JPH0129020B2

JPH0129020B2 -

Info

Publication number: JPH0129020B2
Application number: JP57006909A
Authority: JP
Inventors: Korio Danieru
Original assignee: APURIKASHION MEKANIKU A REREKUTORONITSUKU OOSHINEMA E RATOMISUTEITSUKU CO
Current assignee: APURIKASHION MEKANIKU A REREKUTORONITSUKU OOSHINEMA E RATOMISUTEITSUKU CO
Priority date: 1981-01-23
Filing date: 1982-01-21
Publication date: 1989-06-07
Also published as: FR2498767B1; FR2498767A1; JPS57147858A; US4440475A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、電子プローブ微量分析器に関し、更
に詳しくは、二重倍率の観察系を具えている型の
微量分析器（マイクロアナライザ）に関する。

Ｘ線分析による試料分析においては、電子線励
起によつて分析される試料区域の正確な位置決め
のために、高倍率で視野深度（被写界深度）が小
さい光学顕微鏡が、電子プローブと組合わされて
いる。この光学顕微鏡は、電子線を同じ軸線をも
つ反射型対物鏡（球面反射鏡で構成された対物
鏡）を具えている。

しかしながら、低倍率で数mm程度の大きい視野
をもつ光学顕微鏡によつて、分析される試料区域
を予備的に位置ぎめできるようにしておくことが
望ましい。

光学装置としては、多くの対物レンズを具える
タレツトのある二重倍率の系も既に知られてい
る。タレツトを回転すると、対物レンズの変化
で、倍率ならびに視野深度を調節することができ
る。

このような解決方法は、微量分析器には適用さ
れない。その理由は、高倍率の光学顕微鏡の対物
鏡は、電子線を集束する電磁レンズによつて、取
り囲まれているからである。従つて、他の解決方
法は、高倍率の光学顕微鏡と同軸に低倍率の光学
顕微鏡を組立てることにあるであろう。しかしな
がら、この解決法は、実用上困難である。なぜな
らば、視野が高倍率の顕微鏡の反射型対物鏡の凸
面鏡の中心口径によつて限定されるからである。

本発明の目的は、１つの観測面から２つの別々
の光路に沿つて、２つの倍率のいずれをも選択で
きる観察系を備えた、電子プローブ微量分析器を
提供することにある。第１の倍率は、分析される
試料の所定区域のおよその位置決めのために用い
られ、第２の倍率は、電子ビームで衝撃される区
域の正確な位置決めのために用いられる。切換え
は、単一の機械的な制御装置によつて行なわれ
る。

本発明によると、電子線によつて試料を分析す
るための電子プローブ微量分析器は、前記電子線
を集束するための中央チヤネルと、側部チヤネル
とを備えた電磁レンズを具備し、該微量分析器
は、分析される試料を観察するための観察系を備
え、該観察系は、上記中央チヤネル内に配置され
た高倍率の反射型対物鏡と、該対物鏡を通して試
料を照明するための照明用光線を発生する定置の
照明装置および該照明装置に組合わされた定置の
観察手段と、前記の反射型対物鏡よりも低倍率
で、前記側部チヤネルのひとつに配置されている
補助対物鏡と、前記２個の対物鏡の何れかに選択
的に前記照明用光線を向けると共に、前記選択的
に使用された（照明用光線が向けられた）対物鏡
からの戻り光線（試料に反射されて戻つてきた光
線）を定置の観察手段に向けると、機械的に制御
される光学装置を具えている。

本発明の他の特徴は、次の記載と添付図面によ
り更に明らかになるであろう。

［望ましい実施例の説明］一般に、微量分析器には、電子ビームの軸線に
対して傾斜している、通路または“チヤネル”が
具えられている。之等のチヤネルは、Ｘ線の二次
放射、そして特に電子より得られる信号を検出す
るために使用される。Ｘ線放射の、試料による自
己吸収の影響を低減するためには、チヤネル軸線
と試料面との間の角度が小さすぎないようにする
ことが有利である。最近の微量分析器では、この
角度は典型的には45゜前後である。

第１図は微量分析器の中央部分を示し、その軸
線１は、試料２に衝突させる電子ビームの軸線で
ある。該電子ビームは、境界で密封されている真
空の囲い３内で加速される。囲い３の一部が第１
図に図示され、試料２はこの囲い３内に置かれ
る。電子ブローブの本体４は、試料２に電子ビー
ムを集束させるための電磁レンズ５で終端してい
る。該電磁レンズ５は、電子ビームと同じ軸線１
をもつ中央のチヤネルが具えられ、該チヤネル
は、支持体７に固定されている反射型対物鏡６を
収納するように設計されている。

側部チヤネルが第１図には２つ示されている。
一方の側部チヤネルは、二次放射を検出するため
に用いられるもので軸線８を有し、他方の側部チ
ヤネルは軸線９を有して、低倍率の光学顕微鏡の
対物鏡（補助対物鏡、対物レンズ）１０を収納し
ている。この対物レンズ１０は、前記チヤネル内
に収納される支持体１１に取り付けられている。

二つの倍率のいずれの観察にも使用される照明
系は、第１図には軸線１２だけが示されている。

観察系は、微量分析器本体内に、引込み可能な
半透明プレート１３を具え、該プレート１３は軸
線１２に対して45゜の角度で配置されている。半
透明プレート１３が、照明用光線の通路にある
と、該プレート１３から反射された光線は、真空
の囲いを限定する透明板１４を通つて反射鏡１５
で反射される。反射鏡１５は、電子ビームの軸線
１ならびに、半透明プレート１３にて反射された
光線の軸線１６に対して、45゜の角度で配置され
ている。前記反射鏡１５から反射された光線の軸
線は軸線１である。

前記反射光線は、反射型対物鏡６によつて試料
２に集束される。該対物鏡６は凸面鏡と凹面鏡と
を具え、カセグレン型（Cassegrain type）組立
体を形成している。引込み可能な半透明プレート
１３は、第１図に破線で示されている。その理由
は、高倍率で行なわれる観察時にのみ、それが照
明用光線の通路に置かれるからである。

低倍率で観察する場合には、軸線１２をもつ照
明用光線は、半透明プレート１７にて反射され、
該プレート１７は該光線を、軸線９沿いに対物レ
ンズ１０を通して試料２の方向に送る。

観察のための光は、選択される観察モード（高
倍率または低倍率の観察態様）に依存して、２個
の半透明プレート１３，１７の何れかにより伝達
される。これら２本の伝達される光線は、たがい
に離れた別個の軸線１６，９を有している。前記
２本の軸線は点Ｏで交叉し、該点Ｏの周りにピボ
ツト運動ができるように付けられた向き調節可能
でかつ引込み可能な反射鏡１８が、もどり光線の
通路に置かれる。反射鏡１８の向きによつて、２
つの観察モードの１つとして、ビームの軸線９上
に置かれている双眼拡大鏡５０か、または軸線１
６に直交する軸線１９に置かれているテレビカメ
ラ４０かのいずれかを選択することが可能にな
る。テレビカメラ４０、双眼拡大鏡５０は、定置
の照明装置（１００または１０１）と組合わされ
て定置されている（定置の観察手段）。

第１図は、テレビカメラによる低倍率の観察の
ために必要な位置にある、前記向き調節可能な反
射鏡１８を示す。

照明系は第２図ならびに第３図にしめされ、こ
れらは、高倍率で行なわれる観察時、および低倍
率で行なわれる観察時の光学的観察を説明してい
る。この照明系は、１個のレンズ２４を除いては
両モードの動作のための同じ素子を含んでいる。

第２図において、照明系は集光レンズ２１と組
合わされた光源２０を具えている。このレンズ２
１は、光源２０の拡大像を開口絞り２３に投影す
る。この拡大像は、さらに視野レンズ２６によつ
て、反射型対物鏡６の射出瞳に実像を形成する。
視野絞り２５は前記の視野レンズ２６によつて、
反射型対物鏡６の共役像面に投影される。前記視
野絞り２５は、開口レンズ２２により集光レンズ
２１と共役の関係で組合わされるように、光路に
置かれている。光源２０、集光レンズ２１、開口
レンズ２２、開口絞り２３、視野絞り２５、視野
レンズ２６は定置の照明装置１００を構成してい
る。

こうして照明される試料２の区域は、双眼拡大
鏡５０によつて、またはテレビカメラ４０によつ
て観察される。この目的のために、照明される区
域の像は、半透明プレート１３を経て伝達される
戻り光線が入射する向き調節可能の反射鏡１８の
位置によつて、２つの観察面の何れか（双眼拡大
鏡５０またはテレビカメラ４０の観察面）に形成
される。テレビカメラ４０の軸線１９に置かれて
いる投射用対物レンズ２９は、投射される像の大
きさを、カメラ管の大きさに適合させる。

上述の観察系は、容易に試料２の表面で反射偏
光された光の観察に応用され得る。この目的のた
めに、第２図に破線で示されている偏光子２７
が、視野レンズ２６の光路の後方に置かれる。検
光子２８が、戻り光線の光路上の、半透明プレー
ト１３の後方に置かれている。検光子２８も第２
図に破線で示されている。

偏光子２７および検光子２８の、それぞれ軸線
１２，１６のまわりの回転は、機械的に結合され
て行われる。反射偏光された光の観察は、双眼拡
大鏡５０によつて、またはテレビカメラ４０によ
つて行なわれる。

試料２の他の照明系も可能で、この照明系は、
高倍率での反射の観察の場合と全く同様に、高倍
率で、透過によつて偏光された光の観察ができ
る。これに対応する光路が、第２図に鎖線で示さ
れている。この異なる照明系は、光源３０を含
み、該光源と、集光レンズ３１およびその後方に
配置された視野絞り３２が組み合わされている。
該視野絞り３２に続いて、光路上に偏光子３３が
あり、さらに、対象物（試料２）の方向に光を向
ける反射鏡３５の前に開口絞り３４がある。第２
図で選択された光源３０の軸線は、試料２の面と
平行であると共に、軸線１，９，１６を含む平面
に平行である。反射鏡３５から反射された光線
は、集光レンズ３６を通つて試料２の方向に向け
られる。このようにして前記集光レンズ３６は、
試料２上に視野絞り３２の像を形成する。光源３
０のフイラメントの拡大像は、集光レンズ３１に
よつて、集光レンズ３６の開口絞り３４の面に投
影される。偏光子３３ならびに検光子２８は、試
料２を透過して観察装置であるテレビカメラ４０
または双眼拡大鏡５０に伝達される光線の光路に
置かれると共に、前述の場合と同様に機械的に結
合されている。観察は前述の場合と同様に、双眼
拡大鏡５０またはテレビカメラ４０の何れかによ
つて行なわれる。光源３０、集光レンズ３１、視
野絞り３２、開口絞り３４、反射鏡３５、集光レ
ンズ３６も定置の照明装置１０１を構成してい
る。

第２図に記載されている高倍率での観察に対応
する系（以下、高倍率系と記す）のみを考える限
り、それは新規な構想を構成するものではない。
しかしながら、大部分の構成要素が高倍率系と共
用される低倍率の観察系（以下、低倍率系と記
す）と該高倍率系とを組合わせることにより、本
明細書の序論に述べた問題を解決することができ
る。

第３図には、低倍率系が示され、該図の同じ素
子には同じ参照番号がつけられている。

試料２からの反射で観察するための照明系は、
１個のレンズ２４を除き、高倍率で反射による観
察をするための照明系と同じである。すなわち、
この照明系は更に、光路上の絞り２５の前方に視
野レンズ２４を備えている。この観察モードで
は、半透明プレート１３が光路から除かれている
ので、低倍率の照明系は、半透明プレート１７で
完成される。半透明プレート１７から反射される
光線は、軸線９ぞいに対物レンズ１０を通つて試
料２に伝達される。

したがつて、前記の光学素子は、照明系がつぎ
のように確実に動作するように相対的に配置され
ている。すなわち、集光レンズ２１が、開口絞り
２３上に、光源２０のフイラメントの拡大像を投
影する。前記開口絞り２３の像は、追加の視野レ
ンズ２４と組合わされた視野レンズ２６によつ
て、対物レンズ１０上に形成される。視野絞り２
５は、視野レンズ２６を通して、対物レンズ１０
の共役像面に投影される。視野絞り２５は、開口
レンズ２２によつて、集光レンズ２１と共役の関
係で組合わされている。

観察系の一具体例では、高倍率の場合、試料２
上の照明される視界の直径が500マイクロメータ
程度である。反射型対物鏡６は、40倍に拡大され
る対象物（試料２）の像を作る。従つて該像の直
径は20mmである。この像は、倍率10の接眼レンズ
を経て双眼拡大鏡５０から射出される。従つて高
倍率は400倍に等しい。

低倍率で観察する場合には、試料２上で観察さ
れる視野は５mm程度の直径である。対物レンズ１
０は、４倍に拡大した前記対象物（試料２）の像
を生成し、該像は、高倍率の観察の場合と同様
に、双眼拡大鏡５０の倍率10の接眼レンズを経て
射出される。従つて低倍率は40倍に等しい。

したがつて、これら２つの観察系によつてつく
られる拡大像の比は１：10である。

試料面の法線に対して傾斜している軸線に沿つ
て、試料２の照明が行なわれるため、像は軸線９
に直角な観察面に正確には形成されないが、しか
しこのことは重要ではない。その理由は、この観
察モードは、高い精度を要求していないからであ
る。

単一の倍率のみを備える従来の観察系と比較し
て、上述の二重倍率の観察系は結果として、従来
技術に用いられる光学素子に加えて、追加的な引
込み可能なレンズ２４と、対物レンズ１０と、半
透明プレート１３，１７と、観察の各モードのた
めに特別に設計されたすべての光学素子を同時に
操作する（図示しない）機械的な制御装置のみを
用意する必要があるだけである。高倍率で観察す
る場合、前記機械的な制御装置は、レンズ２４を
引込め、他方、低倍率で観察する場合には、該制
御装置が、レンズ２４を光路に配置すると共に、
半透明プレート１３を引込める。

反射鏡１８の４つの位置のいずれかが選ばれ
る。第２図に示されている２つの位置Ｉ、は、
双眼拡大鏡５０ならびにテレビカメラ４０によつ
て行なわれる高倍率の観察に対応する。他の２つ
の位置は、テレビカメラ４０によつて低倍率で観
察するために、第３図に図示された位置と、低
倍率で双眼拡大鏡５０によつて観察するために光
路から引込められているもう１つの位置である。

本発明は、上述のように特定して記載され図示
された実施例に限定されるものではない。

特に照明系は、観察される像の分析に対して、
変更されると共に、異なる観察手段が用いられる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による微量分析器の中央部分
の断面図、第２図ならびに第３図は、高倍率で行
なわれる観察時、ならびに低倍率で行なわれる観
察時における光学系を夫々示す。１……試料、５……電磁レンズ、６……反射型
対物鏡、１０……補助対物鏡（対物レンズ）、１
３，１７……半透明プレート、１５……反射鏡、
４０……テレビカメラ、５０……双眼拡大鏡、１
００，１０１……照明装置。

Claims

【特許請求の範囲】１電子ビームを集束させるための中央チヤネル
と側部チヤネルとを備えた電磁レンズ５を含んで
いて、分析される試料を観察するための観察系を
具備している、電子ビームによつて試料を分析す
るための電子プローブ微量分析器であつて、前記観察系は前記中央チヤネル内に配置された
高倍率の反射型対物鏡６と、該対物鏡６を経て試
料を照明するために照明用光線を発生する定置の
照明装置１００，１０１および該照明装置１０
０，１０１に組合わされる定置の観察手段４０，
５０と、前記の反射型対物鏡６よりも低い倍率を
もち、前記側部のチヤネルの１つの中に配置され
ている補助対物鏡１０と、前記照明用光線を２つ
の対物鏡６，１０のいずれかに向け、該照明用光
線が入射した対物鏡６，１０からの戻り光線を前
記定置の観察手段４０，５０に向けるため、機械
的に制御される光学装置１３，１７，１８を備え
ている電子プローブ微量分析器。２前記機械的に制御される光学装置は、前記照
明用光線の軸線１２上に２個の半透明プレート１
３，１７を備え、該照明用光線は、第１の半透明
プレート１３により、前記高倍率の反射型対物鏡
６の方へ反射され、また、低倍率で観測する間に
は前記第１の半透明プレート１３は引込められ
て、照明用光線は第２の半透明プレート１７によ
つて補助対物鏡１０の方へ反射される、特許請求
の範囲第１項に記載の微量分析器。３前記機械的に制御される光学装置がさらに、
前記照明用光線が入射した対物鏡６，１０からの
戻り光線を、前記観察手段４０，５０に方向づけ
るための向き調節可能な反射鏡１８を備えている
前記特許請求の範囲第２項に記載の微量分析器。４前記観察手段４０，５０が双眼拡大鏡５０な
らびにカメラ４０を備え、向き調節可能な反射鏡
１８は、２個の対物鏡６，１０の何れかからの戻
り光線を、前記双眼拡大鏡５０またはカメラ４０
に方向づけるために、４つの位置が与えられてい
る前記特許請求の範囲第３項に記載の微量分析
器。５前記照明用光線の軸線１２が、中央チヤネル
の軸線１と平行で、第１の半透明プレート１３
は、照明用光線の軸線１２に直角な軸線１６に沿
つて該光線を反射するために、照明用光線の軸線
と45゜の角度をなす方向に向けられ、高倍率の観
察系はさらに、該光線を高倍率の反射型対物鏡６
の方向に反射するための反射鏡１５を備え、第２
の半透明プレート１７が、側部チヤネルの軸線９
と照明用光線の軸線１２との交点に配置され、向
き調節可能な反射鏡１８が、前記両半透明プレー
ト１３，１７から反射された戻り光線の軸線１
６，９の交点に配置されている特許請求の範囲第
４項に記載の微量分析器。６前記機械的に制御される光学装置が、低倍率
の観察時に、光学的な視野を拡大するために照明
装置と組合わされるレンズ２４を備え、該レンズ
２４が、高倍率の観察時には引込められる、特許
請求の範囲第１項に記載の微量分析器。