JPH04522Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は電子顕微鏡に関し、更に詳しくは、電
子銃から出射された電子ビームを集束して所定の
方向に走査しなが試料に照射せしめ、発生乃至は
透過した電子を検出処理して表示手段上に拡大画
像を再生するように構成された電子顕微鏡であつ
て、プローブ電流の変更時に集束レンズのヒステ
リシスの影響を除くために、集束レンズの励磁を
一定の強励磁にしてから所望の強度に励磁するよ
うにした電子顕微鏡に関する。

（従来の技術） 電子顕微鏡は、電子銃から出射された電子ビー
ムを集束して所定の方向に走査しながら試料に照
射せしめ、発生乃至は透過した電子を検出処理し
てCRT等の表示手段上に拡大画像として再生す
るようになつている。このうち試料を透過した電
子を検出して画像として再生するものを透過型電
子顕微鏡、試料から放出した２次電子を検出して
画像として再生するものを走査型電子顕微鏡とい
う。

この種の電子顕微鏡の構成は、電子を発射する
電子銃、該電子銃から出射される電子ビムの位置
及び出射軸の角度を調整する軸合せコイル、電子
ビームを集束させる集束レンズ、Ｘ，Y2軸方向
に電子ビームを走査させる走査コイル、試料に向
けて電子ビームを集束させる対物レンズ、各種電
源系統及び制御部から構成されている。

近年マイクロプロセツサ等の発達により、プロ
ーブ電流の変更などを連続的かつステツプ状に行
なつても、常に同じ明るさ、同じ倍率、同じ適正
焦点で像が観察できるような走査型電子顕微鏡が
安価に製作されるようになつた。しかしながら、
このように自動化された装置でもプローブ電流変
更中の過渡的な現象や、これに伴なう弊害につい
ては対策がなされていなかつた。

（考案が解決しようとする問題点） プローブ電流を変更する場合、特に弱励磁域に
おいては、集束レンズのヒステリシスのために同
じ励磁電流を集束レンズに流しても同じプローブ
電流が得られないので、このヒステリシスの影響
を除くために、一定の強励磁（通常は系の最強励
磁）にしてから、所望の励磁にする方法がとられ
ることがある。この時、低加速域の場合には、集
束レンズの励磁が強すぎて焦点距離が負の状態に
移行するため、プローブ電流が大幅に増すことが
ある。この集束レンズの励磁が強励磁で、過大な
プローブ電流が流れる時には、電子ビームの強度
が異常に大きくなり、試料が損傷するばかりでな
く、検出器の劣化も激しくなる。具体的に列挙す
れば、次のような不具合が生じる。

発生する２次電子の増大により、２次電子検
出系は飽和状態となつて走査像は白色化する。

２次電子検出器のシンチレータ等の劣化の原
因になる。

電子ビームに弱い試料では、ビーム損傷の原
因になる。

試料室内の絶縁物などに不必要な帯電をさせ
るなどの問題が生じる。

本考案はこのような点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、電子顕微鏡のプローブ電流を変
更したときに、上記したような各種不具合の発生
を阻止できる電子顕微鏡を実現することにある。

（問題点を解決するための手段） 前記した問題点を解決する本考案は、電子銃か
ら出射された電子ビームを集束して所定の方向に
走査しながら試料に照射せしめ、発生乃至は透過
した電子を検出処理して表示手段上に拡大画像を
再生するように構成された電子顕微鏡であつて、
プローブ電流の変更時に集束レンズのヒステリシ
スの影響を除くために、集束レンズの励磁を一定
の強励磁にしてから所望の強度に励磁するように
した電子顕微鏡において、前記集束レンズの励磁
を前記一定の強磁にする過渡状態の期間は、電子
ビームの試料への照射が自動的に阻止されるよう
に電子ビームを偏向するための手段を設けたこと
を特徴とするものである。

（実施例） 以下、図面を参照して本考案の実施例を詳細に
説明する。

図は本考案の一実施例を示す構成図である。図
において、１は電子ビームを発射する電子銃、２
は該電子銃１から出射された電子ビーム３の位置
及び出射軸の角度を調節する軸合せコイル、４は
電子ビーム３を集束させる集束レンズである。５
は集束レンズ４によつて集束させられた電子ビー
ムをＸ，Y2方向に走査する走査コイル、６は該
走査コイル５によりＸ，Y2方向に偏向を受けた
電子ビーム３を試料上に集束させるための対物レ
ンズ、７は試料、８はその上に試料７を載置させ
る試料台、９は試料７から放出される２次電子を
検出する２次電子検出器、１０はこれら各構成要
素をその内部に包含する鏡筒である。

１１は電子銃１に加速電圧を与える加速用電
源、１２は軸合せコイル２、集束レンズ４、走査
コイル５及び対物レンズ６に励磁電流を供給する
レンズ系電源、１３は２次電子検出器９の各部に
必要な電圧を供給する電源、１４は２次電子検出
器９の出力信号を増幅する信号増幅器、１５は電
源１１，１２，１３の出力を制御する他各種演算
制御を行なう制御部、１６は電子顕微鏡のプロー
ブ電流などの動作条件を設定する操作部とCRT
等の表示部から構成される操作表示部である。制
御部１５としては、例えばマイクロコンピユータ
が用いられる。このように構成された装置の動作
を説明すれば、以下のとおりである。

電子銃１から出た電子ビーム３は、該電子銃１
の軸合わせコイル２によつて位置及び出射軸の角
度が調整されて集束レンズ４に取り込まれ、走査
コイル５と対物レンズ６により細く絞られたビー
ムが試料７上で走査される。この時、試料７から
は２次電子、反射電子、Ｘ線、光等種々の信号が
試料７の形態に応じて放出される。これら放出物
のうち、試料７から放出された２次電子は２次電
子検出器９で検出され、その信号は増幅器１４で
増幅された後、操作表示部１６に送られ、２次電
子像が表示される。

ここで、電子銃１には加速電圧を変更できる加
速用高圧電源１１が接続され、レンズ系２，４，
５，６には励磁を変更できる夫々のコイル用のレ
ンズ系電源１２が接続され、２次電子検出器９に
は２次電子検出に必要なシンチレータ電圧、２次
電子集拾に必要なコレクタ電圧、光電子増倍管用
の電圧などを供給する検出器用電源１３が接続さ
れる。これらの電源１１，１２，１３はそれぞれ
制御部１５から送られる制御信号に従つて連動し
て動作し、常に適正な２次電子像を得るように動
作している。

レンズ系電源１２には、制御部１５からの信号
により、軸合せコイル２を特別な方法で動かすこ
とができるように構成されている。

今、集束レンズ４のヒステリシス除去のための
制御信号が、操作表示部１６からの手動操作によ
り、或いは制御部１５から自動で加速用電源１
１，レンズ系電源１３に送られたものとする。こ
の時、制御部１５は、これと同時か或いはこれよ
り先に、レンズ系電源１２に制御信号を送り、軸
合せコイル２を操作して電子ビーム３を３′に示
すように曲折せしめて遮断させる。そして、プロ
ーブ電流変更時の過渡状態が解消されたら、軸合
せコイル２を操作して、曲折した電子ビーム３′
を元の電子ビーム３に戻す。本考案によれば、プ
ローブ電流変更時の過渡状態に電子ビームを遮断
するので試料７に電子ビームが照射されることは
ない。従つて、表示部に過渡状態における不良画
像が表示されることはなく、その他の前述したよ
うな種々の不具合も生じない。

なお、前記したビーム遮断が行なわれている間
は、操作表示部１６の一部に設けられたランプ等
を点灯させるようにすれば、プローブ電流変更時
の過渡状態処理中であることがわかり、都合がよ
い。軸合せコイル２の応答時間は0.1μsecよりも
短かくすることが可能なので、頻繁に動作条件を
変更したり、任意にビーム遮断時間を選ぶことが
できる。また、動作が電気的であるため、動作回
数に制限が無い。また一定の電流による遮断であ
るため、ビーム位置の再現性などにも問題はな
い。

上述の説明においては、電子ビームを遮断する
機構として、軸合せコイル２に流す電流を制御す
る機構を用いたが、本考案はこれに限る必要はな
い。例えば、軸合せコイル２の代わりに走査コイ
ル５に同じような偏向電流を流し、この図には示
されていないライナーチユーブ（電子ビームを通
過させる為の金属製のチユーブ）の側面にビーム
を当てて遮断することもできる。また、動作条件
を頻繁には変えず機械的な摩耗が許容される範囲
内である場合は、電子銃のフイラメント交換のた
め鏡筒の一部に設けられる仕切弁や、プローブ電
流を検出するための検出器の出し入れを利用して
ビームを遮断しても良い。また本考案は、走査型
顕微鏡に限らず、透過型顕微鏡にも同様の手段を
用いることができる。更に、電子ビーム遮断手段
として軸合せコイルや走査コイル５を用いること
なく専用の遮断用のコイルを用いても良い。

（考案の効果） 以上、詳細に説明したように、本考案によれば
電子顕微鏡のプローブ電流変更時に電子ビームを
一時的に遮断することにより、プローブ電流変更
時の種々の弊害の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

図は、本考案の一実施例を示す構成図である。 １……電子銃、２……軸合せコイル、３，３′
……電子ビーム、４……集束レンズ、５……走査
コイル、６……対物レンズ、７……試料、８……
試料台、９……２次電子検出器、１０……鏡筒、
１１……加速用電源、１２……レンズ系電源、１
３……検出器用電源、１４……信号増幅器、１５
……制御部、１６……操作表示部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 電子銃から出射された電子ビームを集束して所
   定の方向に走査しながら試料に照射せしめ、発生
   乃至は透過した電子を検出処理して表示手段上に
   拡大画像を再生するように構成された電子顕微鏡
   であつて、プローブ電流の変更時に集束レンズの
   ヒステリシスの影響を除くために、集束レンズの
   励磁を一定の強励磁にしてから所望の強度に励磁
   するようにした電子顕微鏡において、 前記集束レンズの励磁を前記一定の強励磁にす
   る過渡状態の期間は、電子ビームの試料への照射
   が自動的に阻止されるように電子ビームを偏向す
   るための手段を設けたことを特徴とする電子顕微
   鏡。