁路中に第１のギャップを介して配置された第１及
び第２の磁極片と、該磁路中に第２のギャップを介して
第２の磁極片と対向して配置された第３の磁極片と、第
１の磁極片との距離が第２の磁極片との距１ｉｆｔ Ｊ
：り小さくなるように備えられた第４の！ｉ磁極片、該
第４の磁極片と第１の１極片間に第２の磁束を通すため
の補助コイルと、前記主コイルの励磁電流と補助コイル
の励磁電流を独立に調節するための手段とを具備し、第
１のギャップに第１の磁束と第２の磁束を重畳したレン
ズ磁界が形成されるように構成したことを特徴としてい
る。
を観察する際に、対物レンズあるいは磁極片の交換なし
に透過像と走査像どの間で観察モードを切換え得ると共
に、試料の位相コントラスト像あるいは暗視野像を走査
透過モードで観察することのできる走査透過電子顕微鏡
用磁界シールド対物レンズを提供することを目的とする
もので、主コイルと、該主コイルより発生する第１の磁
束の磁路中に第１のギャップを介して配置された第１及
び第２の磁極片と、該磁路中に第２のギャップを介して
第２の磁極片と対向して配置された第３の磁極片と、第
１の磁極片との距離が第２の磁極片との距１ｉｆｔ Ｊ
：り小さくなるように備えられた第４の！ｉ磁極片、該
第４の磁極片と第１の１極片間に第２の磁束を通すため
の補助コイルと、前記主コイルの励磁電流と補助コイル
の励磁電流を独立に調節するための手段とを具備し、第
１のギャップに第１の磁束と第２の磁束を重畳したレン
ズ磁界が形成されるように構成したことを特徴としてい
る。
以下図面に基づき本発明の実施例を詳述する。
第１図は、本発明の一実施例を示すためのもので、図中
１は主コイルである、この主コイルには第１のレンズ電
？Ｔ！２よりレンズ電流が供給される。
１は主コイルである、この主コイルには第１のレンズ電
？Ｔ！２よりレンズ電流が供給される。
３は主コイル１より発生した磁束を磁極片に導くための
ヨークである。ヨーク３の上部（上ヨーク部）には第１
の磁極片４が取り付けられている。
ヨークである。ヨーク３の上部（上ヨーク部）には第１
の磁極片４が取り付けられている。
第１の磁極片４との間に第１のギャップＧ１を挾んで第
２の磁極片５が配置されている。この磁極片５は非磁性
体より成るスペーサー６によって支持されている。この
第２の磁極片５には、強磁性体試料７を挿入するための
孔８が穿たれている。
２の磁極片５が配置されている。この磁極片５は非磁性
体より成るスペーサー６によって支持されている。この
第２の磁極片５には、強磁性体試料７を挿入するための
孔８が穿たれている。
ヨーク３の中ヨーク部には、第２のギャップＧ２を挾ん
で第２の磁極片５に対向して第３の磁極片３− ９が取り付けられている。更に前記上ヨーク部には補助
コイル１０が取り付けられており、この補助コイル１０
には第２のレンズ電源１１より励磁電流が供給できるよ
うになっている。この補助コイルとしては主コイルの１
１５乃至１／１０程度の起磁力を有するものが選ばれて
いる。補助コイル１０を囲んで第４の磁極片１２が上ヨ
ーク部に接触して取り付けられている。補助コイル１０
の発生する磁束の殆んどが第１．第４の磁極４，１２間
を通るように、この第４の磁極１２は第１の磁極４との
距離が第２の磁極５との距離より充分小さくなるような
位置に取り付【づられでいる。
で第２の磁極片５に対向して第３の磁極片３− ９が取り付けられている。更に前記上ヨーク部には補助
コイル１０が取り付けられており、この補助コイル１０
には第２のレンズ電源１１より励磁電流が供給できるよ
うになっている。この補助コイルとしては主コイルの１
１５乃至１／１０程度の起磁力を有するものが選ばれて
いる。補助コイル１０を囲んで第４の磁極片１２が上ヨ
ーク部に接触して取り付けられている。補助コイル１０
の発生する磁束の殆んどが第１．第４の磁極４，１２間
を通るように、この第４の磁極１２は第１の磁極４との
距離が第２の磁極５との距離より充分小さくなるような
位置に取り付【づられでいる。
次にこのような対物レンズを備えた走査透過電子顕微鏡
の光学系を示す第２図を参照して、動作を説明する。
の光学系を示す第２図を参照して、動作を説明する。
まず、通常の透過像を観察しようとする際には、レンズ
雷１１ｉｉｔ２より励磁電流を主コイル１に供給する。
雷１１ｉｉｔ２より励磁電流を主コイル１に供給する。
その結果、第１ギヤツプＧ１には第１図（ｂ）において
実線イで示す如き磁界が発生し、第２ギヤツプＧ２には
第１図（ｂ）において実線口で示４− す如き磁界が発生し、試Ｆ３Ｉ７を完全にシールドした
状態でレンズ磁界が形成される。その結果、第２図（ａ
）に示すようにギャップＧ１における磁界によって形
成される前方磁界レンズ１３ａによって、電子線ＦＢは
殆んど絞られることなく試料７に入射する。そこで、試
料７を透過した電子線はギャップＧ２の磁界によって形
成される対物レンズの後方磁界レンズ１３ｂによって、
中間レンズ１４の物面に透過像Ｔ１として結像され、そ
のため蛍光板１６上には試料７の透過像Ｔ３が結像され
る。尚、１５は投影レンズであり、Ｄｌは試料７を透過
した電子線の回折像である。
実線イで示す如き磁界が発生し、第２ギヤツプＧ２には
第１図（ｂ）において実線口で示４− す如き磁界が発生し、試Ｆ３Ｉ７を完全にシールドした
状態でレンズ磁界が形成される。その結果、第２図（ａ
）に示すようにギャップＧ１における磁界によって形
成される前方磁界レンズ１３ａによって、電子線ＦＢは
殆んど絞られることなく試料７に入射する。そこで、試
料７を透過した電子線はギャップＧ２の磁界によって形
成される対物レンズの後方磁界レンズ１３ｂによって、
中間レンズ１４の物面に透過像Ｔ１として結像され、そ
のため蛍光板１６上には試料７の透過像Ｔ３が結像され
る。尚、１５は投影レンズであり、Ｄｌは試料７を透過
した電子線の回折像である。
又、試お１７の回折像を得ようとする際には、各レンズ
を第２図（ａ〉の励磁状態に保ったまま、中間レンズ１
４の物面を回折像Ｄ１の位置に合わせれば、第２図（ｂ
）に示す如く、蛍光板１６」−には回折像が映し出さ
れる。
を第２図（ａ〉の励磁状態に保ったまま、中間レンズ１
４の物面を回折像Ｄ１の位置に合わせれば、第２図（ｂ
）に示す如く、蛍光板１６」−には回折像が映し出さ
れる。
そこで、試料７の位相コントラスト像を走査透過像で観
察しようとする際には、中間レンズ１４の励磁を第２図
（ｂ ）の状態に保持したまま、第１図（ａ）に示した
第２のレンズ電［１１に励磁電流を供給する。その結果
、補助コイル１０にり第２の磁束が発生するが、この磁
束は主に第１゜第４の磁極片４．１２間を通る。従って
、第２のギャップＧ２にｄ３りる磁界強度は第１図（ｂ
）において実線口で示す強度のままであるが、第１ギ
ヤツプＧ１には実線イで示した磁界に重畳して、この第
２の磁束による磁界が生じるため、このギャップＧ１の
磁界強度は第１図（ｂ）において点線へで示すものに変
化覆る。その結果、第２図（Ｃ）に示すように前方磁界
レンズ１３ａによって電子線Ｆ１３は試料７の表面に細
く絞られることになる。この場合、後方磁界レンズ１３
ｂをはじめとする他のレンズのレンズ磁界は変化しない
ため、蛍光板１６上には、試料７を透過した電子線の回
折像が引き続いて得られる。そこで蛍光板１６を取り除
き、この回折像の１次回折電子線を通常蛍光板１６のや
や下方に配置されている電子線検出器１７ａ、１７ｂに
入射させる。そこで更に、試お１７に入射する電子線Ｅ
Ｂを図示外の偏向器により走査１ノ、その際の検出器１
７ａ及び若しくは１７ｂの出力信号をこの走査に同期し
て走査されているＣＲＴに供給すれば、このＣＲＴに走
査透過モードにおける暗視野像を得ることができる。
察しようとする際には、中間レンズ１４の励磁を第２図
（ｂ ）の状態に保持したまま、第１図（ａ）に示した
第２のレンズ電［１１に励磁電流を供給する。その結果
、補助コイル１０にり第２の磁束が発生するが、この磁
束は主に第１゜第４の磁極片４．１２間を通る。従って
、第２のギャップＧ２にｄ３りる磁界強度は第１図（ｂ
）において実線口で示す強度のままであるが、第１ギ
ヤツプＧ１には実線イで示した磁界に重畳して、この第
２の磁束による磁界が生じるため、このギャップＧ１の
磁界強度は第１図（ｂ）において点線へで示すものに変
化覆る。その結果、第２図（Ｃ）に示すように前方磁界
レンズ１３ａによって電子線Ｆ１３は試料７の表面に細
く絞られることになる。この場合、後方磁界レンズ１３
ｂをはじめとする他のレンズのレンズ磁界は変化しない
ため、蛍光板１６上には、試料７を透過した電子線の回
折像が引き続いて得られる。そこで蛍光板１６を取り除
き、この回折像の１次回折電子線を通常蛍光板１６のや
や下方に配置されている電子線検出器１７ａ、１７ｂに
入射させる。そこで更に、試お１７に入射する電子線Ｅ
Ｂを図示外の偏向器により走査１ノ、その際の検出器１
７ａ及び若しくは１７ｂの出力信号をこの走査に同期し
て走査されているＣＲＴに供給すれば、このＣＲＴに走
査透過モードにおける暗視野像を得ることができる。
又、検出器１７ａと１７ｂの差信号をＣＲＴに供給すれ
ば、走査透過モードにおける位相コン１〜ラスト像が得
られる。
ば、走査透過モードにおける位相コン１〜ラスト像が得
られる。
上述した説明から明らかなように、本発明に基づく磁界
シールド対物レンズにおいては、対物レンズの後方磁界
レンズの強度をほとんど変化させることなく、対物レン
ズの前方磁界レンズの強度のみを変化させることができ
るため、後方磁界レンズによって試料を透過した電子線
に基づく透過像が結像される励磁状態を保持したまま、
前方磁界レンズの強度を変化させて試料に照射される電
子線の集束の程度を自由に調節することができ、従って
、対物レンズや対物レンズの磁極片の交換なしに、試料
の観察モードを透過像と透過走査像モードにおける位相
コントラスト像（又は暗視野像）との間で切換えること
ができる。
シールド対物レンズにおいては、対物レンズの後方磁界
レンズの強度をほとんど変化させることなく、対物レン
ズの前方磁界レンズの強度のみを変化させることができ
るため、後方磁界レンズによって試料を透過した電子線
に基づく透過像が結像される励磁状態を保持したまま、
前方磁界レンズの強度を変化させて試料に照射される電
子線の集束の程度を自由に調節することができ、従って
、対物レンズや対物レンズの磁極片の交換なしに、試料
の観察モードを透過像と透過走査像モードにおける位相
コントラスト像（又は暗視野像）との間で切換えること
ができる。
−／−
第１図（ａ）は本発明に基づく磁界シールド対物レンズ
の一実施例の断面を示す図、第１図（ｂ）は第１図＜ａ
＞に示したレンズのギャップＧ１゜Ｇ２に生じる磁界
の強度を説明するための図、第２図は本発明に基づく磁
界シールド対物レンズを用いた走査透過電子顕微鏡にお
ける各種の像観察時の光学系を説明するための図である
。 １．１０：励磁コイル、２．１１：レンズ電源、３：ヨ
ーク、４．５．９．１２ ：ｖｌｊ、極片、６：スペー
サー、７：試料、８：孔、Ｇ １ 、 Ｇ ２ ：ギャ
ップ、１３ａ：前方磁界レンズ、１３ｂ：後方磁界レン
ズ、１４：中間レンズ、１５対物レンズ、１６：蛍光板
、１７ａ、１７ｂ：電子線検出器、Ｔ１．Ｔ２．Ｔ２：
透過像、Ｄｌ、Ｄ２：回折像。 特許出願人 日本電子株式会社 代表者 伊藤 −夫 ８− ど「 彩■ 、川７１「 ７町 （方 式 ）昭和５８
年４月１１日 コ、 ｉｓ件の表示 昭和５７年特許願第２３’１１８１ 、発明の名称 磁Ｗシールド対物１ノンズ ３、補正を４る老 事件との関係 特しτ出願人 住所 東京都昭島市中神町１４１８番ｌｔ！！（Ｔ Ｅ
ＬＯ４２５（４３） １１６５）昭和５８年３月２９
日 ５ 、 打１１ 正 の 対 ψ 明細書の発明の詳細な説明の（「ｎ９図面の簡単な説明
の１閉及び図面 Ｇ 、 ７市 ｊｌ の 内 容 （１）ｔｌｊｉ和５７ （１−１２月２８１］ｆ・１け
提出の本願明細体中、第４頁第８行目を１ソＴの通り補
正覆る。 １’ ｉｆ！ １図ｉ：１． ／３−発明の〜実施１
シリの１１面の半分（光軸を境稈と１１６）と、この実
施例のレンズギャップＧ’ｌ、Ｇ２ｆこ１［ン【Ｊる〉
に１１１山にンｊンったＩｌｌ ”９強丁σとを示′？
１！こめ＋７）’ｌｊの−１ （２）明ｊ１１１出の第５百第１８行ロ、ＩＬ５頁第２
０行目、第７頁第５行口及び第７頁第９行目に［第１１
゛ネｌ（＋１）ｊとあるノフ＼、これをｒ Ｃｒｉ １
図１１こン市正弓ろ１、 （３） ｌｌ１１ｉｉ１１Ｎｔ：ノ’１７１１第１ ？
’？ｎｔｎ ｒ’ｆ： １ 図（ａ ） Ｊとあるが、
これを「第１図−１に補正する。 ＜ ／）ｌｊｌ”Ｉｗｌ；Ｉ；ノ第９ Ｎ 第２ ｂ
［１乃〒ｍ ５ 行Ｉ］ヲ以下ａ）’）ＩＴＩ ’）
（ｌｌｉ ｉ′Ｉ−！Ｉ口。
の一実施例の断面を示す図、第１図（ｂ）は第１図＜ａ
＞に示したレンズのギャップＧ１゜Ｇ２に生じる磁界
の強度を説明するための図、第２図は本発明に基づく磁
界シールド対物レンズを用いた走査透過電子顕微鏡にお
ける各種の像観察時の光学系を説明するための図である
。 １．１０：励磁コイル、２．１１：レンズ電源、３：ヨ
ーク、４．５．９．１２ ：ｖｌｊ、極片、６：スペー
サー、７：試料、８：孔、Ｇ １ 、 Ｇ ２ ：ギャ
ップ、１３ａ：前方磁界レンズ、１３ｂ：後方磁界レン
ズ、１４：中間レンズ、１５対物レンズ、１６：蛍光板
、１７ａ、１７ｂ：電子線検出器、Ｔ１．Ｔ２．Ｔ２：
透過像、Ｄｌ、Ｄ２：回折像。 特許出願人 日本電子株式会社 代表者 伊藤 −夫 ８− ど「 彩■ 、川７１「 ７町 （方 式 ）昭和５８
年４月１１日 コ、 ｉｓ件の表示 昭和５７年特許願第２３’１１８１ 、発明の名称 磁Ｗシールド対物１ノンズ ３、補正を４る老 事件との関係 特しτ出願人 住所 東京都昭島市中神町１４１８番ｌｔ！！（Ｔ Ｅ
ＬＯ４２５（４３） １１６５）昭和５８年３月２９
日 ５ 、 打１１ 正 の 対 ψ 明細書の発明の詳細な説明の（「ｎ９図面の簡単な説明
の１閉及び図面 Ｇ 、 ７市 ｊｌ の 内 容 （１）ｔｌｊｉ和５７ （１−１２月２８１］ｆ・１け
提出の本願明細体中、第４頁第８行目を１ソＴの通り補
正覆る。 １’ ｉｆ！ １図ｉ：１． ／３−発明の〜実施１
シリの１１面の半分（光軸を境稈と１１６）と、この実
施例のレンズギャップＧ’ｌ、Ｇ２ｆこ１［ン【Ｊる〉
に１１１山にンｊンったＩｌｌ ”９強丁σとを示′？
１！こめ＋７）’ｌｊの−１ （２）明ｊ１１１出の第５百第１８行ロ、ＩＬ５頁第２
０行目、第７頁第５行口及び第７頁第９行目に［第１１
゛ネｌ（＋１）ｊとあるノフ＼、これをｒ Ｃｒｉ １
図１１こン市正弓ろ１、 （３） ｌｌ１１ｉｉ１１Ｎｔ：ノ’１７１１第１ ？
’？ｎｔｎ ｒ’ｆ： １ 図（ａ ） Ｊとあるが、
これを「第１図−１に補正する。 ＜ ／）ｌｊｌ”Ｉｗｌ；Ｉ；ノ第９ Ｎ 第２ ｂ
［１乃〒ｍ ５ 行Ｉ］ヲ以下ａ）’）ＩＴＩ ’）
（ｌｌｉ ｉ′Ｉ−！Ｉ口。
Claims (1)
- 主コイルと、該主コイルより発生ずる第１の磁束の磁路
中に第１のギャップを介して配置された第１及び第２の
磁極片と、該磁路中に第２のギャップを介して第２の磁
極片と対向して配置された第３の磁極片と、第１の磁極
片との距離が第２の磁極片との距離より小さくなるよう
に備えられた第４の磁極片と、該第４の磁極片と第１の
磁極片間に第２の磁束を通ずための補助コイルと、前記
主コイルの励磁電流と補助コイルの励ｉ＆電流を独立に
調節するための手段とを具備し、第１のギャップに第１
の磁束と第２の磁束を重畳したレンズ磁界が形成される
ように構成したことを特徴とする磁界シールド対物レン
ズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57234186A JPS59123146A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 磁界シ−ルド対物レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57234186A JPS59123146A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 磁界シ−ルド対物レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59123146A true JPS59123146A (ja) | 1984-07-16 |
| JPH0261093B2 JPH0261093B2 (ja) | 1990-12-19 |
Family
ID=16967020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57234186A Granted JPS59123146A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 磁界シ−ルド対物レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59123146A (ja) |
-
1982
- 1982-12-28 JP JP57234186A patent/JPS59123146A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0261093B2 (ja) | 1990-12-19 |
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