JP2013026152A - Electron microscope - Google Patents
Electron microscope Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013026152A JP2013026152A JP2011162409A JP2011162409A JP2013026152A JP 2013026152 A JP2013026152 A JP 2013026152A JP 2011162409 A JP2011162409 A JP 2011162409A JP 2011162409 A JP2011162409 A JP 2011162409A JP 2013026152 A JP2013026152 A JP 2013026152A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic
- electron
- phosphor
- electron microscope
- sample
- 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.)
- Ceased
Links
Images
Abstract
Description
本発明は電子顕微鏡に関し、特に、電子顕微鏡に設けられる電子検出器に関する。 The present invention relates to an electron microscope, and more particularly to an electron detector provided in an electron microscope.
電子顕微鏡に用いられる電子検出器では、シンチレータが用いられる。シンチレータは、ガラス板に蛍光体を塗布したものである。蛍光膜の厚さは通常、30μm程度である。蛍光体に電子線が照射されると発光する。この光をライトガイド等により光電子倍増管に導き、光を電流に変換する。電子検出用のシンチレータに用いられる蛍光体として、残像時間が短いp47:Y2SiO5;Ce、p43:Gd2O2S;Tb等が知られている。 A scintillator is used in an electron detector used in an electron microscope. The scintillator is a glass plate coated with a phosphor. The thickness of the fluorescent film is usually about 30 μm. The phosphor emits light when irradiated with an electron beam. This light is guided to a photomultiplier tube by a light guide or the like, and the light is converted into an electric current. Known phosphors used in scintillators for electron detection include p47: Y 2 SiO 5 ; Ce, p43: Gd 2 O 2 S; Tb, and the like having a short afterimage time.
特許文献1には、走査透過電子顕微鏡に用いられるシンチレータ方式の電子検出器の例が記載されている。特許文献2には、走査電子顕微鏡に用いられるシンチレータ方式の反射電子検出器の例が記載されている。 Patent Document 1 describes an example of a scintillator type electron detector used in a scanning transmission electron microscope. Patent Document 2 describes an example of a scintillator type backscattered electron detector used in a scanning electron microscope.
X線、γ線等の検出にもシンチレータが用いられる。特許文献3、4には、X線CT装置において、セラミックシンチレータを用いてX線を測定する例が記載されている。X線は、電子線に比べて透過性が高い。従って、X線測定用のセラミックシンチレータは、電子検出器のシンチレータと比較して、蛍光材料、形状、寸法等が異なる。例えば、X線測定用のセラミックシンチレータは、X線に対する発光効率が高いPr、Gd等を含む蛍光体を用い、厚さ1〜2mm程度の積層焼結体によって構成される。 A scintillator is also used to detect X-rays and γ-rays. Patent Documents 3 and 4 describe examples in which X-rays are measured using a ceramic scintillator in an X-ray CT apparatus. X-rays are more transmissive than electron beams. Therefore, the ceramic scintillator for X-ray measurement differs from the scintillator of the electron detector in the fluorescent material, shape, dimensions, and the like. For example, a ceramic scintillator for X-ray measurement uses a phosphor containing Pr, Gd, etc., which has high emission efficiency for X-rays, and is composed of a laminated sintered body having a thickness of about 1 to 2 mm.
高画質の電子顕微鏡像を得るには、電子検出器から出力される信号量が大きいほうがよい。信号量を増加させるために、加速電圧を増加させると、試料ダメージが増加し、コンタミネーションが発生する。従って、検出信号量を増加させることと、試料ダメージ及びコンタミネーションを抑制することは、トレードオフの関係にある。 In order to obtain a high-quality electron microscope image, it is better that the amount of signal output from the electron detector is large. If the acceleration voltage is increased to increase the signal amount, the sample damage increases and contamination occurs. Accordingly, there is a trade-off relationship between increasing the detection signal amount and suppressing sample damage and contamination.
そこで本願の発明者が鋭意に考察した結果、次のような知見を得ることができた。試料ダメージ及びコンタミネーションを増加させることなく検出信号量を増加させるには、電子検出器に用いるシンチレータの感度を増加させればよい。即ち、シンチレータにおける電子線から光への変換効率を増加させればよい。 Then, as a result of earnest consideration by the inventors of the present application, the following knowledge could be obtained. In order to increase the detection signal amount without increasing sample damage and contamination, the sensitivity of the scintillator used for the electron detector may be increased. That is, the conversion efficiency from electron beam to light in the scintillator may be increased.
そこで、先ず、蛍光膜の厚さを増加させることが考えられる。蛍光膜の厚さを大きくすると、蛍光体に衝突する電子が増加する。しかしながら、蛍光膜から外部に放出される発光量は必ずしも増加するわけではない。一方、蛍光膜の厚さを小さくすると、蛍光体に衝突しないで透過する電子が増加する。従って、発光量は減少する。従って、従来の電子検出装置では、蛍光膜の厚さが略決まっており、通常、30μmm程度であり、白色を呈している。そのため、加速電圧の使用範囲に制限がある。 Therefore, first, it is conceivable to increase the thickness of the fluorescent film. Increasing the thickness of the phosphor film increases the number of electrons that collide with the phosphor. However, the amount of light emitted from the fluorescent film to the outside does not necessarily increase. On the other hand, when the thickness of the fluorescent film is reduced, the number of electrons transmitted without colliding with the phosphor increases. Therefore, the amount of light emission decreases. Therefore, in the conventional electron detection device, the thickness of the fluorescent film is substantially determined, and is usually about 30 μm and is white. Therefore, there is a limit to the use range of the acceleration voltage.
本発明の目的は、試料ダメージ及びコンタミネーションを増加させることなく、加速電圧の使用範囲が比較的大きい電子顕微鏡を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an electron microscope in which the use range of the acceleration voltage is relatively large without increasing sample damage and contamination.
本発明によると、電子顕微鏡は、電子銃からの電子線を試料に照射する電子線光学系と、試料からの電子を検出する電子検出器とを有する。電子検出器は、セラミックシンチレータと、該セラミックシンチレータからの光を電流に変換する光電変換素子とを有し、前記セラミックシンチレータは、蛍光体を焼結して形成したセラミック蛍光体を含み、該セラミック蛍光体の厚さは、200〜300μmである。 According to the present invention, an electron microscope includes an electron beam optical system that irradiates a sample with an electron beam from an electron gun, and an electron detector that detects electrons from the sample. The electron detector includes a ceramic scintillator and a photoelectric conversion element that converts light from the ceramic scintillator into an electric current. The ceramic scintillator includes a ceramic phosphor formed by sintering a phosphor. The thickness of the phosphor is 200 to 300 μm.
本発明によると、試料ダメージ及びコンタミネーションを増加させることなく、加速電圧の使用範囲が比較的大きい電子顕微鏡を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an electron microscope in which the use range of the acceleration voltage is relatively large without increasing sample damage and contamination.
図1を参照して本発明による透過走査型電子顕微鏡の例を説明する。本例の透過走査型電子顕微鏡装置は、電子銃1、第1及び第2の照射レンズコイル2,3、第1及び第2の偏向コイル4,5、対物レンズコイル6、第1及び第2の電磁式試料イメージ移動用コイル7,8、第1及び第2の中間レンズコイル9,10、第1及び第2の投射レンズコイル11,12、励磁電源13〜23、デジタルアナログ変換器(DAC)24〜34、マイクロプロッセサ35、記憶装置36、演算装置37、CRTコントローラ38、モニタ(CRT)39、インターフェース(I/F)40〜41、倍率切替用ロータリーエンコーダ42、入力用ロータリーエンコーダ43、キーボード44、マウス45、RAM46、ROM47、及び、画像取込みインターフェース48を有する。対物レンズコイル6は強励磁レンズのため、試料の上側と下側にレンズが形成される。光軸上には、試料ステージ53が設けられている。
An example of a transmission scanning electron microscope according to the present invention will be described with reference to FIG. The transmission scanning electron microscope apparatus of this example includes an electron gun 1, first and second irradiation lens coils 2 and 3, first and
本例の透過走査型電子顕微鏡装置は、更に、2次電子検出器61、暗視野像検出器64、及び、明視野像検出器65を有する。2次電子検出器61によって検出された2次電子信号によって走査像が得られる。暗視野像検出器64、及び、明視野像検出器65によって検出された電子信号によって走査透過像が得られる。
The transmission scanning electron microscope apparatus of this example further includes a
本例の2次電子検出器61、暗視野像検出器64及び明視野像検出器65は、セラミックシンチレータと光電変換素子を有する。光電変換素子として光電子増倍管が用いられてよい。これらの検出器の構造は、後に、図7〜図9を参照して説明する。
The
尚、ここでは、電子顕微鏡について説明するが、本発明は電子顕微鏡ばかりでなく荷電粒子線装置にも適用可能である。 Here, although an electron microscope will be described, the present invention is applicable not only to an electron microscope but also to a charged particle beam apparatus.
図2は、本例の電子顕微鏡装置のうち透過走査像を得るために使用する透過走査型電子顕微鏡部を示す。透過走査型電子顕微鏡部は、電子銃1、収束電子レンズ、偏向コイル4,5、2次電子検出器61、暗視野像検出器64、及び、明視野像検出器65を有する。
FIG. 2 shows a transmission scanning electron microscope unit used for obtaining a transmission scanning image in the electron microscope apparatus of this example. The transmission scanning electron microscope section includes an electron gun 1, a converging electron lens,
走査像及び透過走査像を得る手順を簡単に説明する。観察者は、キーボード44及びマウス45を使用して、視野より撮像対象を探す。ROM47に格納された走査像又は透過走査像用のレンズデータを読み出し、デジタルアナログ変換器(DAC)24〜34に供給する。デジタルアナログ変換器(DAC)24〜34は、レンズ系のデータをアナログ信号に変換し、励磁電源13〜23に供給する。励磁電源13〜23は、各レンズ系のレンズコイル2,3,6,9〜12に電流を出力する。
A procedure for obtaining a scanning image and a transmission scanning image will be briefly described. The observer uses the
電子銃1によって生成された電子線は、第1及び第2の照射レンズコイル2,3により収束され、第1及び第2の偏向コイル4,5によって走査され、対物レンズコイル6によって結像され、試料ステージ53上の試料に照射される。試料から発生する2次電子は、2次電子検出器61によって検出され、走査像が得られる。走査像は、モニタ(CRT)39によって表示される。
The electron beam generated by the electron gun 1 is converged by the first and second irradiation lens coils 2 and 3, scanned by the first and
試料からの透過電子は明視野像検出器65によって検出され、試料からの散乱電子は暗視野像検出器64によって検出される。明視野像検出器65によって得られた明視野像及び暗視野像検出器64によって得られた暗視野像は、モニタ(CRT)39によって表示される。
Transmitted electrons from the sample are detected by the bright
図3は従来のシンチレータの断面構造を示す。シンチレータは、粒子状の蛍光体p47とその間に充填されたバインダからなる蛍光体層を含み、白色を呈する。バインダは乾燥したコロジオン膜である。蛍光体層はガラス板の上に支持されている。蛍光体層の厚さは、電子線が十分に透過できるように、通常30μmm程度である。蛍光体層の表面に、厚さが約20nmのアルミニウムコーティングが形成されている。図示のように、電子線が蛍光体層に進入すると、蛍光が発生し、それは、蛍光体層の内部にて三角錐状に広がる。 FIG. 3 shows a cross-sectional structure of a conventional scintillator. The scintillator includes a phosphor layer composed of a particulate phosphor p47 and a binder filled therebetween, and exhibits a white color. The binder is a dried collodion film. The phosphor layer is supported on a glass plate. The thickness of the phosphor layer is usually about 30 μm so that the electron beam can be sufficiently transmitted. An aluminum coating having a thickness of about 20 nm is formed on the surface of the phosphor layer. As shown in the figure, when an electron beam enters the phosphor layer, fluorescence is generated and spreads in a triangular pyramid shape inside the phosphor layer.
図4は、本発明のセラミックシンチレータのセラミック蛍光体の断面構造を示す。本発明のセラミックシンチレータは、セラミック蛍光体を含む。セラミック蛍光体は、蛍光体p47を数千℃、例えば、5000℃程度まで加熱してガラス化した焼結体である。加熱及び加圧により、バインダは完全に焼失し、蛍光体のみからなる半透明の焼結体が形成される。セラミックシンチレータに用いる蛍光体として、残像時間が200nsec以下であるp47:Y2SiO5;Ceがよい。しかしながら、残像時間が短い他の蛍光体、例えば、p43:Gd2O2S;Tb等を用いてもよい。 FIG. 4 shows a cross-sectional structure of the ceramic phosphor of the ceramic scintillator of the present invention. The ceramic scintillator of the present invention includes a ceramic phosphor. The ceramic phosphor is a sintered body obtained by heating the phosphor p47 to several thousand ° C., for example, about 5000 ° C. to vitrify it. By heating and pressurizing, the binder is completely burned out, and a translucent sintered body made only of the phosphor is formed. As a phosphor used for the ceramic scintillator, p47: Y 2 SiO 5 ; Ce having an afterimage time of 200 nsec or less is preferable. However, other phosphors having a short afterimage time, such as p43: Gd 2 O 2 S; Tb, may be used.
図5は、本願発明者が、様々な条件でセラミック蛍光体を製造し、それを用いて電子検出の実験を行った結果を示す。横軸は電子線の加速電圧(kV)、縦軸はセラミック蛍光体に対する電子線の侵入深さ(μm)である。本願発明者は、この結果から次の知見を得た。 FIG. 5 shows the results of the inventors of the present invention manufacturing ceramic phosphors under various conditions and using them to conduct electron detection experiments. The horizontal axis represents the acceleration voltage (kV) of the electron beam, and the vertical axis represents the penetration depth (μm) of the electron beam into the ceramic phosphor. The inventor of the present application has obtained the following knowledge from this result.
(1)加速電圧が300kVのとき、セラミック蛍光体の深さ200μmまで電子線が進入する。従って、本発明では、セラミック蛍光体の厚さを、200μm以上とすることが可能である。従来のシンチレータの蛍光膜は白色であるが、本発明のセラミック蛍光体は半透明である。従って、本発明のセラミック蛍光体では、電子線が進入した分だけ蛍光を発生させ、それを外部に取り出すことができる。 (1) When the acceleration voltage is 300 kV, the electron beam enters up to a depth of 200 μm of the ceramic phosphor. Therefore, in the present invention, the thickness of the ceramic phosphor can be 200 μm or more. The phosphor film of the conventional scintillator is white, but the ceramic phosphor of the present invention is translucent. Therefore, in the ceramic phosphor of the present invention, it is possible to generate fluorescence as much as the electron beam enters and take it out to the outside.
(2)セラミック蛍光体の厚さを大きくすると、それに比例して発光量が増加すると考えられる。しかしながら、セラミック蛍光体の厚さが200〜300μm程度になると、それ以上セラミック蛍光体の厚さを増加させても、取り出される蛍光量は増加しないことが判った。これは、セラミック蛍光体が透明ではなく、半透明であることに起因すると思われる。従って、本発明によると、セラミック蛍光体の厚さは200〜300μm程度が好ましい。 (2) It is considered that when the thickness of the ceramic phosphor is increased, the light emission amount is increased in proportion thereto. However, it has been found that when the thickness of the ceramic phosphor is about 200 to 300 μm, the amount of fluorescence extracted is not increased even if the thickness of the ceramic phosphor is further increased. This is probably because the ceramic phosphor is not transparent but translucent. Therefore, according to the present invention, the thickness of the ceramic phosphor is preferably about 200 to 300 μm.
(3)本発明のセラミック蛍光体では、電子線の照射によって発生した蛍光が、蛍光体層の内部にて3次元的に広がっているのが観察された。図3に示した従来のシンチレータでは、蛍光は三角錐状に広がるが、本発明のセラミック蛍光体では、蛍光は横方向に広がり、3次元的に伝播する。従って、セラミック蛍光体の全体から蛍光が発生する。これは、ガラス状の焼結体となった蛍光体が、光ファイバのように光導波路として機能するためであると思われる。 (3) In the ceramic phosphor of the present invention, it was observed that the fluorescence generated by electron beam irradiation spreads three-dimensionally inside the phosphor layer. In the conventional scintillator shown in FIG. 3, the fluorescence spreads in a triangular pyramid shape, but in the ceramic phosphor of the present invention, the fluorescence spreads in the lateral direction and propagates three-dimensionally. Therefore, fluorescence is generated from the entire ceramic phosphor. This is presumably because the fluorescent substance formed into a glassy sintered body functions as an optical waveguide like an optical fiber.
従来のシンチレータの蛍光膜の厚さは、約30μmである。従って、本発明のセラミック蛍光体の厚さは、従来のシンチレータの蛍光膜の厚さの約10倍である。しかしながら、本発明のセラミック蛍光体の感度は、従来のシンチレータの感度の1000倍以上であった。これは本発明のセラミック蛍光体では蛍光が3次元的に広がって伝播することによるものと思われる。 The thickness of the fluorescent film of the conventional scintillator is about 30 μm. Therefore, the thickness of the ceramic phosphor of the present invention is about 10 times the thickness of the phosphor film of the conventional scintillator. However, the sensitivity of the ceramic phosphor of the present invention was 1000 times or more that of the conventional scintillator. This is considered to be due to the fact that the fluorescence spreads three-dimensionally in the ceramic phosphor of the present invention.
(4)本発明のセラミック蛍光体では、加速電圧として、数kV〜100kVの低電圧を用いても、十分な蛍光量を取り出すことができることが判った。これは、本発明のセラミック蛍光体の感度が極めて高いからである。勿論、加速電圧として、数100kV〜200kVの中電圧を用いても、十分な蛍光量が得られる。従来のシンチレータでは、加速電圧の範囲が狭かったが、本発明では、加速電圧の範囲を広くとることができる。即ち、本発明によると、セラミック蛍光体の厚さを200〜300μm程度に設定することにより、数kV〜100kVの低電圧から200〜350kVの高電圧まで広い範囲の加速電圧を使用することができる。
従って、本発明のセラミックシンチレータにおける電子線の加速電圧の使用範囲は、従来のシンチレータにおける電子線の加速電圧の使用範囲より3〜5倍となる。
(4) It was found that the ceramic phosphor of the present invention can extract a sufficient amount of fluorescence even when a low voltage of several kV to 100 kV is used as the acceleration voltage. This is because the sensitivity of the ceramic phosphor of the present invention is extremely high. Of course, a sufficient amount of fluorescence can be obtained even when an intermediate voltage of several hundred kV to 200 kV is used as the acceleration voltage. In the conventional scintillator, the range of the acceleration voltage was narrow, but in the present invention, the range of the acceleration voltage can be widened. That is, according to the present invention, by setting the thickness of the ceramic phosphor to about 200 to 300 μm, an acceleration voltage in a wide range from a low voltage of several kV to 100 kV to a high voltage of 200 to 350 kV can be used. .
Therefore, the use range of the acceleration voltage of the electron beam in the ceramic scintillator of the present invention is 3 to 5 times the use range of the acceleration voltage of the electron beam in the conventional scintillator.
(5)本発明によると、加速電圧として、200〜350kVの高電圧を用いることができるため、高画質の画像を得ることができる。例えば、試料ダメージとコンタミネーションの発生を考慮に入れない場合には、高画質を得るために、加速電圧を高くすることができる。 (5) According to the present invention, since a high voltage of 200 to 350 kV can be used as the acceleration voltage, a high-quality image can be obtained. For example, if the sample damage and the occurrence of contamination are not taken into consideration, the acceleration voltage can be increased in order to obtain high image quality.
(6)本発明のセラミック蛍光体では、蛍光は3次元的に伝播し、横方向に広がり、セラミック蛍光体の端面まで伝播する。蛍光を効率的に取り出すには、セラミック蛍光体の端面における蛍光の漏洩を防止する必要がある。そこで、本発明のセラミック蛍光体の端面には、蛍光の漏洩を防止するための蛍光漏洩防止材が設けられている。蛍光漏洩防止材はアルミニウムリングであってよい。 (6) In the ceramic phosphor of the present invention, the fluorescence propagates three-dimensionally, spreads in the lateral direction, and propagates to the end face of the ceramic phosphor. In order to efficiently extract fluorescence, it is necessary to prevent leakage of fluorescence at the end face of the ceramic phosphor. Therefore, the end face of the ceramic phosphor of the present invention is provided with a fluorescent leakage preventing material for preventing fluorescent leakage. The fluorescent leakage prevention material may be an aluminum ring.
本発明のセラミック蛍光体の表面は、アルミニウムコーティングによって覆われる。アルミニウムコーティングはアルミニウム蒸着によって形成される。アルミニウムコーティングの厚さは、10〜30nmであり、特に約20nmであってよい。セラミック蛍光体の端面に設けられる蛍光漏洩防止材として、アルミニウムリングを設ける代わりに、アルミニウムコーティングを形成してもよい。但し、このアルミニウムコーティングの厚さは、蛍光の漏洩を防止することができるように十分大きく、例えば、数100μm〜数mmとするとよい。 The surface of the ceramic phosphor of the present invention is covered with an aluminum coating. The aluminum coating is formed by aluminum vapor deposition. The thickness of the aluminum coating is 10 to 30 nm, in particular about 20 nm. Instead of providing an aluminum ring, an aluminum coating may be formed as a fluorescent leakage preventing material provided on the end face of the ceramic phosphor. However, the thickness of the aluminum coating is sufficiently large so as to prevent the leakage of fluorescence, for example, several hundred μm to several mm.
図6Aは、本発明のセラミックシンチレータの第1の例の構造を示す。本例のセラミックシンチレータは、セラミック蛍光体54aと、その主面(電子線入射面)に形成されたアルミニウムコーティング54bと、その周囲の端面に形成された蛍光漏洩防止材54cを有する。セラミック蛍光体54aは透明なガラス板58、又は、石英板によって支持されてよい。尚、ガラス板58は、光電子増倍管の光入射面に設けられたガラス板であってよい。
FIG. 6A shows the structure of the first example of the ceramic scintillator of the present invention. The ceramic scintillator of this example includes a
セラミック蛍光体54aの主面のアルミニウムコーティング54bの厚さt1はt1=10〜30nm、好ましくは約20nmである。アルミニウムコーティング54bはアルミニウムの蒸着によって形成される。蛍光漏洩防止材54cは、アルミニウムリング、又は、アルミニウムコーティングによって構成される。蛍光漏洩防止材54cの厚さt2は、例えば、t2=数百μm〜数mmである。
The thickness t1 of the
図6Bは、本発明のセラミックシンチレータの第2の例の構造を示す。本例のセラミックシンチレータでは、セラミック蛍光体54aの主面(電子線入射面)は、凹レンズのように湾曲面となっている。本例のセラミック蛍光体54aは、中心部では厚さが小さく周縁部では厚さが大きい。本例のセラミックシンチレータでは、セラミック蛍光体54aの主面(電子線入射面)が湾曲した凹面となっているので、電子線を効率的に捕獲することができる。
FIG. 6B shows the structure of the second example of the ceramic scintillator of the present invention. In the ceramic scintillator of this example, the main surface (electron beam incident surface) of the
図7は、本発明の明視野像検出器の例を示す。明視野像検出器65は、試料からの透過電子を検出する。明視野像検出器65は、セラミックシンチレータ54、及び、光電子増倍管55を有する。光電子増倍管55の上端には、通常、透明なガラス板又は石英板が設けられている。このガラス板又は石英板の上に、セラミックシンチレータ54が配置されている。セラミックシンチレータ54は、図6A及び図6Bに示したように、セラミック蛍光体54aと、その主面(電子線入射面)に形成されたアルミニウムコーティング54bと、その周囲の端面に形成された蛍光漏洩防止材54cを有する。
FIG. 7 shows an example of the bright field image detector of the present invention. The bright
図8は、本発明の暗視野像検出器の例を示す。暗視野像検出器64は、試料からの散乱電子を検出する。暗視野像検出器64は、セラミックシンチレータ54、光電子増倍管55、及び、ライトガイド57を有する。光電子増倍管55の上端には、通常、透明なガラス板又は石英板が設けられている。このガラス板又は石英板の上に、セラミックシンチレータ54が配置されている。セラミックシンチレータ54は、図6A及び図6Bに示したように、セラミック蛍光体54aと、その主面(電子線入射面)に形成されたアルミニウムコーティング54bと、その周囲の端面に形成された蛍光漏洩防止材54cを有する。
FIG. 8 shows an example of a dark field image detector of the present invention. The dark
図9は、本発明の二次電子検出器の例を示す。二次電子検出器61は、セラミックシンチレータ54、光電子増倍管55、及び、ライトガイド57を有する。セラミックシンチレータ54の構造は、図6A及び図6Bに示した。
FIG. 9 shows an example of the secondary electron detector of the present invention. The
以上本発明の例を説明したが本発明は上述の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更が可能であることは、当業者によって容易に理解されよう。 Although the examples of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described examples, and it is easy for those skilled in the art to make various modifications within the scope of the invention described in the claims. Will be understood.
1:電子銃、2:第1照射レンズコイル、3:第2照射レンズコイル、4:第1偏向コイル、5:第2偏向コイル、6:対物レンズコイル、7:第1電磁式試料イメージ移動用コイル、8:第2電磁式試料イメージ移動用コイル、9:第1中間レンズコイル、10:第2中間レンズコイル、11:第1投射レンズコイル、12:第2投射レンズコイル、13〜23:励磁電源、24〜34:デジタルアナログ変換器(DAC)、35:マイクロプロッセサ、36:記憶装置、37:演算装置、38:CRTコントローラ、39:モニタ(CRT)、40〜41:I/F、42:倍率切替用ロータリーエンコーダ、43:入力用ロータリーエンコーダ、44:キーボード、45:マウス、46:RAM、47:ROM、48:画像取込みインターフェース、53:試料ステージ、54:セラミックシンチレータ、55:光電子増倍管、57:ライトガイド、61:2次電子検出器、64:暗視野像検出器、65:明視野像検出器 1: electron gun, 2: first irradiation lens coil, 3: second irradiation lens coil, 4: first deflection coil, 5: second deflection coil, 6: objective lens coil, 7: first electromagnetic sample image movement Coil: 8: second electromagnetic sample image moving coil, 9: first intermediate lens coil, 10: second intermediate lens coil, 11: first projection lens coil, 12: second projection lens coil, 13-23 : Excitation power source, 24-34: Digital-analog converter (DAC), 35: Microprocessor, 36: Storage device, 37: Arithmetic device, 38: CRT controller, 39: Monitor (CRT), 40-41: I / F, 42: Rotary encoder for switching magnification, 43: Rotary encoder for input, 44: Keyboard, 45: Mouse, 46: RAM, 47: ROM, 48: Image capture interface, 53 Sample stage 54: ceramic scintillator, 55: photomultiplier, 57: light guide 61: secondary electron detector, 64: dark field image detector 65: bright field image detector
Claims (20)
前記電子検出器は、セラミックシンチレータと、該セラミックシンチレータからの光を電流に変換する光電変換素子とを有し、
前記セラミックシンチレータは、蛍光体p47:Y2SiO5;Ceを焼結して形成したセラミック蛍光体を含み、該セラミック蛍光体の厚さは、200〜300μmであることを特徴とする電子顕微鏡。 In an electron microscope having an electron beam optical system that irradiates a sample with an electron beam from an electron gun, and an electron detector that detects electrons from the sample,
The electron detector includes a ceramic scintillator and a photoelectric conversion element that converts light from the ceramic scintillator into an electric current,
The ceramic scintillator includes a ceramic phosphor formed by sintering phosphor p47: Y 2 SiO 5 ; Ce, and the thickness of the ceramic phosphor is 200 to 300 μm.
前記セラミック蛍光体の周囲の端面に蛍光の漏洩を防止する蛍光漏洩防止材が設けられていることを特徴とする電子顕微鏡。 The electron microscope according to claim 1,
An electron microscope characterized in that a fluorescent leakage preventing material for preventing fluorescent leakage is provided on an end face around the ceramic phosphor.
前記セラミック蛍光体の表面はアルミニウムコーティングによって覆われ、該アルミニウムコーティングの厚さは10〜30nmであることを特徴とする電子顕微鏡。 The electron microscope according to claim 1,
The surface of the ceramic phosphor is covered with an aluminum coating, and the thickness of the aluminum coating is 10 to 30 nm.
前記セラミック蛍光体の表面は凹面を有しており、前記セラミック蛍光体の厚さは、中心部で小さく周縁部で大きいことを特徴とする電子顕微鏡。 The electron microscope according to claim 1,
The surface of the said ceramic fluorescent substance has a concave surface, The thickness of the said ceramic fluorescent substance is small in a center part, and is large at a peripheral part, The electron microscope characterized by the above-mentioned.
前記電子検出器は、2次電子像を得るために試料からの2次電子を検出する2次電子検出器、明視野像を得るために試料からの透過電子を検出する明視野像検出器、及び、暗視野像を得るために試料からの散乱電子を検出する暗視野像検出器、の少なくとも1つを含むことを特徴とする電子顕微鏡。 The electron microscope according to claim 1,
The electron detector includes a secondary electron detector that detects secondary electrons from a sample to obtain a secondary electron image, a bright field image detector that detects transmitted electrons from the sample to obtain a bright field image, An electron microscope comprising: at least one of a dark field image detector that detects scattered electrons from a sample to obtain a dark field image.
前記2次電子検出器、前記明視野像検出器及び前記暗視野像検出器の少なくとも1つは、セラミックシンチレータと、該セラミックシンチレータからの光を電流に変換する光電変換素子とを有し、
前記セラミックシンチレータは、蛍光体を焼結して形成したセラミック蛍光体を含み、該セラミック蛍光体の厚さは、200〜300μmであることを特徴とする透過走査型電子顕微鏡。 An electron beam optical system for irradiating the sample with an electron beam from an electron gun, a secondary electron detector for detecting secondary electrons from the sample, a bright-field image detector for detecting transmitted electrons from the sample, and a sample In a transmission scanning electron microscope having a dark field image detector for detecting scattered electrons of
At least one of the secondary electron detector, the bright field image detector, and the dark field image detector has a ceramic scintillator and a photoelectric conversion element that converts light from the ceramic scintillator into a current,
The transmission scintillation electron microscope, wherein the ceramic scintillator includes a ceramic phosphor formed by sintering a phosphor, and the thickness of the ceramic phosphor is 200 to 300 μm.
前記セラミック蛍光体の周囲の端面に蛍光の漏洩を防止する蛍光漏洩防止材が設けられていることを特徴とする透過走査型電子顕微鏡。 The transmission scanning electron microscope according to claim 6,
A transmission scanning electron microscope, wherein a fluorescent leakage preventing material for preventing leakage of fluorescence is provided on an end face around the ceramic phosphor.
前記セラミック蛍光体の表面はアルミニウムコーティングによって覆われ、該アルミニウムコーティングの厚さは10〜30nmであることを特徴とする透過走査型電子顕微鏡。 The transmission scanning electron microscope according to claim 6,
The surface of the ceramic phosphor is covered with an aluminum coating, and the thickness of the aluminum coating is 10 to 30 nm.
前記セラミック蛍光体の表面は凹面を有しており、前記セラミック蛍光体の厚さは、中心部で小さく周縁部で大きいことを特徴とする透過走査型電子顕微鏡。 The transmission scanning electron microscope according to claim 6,
A transmission scanning electron microscope characterized in that the surface of the ceramic phosphor has a concave surface, and the thickness of the ceramic phosphor is small at the center and large at the periphery.
前記蛍光体は、p47:Y2SiO5;Ceであることを特徴とする透過走査型電子顕微鏡。 The transmission scanning electron microscope according to claim 6,
The transmission scanning electron microscope, wherein the phosphor is p47: Y 2 SiO 5 ; Ce.
セラミックシンチレータと、該セラミックシンチレータからの光を電流に変換する光電変換素子とを有し、
前記セラミックシンチレータは、蛍光体を焼結して形成したセラミック蛍光体を含み、該セラミック蛍光体の厚さは、200〜300μmであることを特徴とする電子検出器。 In an electron detector used for an electron microscope to detect electrons from a sample,
A ceramic scintillator and a photoelectric conversion element that converts light from the ceramic scintillator into an electric current;
The ceramic scintillator includes a ceramic phosphor formed by sintering a phosphor, and the ceramic phosphor has a thickness of 200 to 300 μm.
前記セラミック蛍光体の表面はアルミニウムコーティングによって覆われ、該アルミニウムコーティングの厚さは10〜30nmであることを特徴とする電子検出器。 The electron detector according to claim 11.
The surface of the ceramic phosphor is covered with an aluminum coating, and the thickness of the aluminum coating is 10 to 30 nm.
前記蛍光体は、p47:Y2SiO5;Ceであることを特徴とする電子検出器。 The electron detector according to claim 11.
The phosphor is p47: Y 2 SiO 5 ; Ce, wherein the phosphor is an electron detector.
前記セラミック蛍光体の表面は凹面を有しており、前記セラミック蛍光体の厚さは、中心部で小さく周縁部で大きいことを特徴とする電子検出器。 The electron detector according to claim 11.
The surface of the said ceramic fluorescent substance has a concave surface, The thickness of the said ceramic fluorescent substance is small at a center part, and is large at a peripheral part, The electron detector characterized by the above-mentioned.
前記セラミックシンチレータは、2次電子像を得るために試料からの2次電子を受け入れるように構成されていることを特徴とする電子検出器。 The electron detector according to claim 11.
The ceramic scintillator is configured to receive secondary electrons from a sample in order to obtain a secondary electron image.
前記セラミックシンチレータは、明視野像を得るために試料からの透過電子を受け入れるように構成されていることを特徴とする電子検出器。 The electron detector according to claim 11.
The ceramic scintillator is configured to accept a transmission electron from a sample in order to obtain a bright field image.
前記セラミックシンチレータは、暗視野像を得るために試料からの散乱電子を受け入れるように構成されていることを特徴とする電子検出器。 The electron detector according to claim 11.
The ceramic scintillator is configured to accept scattered electrons from a sample in order to obtain a dark field image.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011162409A JP2013026152A (en) | 2011-07-25 | 2011-07-25 | Electron microscope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011162409A JP2013026152A (en) | 2011-07-25 | 2011-07-25 | Electron microscope |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013026152A true JP2013026152A (en) | 2013-02-04 |
Family
ID=47784240
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011162409A Ceased JP2013026152A (en) | 2011-07-25 | 2011-07-25 | Electron microscope |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013026152A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013175972A1 (en) * | 2012-05-21 | 2013-11-28 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Electron microscope and electron detector |
JP2015026596A (en) * | 2013-06-19 | 2015-02-05 | 日本電子株式会社 | Detector and charged particle beam device |
US9029768B2 (en) | 2013-06-19 | 2015-05-12 | Jeol Ltd. | Detector and charged particle beam instrument |
CN112236838A (en) * | 2018-07-03 | 2021-01-15 | 株式会社日立高新技术 | Charged particle beam detector, electron microscope, electron beam energy loss spectrometer, and imaging device |
WO2023238287A1 (en) * | 2022-06-08 | 2023-12-14 | 株式会社日立ハイテク | Inspection device, inspection element, and inspection method |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52122183A (en) * | 1976-04-07 | 1977-10-14 | Hitachi Ltd | Detector of secondary electron |
JPS5684849A (en) * | 1979-12-13 | 1981-07-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Cathode-ray tube |
JPS6371680A (en) * | 1986-09-16 | 1988-04-01 | Hitachi Ltd | Ion detector |
JPH0945271A (en) * | 1995-08-03 | 1997-02-14 | Hitachi Ltd | Electron microscope equipped with image pick-up device |
JP2002062358A (en) * | 2000-08-18 | 2002-02-28 | Hitachi Ltd | Method for polishing sintered body crystal and particle detector using polished fluorescent substance |
JP2004251764A (en) * | 2003-02-20 | 2004-09-09 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Tdi sensor for electron beam image, and mask inspection device |
JP2005009872A (en) * | 2003-06-16 | 2005-01-13 | Canon Inc | Scintillation plate and manufacturing method thereof |
JP2005071746A (en) * | 2003-08-22 | 2005-03-17 | Canon Inc | Imaging device for electron microscope |
JP2006059728A (en) * | 2004-08-23 | 2006-03-02 | Hitachi Ltd | Flat surface type display device |
JP2006164854A (en) * | 2004-12-09 | 2006-06-22 | Toshiba Corp | Fluorescent screen and image display device |
JP2008143726A (en) * | 2006-12-06 | 2008-06-26 | Japan Fine Ceramics Center | Polycrystalline transparent y2o3 ceramics and its production method |
JP2008282827A (en) * | 2003-01-31 | 2008-11-20 | Hitachi High-Technologies Corp | Charged particle beam apparatus |
WO2013175972A1 (en) * | 2012-05-21 | 2013-11-28 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Electron microscope and electron detector |
-
2011
- 2011-07-25 JP JP2011162409A patent/JP2013026152A/en not_active Ceased
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52122183A (en) * | 1976-04-07 | 1977-10-14 | Hitachi Ltd | Detector of secondary electron |
JPS5684849A (en) * | 1979-12-13 | 1981-07-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Cathode-ray tube |
JPS6371680A (en) * | 1986-09-16 | 1988-04-01 | Hitachi Ltd | Ion detector |
JPH0945271A (en) * | 1995-08-03 | 1997-02-14 | Hitachi Ltd | Electron microscope equipped with image pick-up device |
JP2002062358A (en) * | 2000-08-18 | 2002-02-28 | Hitachi Ltd | Method for polishing sintered body crystal and particle detector using polished fluorescent substance |
JP2008282827A (en) * | 2003-01-31 | 2008-11-20 | Hitachi High-Technologies Corp | Charged particle beam apparatus |
JP2004251764A (en) * | 2003-02-20 | 2004-09-09 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Tdi sensor for electron beam image, and mask inspection device |
JP2005009872A (en) * | 2003-06-16 | 2005-01-13 | Canon Inc | Scintillation plate and manufacturing method thereof |
JP2005071746A (en) * | 2003-08-22 | 2005-03-17 | Canon Inc | Imaging device for electron microscope |
JP2006059728A (en) * | 2004-08-23 | 2006-03-02 | Hitachi Ltd | Flat surface type display device |
JP2006164854A (en) * | 2004-12-09 | 2006-06-22 | Toshiba Corp | Fluorescent screen and image display device |
JP2008143726A (en) * | 2006-12-06 | 2008-06-26 | Japan Fine Ceramics Center | Polycrystalline transparent y2o3 ceramics and its production method |
WO2013175972A1 (en) * | 2012-05-21 | 2013-11-28 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Electron microscope and electron detector |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013175972A1 (en) * | 2012-05-21 | 2013-11-28 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Electron microscope and electron detector |
JP2015026596A (en) * | 2013-06-19 | 2015-02-05 | 日本電子株式会社 | Detector and charged particle beam device |
US9029768B2 (en) | 2013-06-19 | 2015-05-12 | Jeol Ltd. | Detector and charged particle beam instrument |
CN112236838A (en) * | 2018-07-03 | 2021-01-15 | 株式会社日立高新技术 | Charged particle beam detector, electron microscope, electron beam energy loss spectrometer, and imaging device |
CN112236838B (en) * | 2018-07-03 | 2024-04-26 | 株式会社日立高新技术 | Charged particle beam detector, electron microscope, electron beam energy loss spectroscopic device, and imaging device |
WO2023238287A1 (en) * | 2022-06-08 | 2023-12-14 | 株式会社日立ハイテク | Inspection device, inspection element, and inspection method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7214947B2 (en) | Detector assembly and method of manufacture | |
WO2016158421A1 (en) | Light quantity detection device, and immunoanalysis device and charged particle beam device using same | |
US8513604B2 (en) | Detection device and particle beam device having a detection device | |
JP2013026152A (en) | Electron microscope | |
Hormozan et al. | High‐resolution x‐ray imaging using a structured scintillator | |
US10236155B2 (en) | Detection assembly, system and method | |
JP2010261753A (en) | Scintillator for neutron detection, and neutron-measuring device | |
EP2521157A1 (en) | Segmented charged particle detector using scintillator material | |
JP2020074331A (en) | Method for operating electron-bombarded detector | |
JP2012225680A (en) | Neutron detector | |
US9029768B2 (en) | Detector and charged particle beam instrument | |
WO2015185995A1 (en) | Charged particle beam device | |
US9184034B2 (en) | Photomultiplier tube with extended dynamic range | |
WO2013175972A1 (en) | Electron microscope and electron detector | |
KR101727196B1 (en) | Infrared-electron correlative microscope | |
JP2012142129A (en) | Soft x-ray source | |
JP6228870B2 (en) | Detector and charged particle beam device | |
Fakra et al. | Scintillator detectors for scanning transmission X‐ray microscopes at the advanced light source | |
RU2452052C1 (en) | Nano-resolution x-ray microscope | |
Kumar et al. | Development of Quantum Gas Jet Beam Profile Monitor for Sub-mm Beams | |
JP5822614B2 (en) | Inspection device | |
US20230050424A1 (en) | Charged particle detector, charged particle ray device, radiation detector, and radiation detection device | |
US20230266485A1 (en) | Device for detecting charged particles or radiation | |
KR100526049B1 (en) | A thermal neutron image device using carbon-nanotube | |
Roques-Carmes et al. | X-ray imaging with nanophotonic scintillators |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130702 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140221 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140304 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140421 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141111 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150609 |
|
A045 | Written measure of dismissal of application [lapsed due to lack of payment] |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A045 Effective date: 20151027 |