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JPH01236563A - Multi-purpose opening angle control device of electron microscope - Google Patents

Multi-purpose opening angle control device of electron microscope

Info

Publication number
JPH01236563A
JPH01236563A JP63064472A JP6447288A JPH01236563A JP H01236563 A JPH01236563 A JP H01236563A JP 63064472 A JP63064472 A JP 63064472A JP 6447288 A JP6447288 A JP 6447288A JP H01236563 A JPH01236563 A JP H01236563A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
aperture angle
objective
probe
aperture
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.)
Pending
Application number
JP63064472A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Miyuki Matsutani
幸 松谷
Toshiaki Miyokawa
御代川 俊明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jeol Ltd filed Critical Jeol Ltd
Priority to JP63064472A priority Critical patent/JPH01236563A/en
Publication of JPH01236563A publication Critical patent/JPH01236563A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

PURPOSE:To select the observation mode as min. probe dia. any as desired, by installing a lens for control of the angle of opening between two steps of condenser lenses and objective lens, and thereby varying the opening angle freely according to the purpose. CONSTITUTION:A lens 3 for control of the opening angle is installed between two steps of condenser lenses 1, 2 and objective lens 4 to vary the opening angle to any value according to the purpose. For an arbitrary probe current IF, the max. focusing depth is attained for a given observation magnification M without changing the objective stop dia. and the probe current IF. Thereby, button or key entry selects the observation mode to provide min. prove dia. and observation mode to provide max. focusing depth for any arbitrary probe current IF, wherein no variation in probe current IF is required.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野〕 本発明は、最大の焦点深度の観察モードや最小のプロー
ブ径の観察モードに応じた開き角を設定することができ
る電子顕微鏡における多目的開き角制御装置に関する。
Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention provides a multipurpose aperture angle in an electron microscope that can set an aperture angle according to an observation mode with a maximum depth of focus or an observation mode with a minimum probe diameter. Regarding a control device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

電子プローブを試料に照射して試料の観察、分析を行う
電子顕微鏡では、使用する任意のプローブ電流■、に対
して試料面上のプローブ径dpを最小にする開き角α。
In an electron microscope that observes and analyzes a sample by irradiating the sample with an electron probe, the opening angle α is set to minimize the probe diameter dp on the sample surface for any probe current used.

、t(IP)や、与えられた観察倍率Mに対し焦点深度
lを最大にする開き角αt(IP)に近付けるため開き
角制御が行われている。例えば従来は、1段または2段
の集束レンズと対物レンズの間の対物絞り径を変えたり
、一定の対物絞り径に対して集束レンズの結像位置を集
束レンズと対物絞りとの間で変えて粗い近似的な開き月
利?11を行っていた。
, t(IP), and the aperture angle is controlled to approach the aperture angle αt(IP) that maximizes the depth of focus l for a given observation magnification M. For example, in the past, the objective aperture diameter between the first or second stage focusing lens and the objective lens was changed, or the imaging position of the focusing lens was changed between the focusing lens and the objective aperture for a fixed objective aperture diameter. Is it a rough approximation of the opening monthly interest rate? I was doing 11.

〔発明が解決しようとするi!!!題)しかしながら、
前者の対物絞り径を変えろ方式では、目的に応じてその
都度絞り径を変える必要があるため面倒であり、また、
後者の2段集束レンズ系において対物絞り、径を一定に
しておく方式では、全プローブ電流域(例えば10−”
 A〜10−’A)に対して、開き角を理想的な値にす
るのは実現が困難であるという問題がある。
[The invention tries to solve i! ! ! ) However,
The former method of changing the objective aperture diameter is cumbersome as it requires changing the aperture diameter each time depending on the purpose.
In the latter method, in which the objective aperture and diameter are kept constant in the two-stage focusing lens system, the entire probe current range (for example, 10-”
A to 10-'A), there is a problem in that it is difficult to set the opening angle to an ideal value.

第3図はビームの開き角と試料表面の凹凸との関係を説
明するための図であり、4は対物レンズ、5は試料面を
示す。
FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the aperture angle of the beam and the unevenness of the sample surface, where 4 indicates the objective lens and 5 indicates the sample surface.

第3図のPlに示すように試料面においてビームの焦点
を合わせても、試料5面に凹凸があるとビームが拡がっ
てP2に示すようにボケが生じる。
Even if the beam is focused on the sample surface as shown at Pl in FIG. 3, if there are irregularities on the surface of the sample 5, the beam will spread and blur will occur as shown at P2.

このとき、小さい開き角のビームBlの場合には大きい
開き角のビームB2よりボケの幅は小さくなる。このよ
うに特に焦点深度が浅い場合には、照射ビームが試料表
面の凹凸によって大きく変化するため、横型の波長分散
型分光器やエネルギー分散型分光器(EDS)のように
、試料表面の凹凸に強い(検出されるX線強度の変化が
少ない)分光器の特徴を十分に発揮できないという問題
がある。
At this time, in the case of the beam Bl having a small aperture angle, the width of the blur is smaller than that of the beam B2 having a large aperture angle. In this case, especially when the depth of focus is shallow, the irradiation beam changes greatly depending on the unevenness of the sample surface. There is a problem in that the characteristics of a strong (small change in detected X-ray intensity) spectrometer cannot be fully utilized.

本発明は、上記の問題点を解決するものであって、開き
角を目的に応じて任意に変えることができる電子顕微鏡
における多目的開き角制御装置を提供することを目的と
するものである。
The present invention solves the above-mentioned problems, and aims to provide a multipurpose aperture angle control device for an electron microscope that can arbitrarily change the aperture angle depending on the purpose.

〔課題を解決するための手段〕 そのために本発明は、2段の集束レンズと対物レンズと
を有する電子顕微鏡において、2段の集束レンズと対物
レンズとの間に開き角制御レンズを配置し、各レンズを
制御して任意のプローブ電流に対し対物絞り径を変える
ことな(観察するモードに応じた開き角を設定するよう
に構成したことを特徴とするものである。
[Means for Solving the Problems] To this end, the present invention provides an electron microscope having two stages of focusing lenses and an objective lens, in which an aperture angle control lens is disposed between the two stages of focusing lenses and the objective lens, It is characterized by a configuration in which the diameter of the objective aperture is not changed for any given probe current by controlling each lens (the aperture angle is set according to the observation mode).

〔作用〕[Effect]

本発明の電子顕微鏡における多目的開き角制御装置では
、2段の集束レンズと対物レンズとの間に開き角を目的
に応じて任意に変えることができる開き角制御レンズを
配置したので、任意のプローブ電流に対し対物絞り径と
プローブ電流を変えることなく、最小プローブ径となる
tjQ察モードや最大の焦点深度となる観察モードを自
由に選択することができる。
In the multi-purpose aperture angle control device for an electron microscope of the present invention, an aperture angle control lens that can arbitrarily change the aperture angle depending on the purpose is arranged between the two-stage focusing lens and the objective lens. The tjQ observation mode that provides the minimum probe diameter and the observation mode that provides the maximum depth of focus can be freely selected without changing the objective aperture diameter and probe current with respect to the current.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。 Examples will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の電子顕微鏡における多目的開き角制御
装置の1実施例を示す図、第2図は焦点深度を説明する
ための図である。図中、1は第1集束レンズ、2は第2
集束レンズ、3は開き角制御レンズ、4は対物レンズ、
5は試料、6は対物絞り、7は電子銃、8は制御部、9
は走査表示部、11〜14はレンズ電源を示す。
FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of a multipurpose aperture angle control device for an electron microscope according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining the depth of focus. In the figure, 1 is the first focusing lens, 2 is the second focusing lens
A focusing lens, 3 an aperture angle control lens, 4 an objective lens,
5 is a sample, 6 is an objective aperture, 7 is an electron gun, 8 is a control unit, 9
indicates a scanning display section, and 11 to 14 indicate lens power supplies.

第1図において、電子銃7から電子ビームが放出される
と、このビームが第1集束レンズ1及び第2集束レンズ
2によって集束され、試料5に照射される。この試料5
に照射されるプローブ電流IPは半径r、の対物絞り6
と第1集束レンズl及び第2集束レンズ2によって決め
られている。
In FIG. 1, when an electron beam is emitted from an electron gun 7, this beam is focused by a first focusing lens 1 and a second focusing lens 2, and is irradiated onto a sample 5. This sample 5
The probe current IP applied to the objective aperture 6 with radius r is
is determined by the first focusing lens l and the second focusing lens 2.

開き角制御レンズSは、プローブ電流Ipを変えずに対
物レンズ4に入射するビームの角度を変え、結果的に試
料面に入射するビームの開き角αを変える。ここで、電
子銃7、第1集束レンズ1、第2集束レンズ2、開き角
制御レンズ3、対物レンズ4、試料5の間の各点、各主
面間の距離は図示のように順に P、Q、T、V、W とする。これらの値は各レンズの励磁を大幅に変えた時
に生ずるレンズ主面位置のわずかなずれを除けば常に一
定とみなすことができるものである。
The aperture angle control lens S changes the angle of the beam incident on the objective lens 4 without changing the probe current Ip, and consequently changes the aperture angle α of the beam incident on the sample surface. Here, each point between the electron gun 7, the first focusing lens 1, the second focusing lens 2, the aperture angle control lens 3, the objective lens 4, and the sample 5, and the distance between each principal surface are determined in order as shown in the figure. , Q, T, V, W. These values can be considered constant at all times, except for slight deviations in the positions of the lens principal surfaces that occur when the excitation of each lens is significantly changed.

また、対物絞り6は開き角制御レンズ3の主面付近に配
置されている。レンズ電源11〜14は夫々第11束レ
ンズl、第2集束レンズ2、開き角制御レンズ3、対物
レンズ4を駆動するための電源であり、後述するように
、制御部8によって各レンズに必要な焦点距離を与える
ように制御される。繰作表示部9は、電子プローブの加
速電圧やプローブ電流、また観察倍率や動作モードの選
択などを制御部8に与える。また、図示のハ、ZZ、Z
lは第1集束レンズ1、第2集束レンズ2、開き角制御
レンズ3の主面から結像点までの距離である。
Further, the objective diaphragm 6 is arranged near the main surface of the aperture angle control lens 3. The lens power supplies 11 to 14 are power supplies for driving the 11th bundle lens l, the second focusing lens 2, the aperture angle control lens 3, and the objective lens 4, respectively, and as described later, the control unit 8 controls the power supplies required for each lens. controlled to give a focal length of The operation display section 9 provides the control section 8 with information such as the acceleration voltage and probe current of the electron probe, observation magnification, and operation mode selection. In addition, the illustrated C, ZZ, Z
l is the distance from the main surfaces of the first focusing lens 1, second focusing lens 2, and aperture angle control lens 3 to the imaging point.

次に動作原理を説明する。Next, the operating principle will be explained.

第2図に示すように開き角αのビームが試料面上で合焦
している時、観察倍率Mに対して像のぼけが無視できる
ような試料面の上下方向への許容範囲l、つまり焦点深
度は 2α    − ・・・・・・(2,1) で与えられる。ここでd、は合焦時のプローブ径で、r
は人間の目の通常の分解能か又は無視できる像のボケの
量である。
As shown in Fig. 2, when a beam with an aperture angle α is focused on the sample surface, the permissible range l in the vertical direction of the sample surface such that image blurring can be ignored with respect to the observation magnification M, that is, The depth of focus is given by 2α − (2, 1). Here, d is the probe diameter when focused, and r
is the normal resolution of the human eye or the amount of image blur that can be ignored.

なお、焦点深度Pやプローブ径d、が開き角αの関数で
あることを強調するときは、それぞれを1(α)、L(
α)などと表記する。2<0の時は、焦点深度Pは定義
されず1&察倍率Mに制限が加わる。
Note that when emphasizing that the depth of focus P and probe diameter d are functions of the aperture angle α, they can be expressed as 1(α) and L(
α) etc. When 2<0, the depth of focus P is not defined and a limit is added to 1&magnification M.

次にプローブ径dp (α)を求めるために、先ず β:電子銃の輝度 d9 :TL電子銃仮想光源の大きさ ■1 :加速電圧 ΔV1 ;電子ビームのエネルギー幅に相当する電圧又
は加速電圧の変動分 y %加速電圧の相対論補正値 [〜V(1+0.978 Xl0−6V) (ポル))
)λ:電子線の波長 (〜12.267r〔入〕) ΔI/I n対物レンズ4の励磁電流のゆらぎC3+球
面収差係数 Cc+色収差係数 α:試料5に入射する電子プローブの開き角(半頂角) とおく。β−β(vm )、d、=a*  (v−)で
あるが、加速電圧V、および対物レンズ4と試料5との
距離Wを一定として考え、電子銃の種類を特定ずれ′ば
、β、d9、λ、ΔI/L Cs、C6は一定の値とみ
なすことができる。与えられたプローブ電流■、に対し
、その大部分(例えば70%以上)が入るようなプロー
ブ径d、はd、! (α)±Aα−”+Bα:+Cαb
・・・・・・(2,2) で表される。ここで である。
Next, in order to find the probe diameter dp (α), first β: Brightness of the electron gun d9: Size of the TL electron gun virtual light source ■1: Acceleration voltage ΔV1; Voltage corresponding to the energy width of the electron beam or acceleration voltage Variation y % Relativistic correction value of acceleration voltage [~V(1+0.978 Xl0-6V) (Pol))
) λ: Wavelength of electron beam (~12.267r [input]) ΔI/I n Fluctuation of excitation current of objective lens 4 C3 + Spherical aberration coefficient Cc + Chromatic aberration coefficient α: Opening angle of electron probe incident on sample 5 (half apex corner). β-β(vm), d, = a* (v-). However, assuming that the acceleration voltage V and the distance W between the objective lens 4 and the sample 5 are constant, and specifying the type of electron gun, β, d9, λ, ΔI/L Cs, and C6 can be regarded as constant values. For a given probe current ■, the probe diameter d that receives most of it (for example, 70% or more) is d,! (α)±Aα−”+Bα:+Cαb
......(2,2) Represented by: Here it is.

そこで、このようなap”(α)、αに対して、l(α
)を最大にするようなαの満たすべき条件を求める。簡
単のため、L=22、h = r / Mとおけば、(
2,1)式は L−< h−dp )/α となる。従って aα          3α aα   dp 故に3L/aα−〇とおけば f (α)=2Cα6−2Aα−”十hdp =0αく
α、でf(α)<0 α〉α、でf(α)〉0 ただし、αはα、の近傍 ・・・・・・(2,3) を満たすようなα−αLは2の極大値を与えることがわ
かる。なお、f(α)はf9L1つαとは逆の符号であ
る。実際の装置で必要な現実的なα。
Therefore, for such ap''(α), α, l(α
Find the conditions that α should satisfy so as to maximize ). For simplicity, if we set L=22 and h=r/M, we get (
Equation 2,1) becomes L-<h-dp)/α. Therefore, aα 3α aα dp Therefore, if we set 3L/aα−〇, then f (α)=2Cα6−2Aα−”10hdp =0α×α, so f(α)<0 α>α, and f(α)>0 However, , α is in the neighborhood of α... (2, 3) It can be seen that α-αL, which satisfies the following, gives a maximum value of 2. Note that f(α) is the opposite of α, sign.Realistic α required in actual equipment.

の値は数値計算によって容易に求めることができる。ま
たα、=αL  (Ip 9M’)である。
The value of can be easily determined by numerical calculation. Also, α, = αL (Ip 9M').

次に、aap/aα=0とおけば、公知のように C α〉0          ・旧・・(2,4)を満た
すようなα=αo1は、プローブ径dpの最小値を与え
ることがわかる。
Next, by setting aap/aα=0, it can be seen that α=αo1, which satisfies C α>0 ・old . . . (2, 4), gives the minimum value of the probe diameter dp, as is known.

以上のように、与えられたプローブ電流Ipに対し、焦
点深度2を最大にするか又はプローブ径d、を最小にす
るかの選択は、αLかα。□かの選択に帰着される。
As described above, for a given probe current Ip, the choice between maximizing the depth of focus 2 or minimizing the probe diameter d is αL or α. □It comes down to the choice.

次にこれらの開き角α(■、)を得るための各レンズの
焦点距寵を求める。
Next, find the focal length of each lens to obtain these aperture angles α (■,).

先ず、αを試料に入射するビームの任意の開き角とする
。対物レンズ4の主面上でのビーl、の拡がりの半径R
4は R4(α)−w・α   ・・・・・・(2,5)であ
る。開き角制御レンズ3の主面上でのビームの拡がりは
、任意のプローブ電流IPに対して半径r、の対物絞り
内に限られるので rs      R。
First, let α be an arbitrary aperture angle of the beam incident on the sample. The radius R of the spread of beam l on the main surface of the objective lens 4
4 is R4(α)-w·α (2,5). The spread of the beam on the main surface of the aperture angle control lens 3 is limited to the radius r within the objective aperture for any probe current IP, so rs R.

Z、     V−Z。Z, V-Z.

となる。従って、対物レンズ4の焦点距Mr4及倍率M
4は (V  Zs  (α))+W ・・・・・・(2,7) MI  (α)=□ VZs(α) ・・・・・・(2,8) となる。    − また、開き角制御レンズ3の焦点距Mr 3及び倍率M
、は、プローブ電流値■、と第1集束レンズ1、第2集
束レンズ2の連動比kによって決まる未知のZよ(L)
から (T  Zz)+Zs  (α) ・・・・・・(2、9) と表すことができる。ここで、輝度保存則から・・・・
・・(2,11) として得られる対物レンズ4のプローブ径d4に対して
開き角制御レンズ3の倍率M3は次の条件を満足させる
必要がある。
becomes. Therefore, the focal length Mr4 and the magnification M of the objective lens 4
4 is (V Zs (α)) + W (2, 7) MI (α) = □ VZs (α) (2, 8). - Also, the focal length Mr 3 and magnification M of the aperture angle control lens 3
, is the unknown Z determined by the probe current value ■ and the interlocking ratio k of the first focusing lens 1 and the second focusing lens 2 (L)
It can be expressed as (T Zz)+Zs (α) (2, 9). Here, from the law of conservation of brightness...
...(2,11) The magnification M3 of the aperture angle control lens 3 must satisfy the following condition with respect to the probe diameter d4 of the objective lens 4 obtained as follows.

M、MtM、M、=□ ・・・・・・(2,12)MI
 、Mzは第1集束レンズ1、第24i束レンズ2の倍
イシである。ここで式(2,10)、(2,12)より
MI MI = (T  Zz)・E ただし ・・・・・・(2,13) であるから、一定のMI−MI 、2gに対してEは開
き角αに依存せず、プローブTi’ll T pにのみ
依存する値にできる。つまりα=α、とα=α。。
M, MtM, M, =□ ・・・・・・(2,12) MI
, Mz is twice as large as that of the first focusing lens 1 and the 24i-th focusing lens 2. Here, from equations (2, 10) and (2, 12), MI MI = (TZz)・E However, since (2, 13), for a constant MI-MI, 2g E can be a value that does not depend on the opening angle α, but only on the probe Ti'll T p. In other words, α=α, and α=α. .

、に対して同じEにできる。従って M、M、= (T−Z、(IP))El(1p)・・・
・・・(2,14) と表せる。
, the same E can be obtained for . Therefore, M, M, = (T-Z, (IP)) El (1p)...
...(2,14)

次に公知の手法によって、第1集束レンズ1と第24!
S束レンズ2の焦点距離をf、、f、とするとき、M、
M、 、Z、は (P  fl) (Q  fz)  P r+・・・・
・・(2,15) ・・・・・・(2,16) と表せるので、式(2,14)に代入し、第1集束レン
ズ1、第2集束レンズ2の連動比kを fl /rz =k      ・・・・・・(2,1
7)とおけば k  (P+Q+T−−)f、” −(k (P十Q)T+P (Q+T)1 rz+PQ
T=0          ・・・・・・(2,18)
の形に整理される0式(2,16)は第2集束レンズ2
の焦点距離f2についての2次方程式なので、節単のた
めに ■ a =−k (P+Q+T −−) bミ□ (k (P+Q)T+P (Q+T))c =
 P QT         = (2、19)とおけ
ば a Ex ” +2 b fg +c=o+++・・(
2,20)従って、fz>0Sa(IP)>0の条件か
らa(Ir) ・・・・・・(2,21) また式(2,15)により fl (b )=k fl (b )  ・・・・・・
(2,22)となる。この連動比にの値は、電子光学系
に都合、敷く定められているもので、一定の値でも良く
プローブ電i1r又は目的に応じて変更しても良い。
Next, by a known method, the first focusing lens 1 and the 24th!
When the focal length of the S-bundle lens 2 is f, , f, M,
M, , Z, (P fl) (Q fz) P r+...
...(2,15) ......(2,16) Therefore, by substituting it into equation (2,14), the interlocking ratio k of the first focusing lens 1 and the second focusing lens 2 is expressed as fl / rz = k (2, 1
7), then k (P+Q+T−-)f,” −(k (P0Q)T+P (Q+T)1 rz+PQ
T=0...(2,18)
Equation 0 (2, 16) arranged in the form of is the second focusing lens 2
Since this is a quadratic equation for the focal length f2 of
If we set P QT = (2, 19), a Ex ” +2 b fg +c=o+++...(
2,20) Therefore, from the condition of fz>0Sa(IP)>0, a(Ir)...(2,21) Also, by equation (2,15), fl (b)=k fl (b)・・・・・・
(2, 22). The value of this interlocking ratio is determined according to the convenience of the electron optical system, and may be a fixed value or may be changed depending on the probe voltage i1r or the purpose.

弐(2,21)と式(2,22)を弐(2,16)に代
入すればZ2(IP)が求まり、これを弐(2,9)に
代入するとfi(α、IP)が求められる。
Substituting 2(2,21) and equation (2,22) into 2(2,16) will yield Z2(IP), and substituting this into 2(2,9) will yield fi(α, IP). It will be done.

従って任意のプローブ電流1pに対し、最も焦点深度を
深くするモードでは、式(2,3)から得られる開き角
αt(rp、M)を用いて、制御部8は f、  (IP)         see  (2,
22)f2(lp)         see  (2
,21)f3 (a、  (Ip 、M)lsee  
(2,9)fa  [αt  (Tp 、  M) 1
see  (2,7)・・・・・・ (2,23) のように各レンズの焦点距離を変えれば良い。
Therefore, in the mode that deepens the depth of focus for any given probe current 1p, the control unit 8 uses the aperture angle αt(rp, M) obtained from equations (2, 3) to calculate f, (IP) see ( 2,
22) f2(lp) see (2
,21) f3 (a, (Ip ,M)lsee
(2,9) fa [αt (Tp, M) 1
See (2, 7)... (2, 23) The focal length of each lens can be changed as shown below.

次に任意のプローブ電流I2に対し、最もプローブ径を
小さくするモードでは、式(2,4)から得られるα。
Next, for any probe current I2, in the mode that minimizes the probe diameter, α is obtained from equations (2, 4).

pc(Ip)を用いて、制御部8はfr  (Ip) 
      see  (2,22)fz  (rp)
         see  (2,21)fr  (
α。pt  (IP) l   see  (2,9)
f<  (cropt  (IP) )  see  
(2,7)・・・・・・ (2,24) のように各レンズの焦点距離を変えればよい。
Using pc(Ip), the control unit 8 fr(Ip)
see (2,22)fz (rp)
see (2,21)fr (
α. pt (IP) l see (2,9)
f< (cropt (IP)) see
(2, 7)... (2, 24) Just change the focal length of each lens.

次に、実際の動作を説明する。Next, the actual operation will be explained.

制御部8は、電子銃の種類、加速電圧■、作動路MWな
どが与えられると、必要とするプローブ7S、凍1pに
対し、これらのパラメータを参照し、レンズ電源11.
12にデータを送って第1集束レンズ11第2集束レン
ズ2の焦点距離f、、f2を式(2,23)、(2,2
4)で計算されるような値とする。
When the control unit 8 is given the type of electron gun, acceleration voltage (2), operating path MW, etc., the control unit 8 refers to these parameters and sets the lens power supply 11 .
12 and calculate the focal lengths f, f2 of the first focusing lens 11 and the second focusing lens 2 using equations (2, 23) and (2, 2
Use the value calculated in 4).

ここで、概作表示部9において焦点深度が深くなるよう
なモードが選択されていれば、観察倍率Mも参照して制
御部8はレンズ電源13.14にデータを送り、開き角
制御レンズ3、対物レンズ4の焦点距離fs、f4を式
(2,23)で計算されるような値とする。。
Here, if a mode in which the depth of focus becomes deep is selected on the outline display section 9, the control section 8 also refers to the observation magnification M and sends data to the lens power source 13.14, and the aperture angle control lens 3 , the focal lengths fs and f4 of the objective lens 4 are set to values calculated by equations (2, 23). .

もし、艮作表示部9においてプローブ径が最小になるよ
うなモードが選択されていれば、制御部8はレンズ電源
13.14にデータを送り、開き角制御レンズ3、対物
レンズ4の焦点距離f3、f4を式(2,24)で計算
されるような値とする。
If the mode in which the probe diameter is minimized is selected on the display unit 9, the control unit 8 sends data to the lens power supply 13, 14, and the focal length of the aperture angle control lens 3 and objective lens 4 is Let f3 and f4 be values calculated by equations (2, 24).

以上により、任意のプローブ電流に対し、対物絞りを変
更することなく目的に応じた開き角の自動設定が可能に
なる。
As described above, it is possible to automatically set the aperture angle according to the purpose for any probe current without changing the objective aperture.

また、集束レンズは2段であるため、十分な縮小率を短
い鏡筒で得ることができ、ライナーチューブもポールピ
ース内に容易に入れることができる。そして、開き角制
御レンズ3はもっばら開き角を目的に応じて変更するた
めに動作させることが可能になった。
Furthermore, since the focusing lens has two stages, a sufficient reduction ratio can be obtained with a short lens barrel, and the liner tube can also be easily inserted into the pole piece. The aperture angle control lens 3 can now be operated to change the aperture angle according to the purpose.

なお、本発明は、上記の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。例えば上記の実施例では
、開き角制御レンズ3の結像点が開き角制御レンズ3と
対物レンズ4の間にある場合について説明したが、対物
レンズ4または試料5の後方に結像される場合でも全く
同様の手法で各レンズを連動させることができる。また
、本発明において説明した目的とするモードの選択(最
大焦点深度か最小プローブ径かの選択)は、夫々α1、
α。、tとなるようにすれば、3段の集束レンズと対物
レンズで構成した電子顕微鏡等において、その3段目の
集束レンズを開き角制御レンズとし、レンズ系を上記の
ように連動制御するように構成してもよい。さらに、実
施例においては1個の対物絞り径に対して説明したが、
必要に応じて複数個の絞りを用いてもよい。
Note that the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible. For example, in the above embodiment, the case where the image forming point of the aperture angle control lens 3 is between the aperture angle control lens 3 and the objective lens 4 has been described, but when the image is formed behind the objective lens 4 or the sample 5 However, each lens can be linked in exactly the same way. In addition, the selection of the target mode (selection of maximum depth of focus or minimum probe diameter) explained in the present invention is α1,
α. , t, in an electron microscope or the like constructed with a three-stage focusing lens and an objective lens, the third-stage focusing lens is used as the aperture angle control lens, and the lens system is controlled in conjunction as described above. It may be configured as follows. Furthermore, in the embodiment, explanation was given for one objective aperture diameter, but
A plurality of apertures may be used if necessary.

(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、2段
の集束レンズと対物レンズの間に開き角を目的に応じて
任意に変えることのできる開き角制御レンズを配置した
ので、任意のプローブ電流I、に対し、対物絞り径とプ
ローブ電流I、を変えることなく与えられた観察倍率M
で最大の焦点深度を得ることができる。また、任意のプ
ローブ電流rrに対し、最小のプローブ径となる観察モ
ードと、最大の焦点深度となる観察モードが、プローブ
電流rPを変えることなくボタン又はキ−操作で選択で
きる。さらに、2段の集束レンズは鏡筒の長さを短かく
かつライナーチューブの使用を可能にすると共に、開き
角制御レンズはプローブ電流■、を変えることなく開き
角の制御にLI/念できる。
(Effects of the Invention) As is clear from the above description, according to the present invention, an aperture angle control lens that can arbitrarily change the aperture angle according to the purpose is disposed between the two-stage focusing lens and the objective lens. Therefore, for any probe current I, the observation magnification M given without changing the objective aperture diameter and probe current I
The maximum depth of focus can be obtained. Further, for any probe current rr, the observation mode that provides the minimum probe diameter and the observation mode that provides the maximum depth of focus can be selected by button or key operation without changing the probe current rP. Furthermore, the two-stage focusing lens shortens the length of the lens barrel and allows the use of a liner tube, and the aperture angle control lens allows the aperture angle to be controlled without changing the probe current.

また、各レンズは連動装置によって制御されるため、開
き角又はプローブ電流■、を変えても合焦状態は変化し
ない。
Furthermore, since each lens is controlled by an interlocking device, the focusing state does not change even if the aperture angle or the probe current (2) is changed.

しかも、上記のように最大の焦点深度を得ることができ
るので、横型の波長分散型分光器やエネルギー分tit
型分光器(EDS)のような試料の凹凸に強い分光器の
特徴を発揮できる。
Moreover, since the maximum depth of focus can be obtained as mentioned above, it is possible to use horizontal wavelength dispersive spectrometers and
It can exhibit the characteristics of a spectrometer that is resistant to sample irregularities, such as an EDS spectrometer.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の電子顕微鏡における多目的開き角制御
装置の1実施例を示す図、第2図は焦+−+。 深度を説明するための図、第3図はビームの開き角と試
料表面の凹凸との関係を説明するための図である。 1・・・第1集束レンズ、2・・・第2集束レンズ、3
・・・開き角制御レンズ、4・・・対物レンズ、5・・
・試料、6・・・対物絞り、7・・・電子銃、8・・・
制御部、9・・・走査表示部、11〜14・・・レンズ
電源。 出 馴 入  日本電子株式会社
FIG. 1 shows an embodiment of the multi-purpose aperture angle control device for an electron microscope according to the present invention, and FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining the depth, and FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the beam aperture angle and the unevenness of the sample surface. 1... First focusing lens, 2... Second focusing lens, 3
...Aperture angle control lens, 4...Objective lens, 5...
・Sample, 6...Objective aperture, 7...Electron gun, 8...
Control unit, 9...Scanning display unit, 11-14...Lens power supply. From and to Japan Electronics Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)2段の集束レンズと対物レンズとを有する電子顕
微鏡において、2段の集束レンズと対物レンズとの間に
開き角制御レンズを配置し、各レンズを制御して任意の
プローブ電流に対し対物絞り径を変えることなく観察す
るモードに応じた開き角に設定するように構成したこと
を特徴とする電子顕微鏡における多目的開き角制御装置
(1) In an electron microscope that has two stages of focusing lenses and an objective lens, an aperture angle control lens is placed between the two stages of focusing lenses and the objective lens, and each lens is controlled to respond to any probe current. A multipurpose aperture angle control device for an electron microscope, characterized in that it is configured to set an aperture angle according to an observation mode without changing an objective aperture diameter.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03110742A (en) * 1989-09-25 1991-05-10 Jeol Ltd Focus depth adjusting device in electron micro-scope and the like
EP1313125A1 (en) * 2001-11-20 2003-05-21 Jeol Ltd. Charged-particle beam apparatus equipped with aberration corrector
US7442929B2 (en) 2005-04-06 2008-10-28 Hitachi High-Technologies Corporation Scanning electron microscope
US7888640B2 (en) 2007-06-18 2011-02-15 Hitachi High-Technologies Corporation Scanning electron microscope and method of imaging an object by using the scanning electron microscope

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03110742A (en) * 1989-09-25 1991-05-10 Jeol Ltd Focus depth adjusting device in electron micro-scope and the like
EP1313125A1 (en) * 2001-11-20 2003-05-21 Jeol Ltd. Charged-particle beam apparatus equipped with aberration corrector
US6852983B2 (en) 2001-11-20 2005-02-08 Jeol Ltd. Charged-particle beam apparatus equipped with aberration corrector
US7442929B2 (en) 2005-04-06 2008-10-28 Hitachi High-Technologies Corporation Scanning electron microscope
US7807966B2 (en) 2005-04-06 2010-10-05 Hitachi High-Technologies Corporation Scanning electron microscope
US8153970B2 (en) 2005-04-06 2012-04-10 Hitachi High-Technologies Corporation Scanning electron microscope
US7888640B2 (en) 2007-06-18 2011-02-15 Hitachi High-Technologies Corporation Scanning electron microscope and method of imaging an object by using the scanning electron microscope
US8222601B2 (en) 2007-06-18 2012-07-17 Hitachi High Technologies Corporation Scanning electron microscope and method of imaging an object by using the scanning electron microscope

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