JPH0558212B2 - - Google Patents

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JPH0558212B2
JPH0558212B2 JP25393085A JP25393085A JPH0558212B2 JP H0558212 B2 JPH0558212 B2 JP H0558212B2 JP 25393085 A JP25393085 A JP 25393085A JP 25393085 A JP25393085 A JP 25393085A JP H0558212 B2 JPH0558212 B2 JP H0558212B2
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JP
Japan
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image
electron
energy
electron beam
spectrometers
Prior art date
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JP25393085A
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Japanese (ja)
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JPS62113350A (en
Inventor
Tetsuo Oikawa
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Jeol Ltd
Original Assignee
Nihon Denshi KK
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、エネルギーフイルタを備えた電子顕
微鏡に関し、更に詳しくは、試料からの電子線を
偏向させエネルギー分散させた後もとの光軸に戻
す複数のスペクトロメータを具備し、前記複数の
スペクトロメータを通過した電子線が形成するエ
ネルギーフイルタ像と前記複数のスペクトロメー
タを通過しない電子線が形成するアンフイルタ像
とを切替えて観察することが可能な電子顕微鏡に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an electron microscope equipped with an energy filter, and more specifically, the present invention relates to an electron microscope equipped with an energy filter. It is equipped with a plurality of return spectrometers, and can be observed by switching between an energy filter image formed by the electron beam that has passed through the plurality of spectrometers and an unfiltered image formed by the electron beam that has not passed through the plurality of spectrometers. Regarding electron microscopes.

(従来の技術) 電子線を試料に照射すると、電子線は試料との
相互作用によつてそのエネルギーの一部を失う
が、この試料を透過した電子線のエネルギーを分
析すると、試料を構成する元素によつて固有のス
ペクトルが得られる。このエネルギー損失スペク
トルを観察して元素分析を行う装置が、エネルギ
ーフイルタを備えた電子顕微鏡である。第2図は
従来のエネルギーフイルタを備えた電子顕微鏡の
概略構成図である。この第2図において、1は電
子銃、2は電子銃から出射された電子線で、電子
線2は集束レンズ3で集束されて試料4に照射さ
れ、対物レンズ5で試料の透過電子像6を形成
し、更に入射レンズ7で入射点8と入射像9を形
成後、エネルギーフイルタを構成するスペクトロ
メータ10a,10b,10cに入射可能になつ
ている。エネルギーフイルタ使用時の電子顕微鏡
においてはスペクトロメータ10a,10cとス
ペクトロメータ10bには、互いに逆方向の均一
磁界が発生するように励磁されており、これによ
り、電子線2を偏向させ、エネルギー分散をさせ
た後もとの光軸11に戻している(従来の一般的
なエネルギー分析装置ではスペクトロメータを1
つ使用して電子顕微鏡の光軸と直角に電子線を出
射して検出器に入れている)。この第2図の装置
のように、3個のスペクトロメータ10a,10
b,10cを使用すれば、電子線2を電子顕微鏡
の光軸と一致させてスペクトル分析を行うことが
できる。
(Prior art) When an electron beam is irradiated onto a sample, the electron beam loses some of its energy due to interaction with the sample, but when the energy of the electron beam that has passed through the sample is analyzed, it can be determined that A unique spectrum can be obtained depending on the element. An electron microscope equipped with an energy filter is a device that performs elemental analysis by observing this energy loss spectrum. FIG. 2 is a schematic diagram of an electron microscope equipped with a conventional energy filter. In FIG. 2, 1 is an electron gun, 2 is an electron beam emitted from the electron gun, the electron beam 2 is focused by a focusing lens 3 and irradiated onto a sample 4, and an objective lens 5 shows a transmission electron image 6 of the sample. After forming an incident point 8 and an incident image 9 with an incident lens 7, the incident light can enter spectrometers 10a, 10b, and 10c forming an energy filter. In an electron microscope using an energy filter, spectrometers 10a, 10c and spectrometer 10b are excited to generate uniform magnetic fields in opposite directions, thereby deflecting the electron beam 2 and dispersing the energy. After that, the spectrometer is returned to the original optical axis 11 (in conventional general energy analyzers, the spectrometer is
(The electron beam is emitted perpendicular to the optical axis of the electron microscope and entered into a detector.) As in the apparatus shown in FIG. 2, three spectrometers 10a, 10
b, 10c allows spectrum analysis to be performed by aligning the electron beam 2 with the optical axis of the electron microscope.

このスペクトロメータ10a,10b,10c
にて、電子線2はエネルギー値に応じて分散させ
られており、可視光線に置き換えて考えると、波
長の差即ち色の違いによつて分散されているが、
スペクトロメータ中の或る部分では集束されて無
色の状態の部分を生じている。スペクトロメータ
10c中に結像した像12は分散させられた各種
エネルギー値の電子線が集束させられて結像した
像であり、無色状態になつていて色消像と称せさ
れる。スペクトロメータ10cの下方には又エネ
ルギー損失スペクトル13も形成されており、こ
れは色分散の像であつて、エネルギー選択スリツ
ト14で特定のエネルギーを持つた電子像(可視
光線で言えば特定の色)を選び、中間レンズ15
で色消像12に焦点を合わせ、投影レンズ16で
スクリーン17上にエネルギーフイルタ像18を
拡大投影している。
These spectrometers 10a, 10b, 10c
In , the electron beam 2 is dispersed according to its energy value, and if it is replaced with visible light, it is dispersed due to the difference in wavelength, that is, the difference in color.
In some parts of the spectrometer, the light is focused to produce a colorless state. The image 12 formed in the spectrometer 10c is an image formed by converging dispersed electron beams of various energy values, and is in a colorless state and is called achromatic image. An energy loss spectrum 13 is also formed below the spectrometer 10c, and this is an image of chromatic dispersion. ) and select intermediate lens 15.
The color image 12 is focused on, and the energy filter image 18 is enlarged and projected onto the screen 17 by the projection lens 16.

第3図はエネルギーフイルタを使用しない時の
電子顕微鏡像(アンフイルタ像)を説明するため
の図である。エネルギーフイルタを使用しない時
は、第2図におけるスペクトロメータ10a,1
0b,10cの励磁が切られており、入射レンズ
7により、透過電子像6は第2図での色消像12
の位置に拡大像19として結像する。ここで、入
射レンズ7から拡大像19までの距離は長く、こ
のため、拡大像19の拡大率は第2図での色消像
12に比べ非常に大きくなつてしまい、エネルギ
ーフイルタ像を得る場合とアンフイルタ像を得る
場合とでは、大きな倍率差が生じていた。
FIG. 3 is a diagram for explaining an electron microscope image (unfiltered image) when no energy filter is used. When the energy filter is not used, the spectrometers 10a and 1 in FIG.
The excitation of 0b and 10c is turned off, and the transmitted electron image 6 is transformed into a color-disappeared image 12 in FIG. 2 by the entrance lens 7.
An enlarged image 19 is formed at the position. Here, the distance from the incident lens 7 to the enlarged image 19 is long, and therefore the magnification of the enlarged image 19 is much larger than that of the achromatic image 12 in FIG. 2, and when obtaining an energy filter image, There was a large difference in magnification between the case of obtaining an unfiltered image and the case of obtaining an unfiltered image.

(発明が解決しようとする問題点) 前述のように従来のエネルギーフイルタを備え
た電子顕微鏡においては、エネルギーフイルタを
通してエネルギーフイルタ像を観察する場合と、
通常の電子顕微鏡像であるアンフイルタ像を観察
する場合とでは、その像の倍率が著しく異なり、
同倍率での観察が困難であるため、像の切替えに
際して倍率を変更しなければならず、非常に不便
であつた。
(Problems to be Solved by the Invention) As mentioned above, in the conventional electron microscope equipped with an energy filter, there are two cases in which an energy filter image is observed through the energy filter;
When observing an unfiltered image, which is a normal electron microscope image, the magnification of the image is significantly different.
Since it is difficult to observe at the same magnification, it is necessary to change the magnification when switching images, which is very inconvenient.

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、そ
の目的は、エネルギーフイルタ像とアンフイルタ
像とを切替えて観察する場合の倍率の相違をなく
して、倍率の調整を行う不便をなくすことにあ
る。
The present invention has been made in view of the above points, and its purpose is to eliminate the difference in magnification when switching between an energy filter image and an unfiltered image for observation, thereby eliminating the inconvenience of adjusting the magnification. .

(問題点を解決するための手段) 上記問題点を解決する本発明は、試料からの電
子線を偏向させエネルギー分散させた後もとの光
軸に戻す複数のスペクトロメータを具備し、前記
複数のスペクトロメータを通過した電子線が形成
するエネルギーフイルタ像と前記複数のスペクト
ロメータを通過しない電子線が形成するアンフイ
ルタ像とを切替えて観察することが可能な電子顕
微鏡において、前記電子線が前記アンフイルタ像
を形成する際にのみ通過する電子線路上にトラン
スフアレンズを設け、前記エネルギーフイルタ像
と等しい大きさのアンフイルタ像を得るようにし
たことを特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention for solving the above problems includes a plurality of spectrometers that deflect an electron beam from a sample, disperse the energy, and then return it to the original optical axis. In an electron microscope that can switch and observe an energy filter image formed by an electron beam that has passed through a plurality of spectrometers and an unfiltered image formed by an electron beam that has not passed through a plurality of spectrometers, The present invention is characterized in that a transfer lens is provided on the electron line through which the electron passes only when forming an image, and an unfiltered image having the same size as the energy filter image is obtained.

(作用) 本発明はエネルギーフイルタ像とアンフイルタ
像との切替えに際し、トランスフアレンズを励磁
してエネルギーフイルタ像とアンフイルタ像を等
倍率に観察できる。
(Function) In the present invention, when switching between the energy filter image and the unfiltered image, the transfer lens is excited and the energy filtered image and the unfiltered image can be observed at the same magnification.

(実施例) 以下に図面を参照して本発明の実施例につき詳
細につき説明する。
(Example) Examples of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図は本発明の実施例でスペクトロメータ1
0a,10b,10cの励磁を切り、アンフイル
タ像を得る通常の電子顕微鏡動作を示す概略構成
図である。図中第2図と同じ部分には同じ符号を
付してあるので重複説明は避ける。21はスペク
トロメータ10a,10b,10cの機械的な上
下対称軸であり、22は電子線2がアンフイルタ
像を形成する際にのみ通過する電子線路上に設け
られたトランスフアレンズで、ここでは、スペク
トロメータ10a,10b,10cの上下対称軸
21上に設置されている。トランスフアレンズ2
2は倍率1のレンズでアンフイルタ像を観察する
ときのみ励磁され、入射像9を第2図の色消像1
2の位置に等倍率でトランスフアし、透過電子像
23を形成する。このときのトランスフアレンズ
21の焦点距離ftは ft=l/4 ……(1) (但しlは第2図における入射像9の位置から色
消像12の位置までの距離) 焦点距離l/4で焦点距離の2倍の位置に被写
体をおけば(1)式から 1/ft−1/2ft=1/2ft ……(2) 左辺第1項のftは焦点距離、第2項の2ftは被写
体のレンズからの位置、右辺の2ftは像のレンズ
からの位置である。(2)式から像はレンズの反対側
被写体とレンズの距離に等しい位置にあり倍率は
1である。
Figure 1 shows a spectrometer 1 in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a normal electron microscope operation in which the excitation of 0a, 10b, and 10c is cut off to obtain an unfiltered image. Since the same parts in the figure as in FIG. 2 are given the same reference numerals, repeated explanation will be avoided. 21 is a mechanical axis of vertical symmetry of the spectrometers 10a, 10b, 10c, and 22 is a transfer lens provided on the electron line through which the electron beam 2 passes only when forming an unfiltered image; It is installed on the vertical symmetry axis 21 of the meters 10a, 10b, 10c. transfer lens 2
2 is a lens with a magnification of 1, and is excited only when observing an unfiltered image, and converts the incident image 9 into a color-extinguished image 1 in FIG.
The transmitted electron image 23 is transferred to position 2 at the same magnification to form a transmitted electron image 23. The focal length ft of the transfer lens 21 at this time is ft=l/4...(1) (where l is the distance from the position of the incident image 9 to the position of the color erasing image 12 in FIG. 2) Focal length l/4 If you place the subject at a position twice the focal length, then from equation (1), 1/ft - 1/2ft = 1/2ft...(2) The first term on the left side, ft, is the focal length, and the second term, 2ft, is the focal length. The position of the subject from the lens, 2ft on the right side is the position of the image from the lens. From equation (2), the image is located at a position equal to the distance between the lens and the subject on the opposite side of the lens, and the magnification is 1.

以上の説明から、第2図の色消像12の位置に
通過電子像23を色消像12と同じ大きさで結像
したので、スクリーン17に結ぶ投影像20はエ
ネルギーフイルタ像18と同じ大きさの像として
得られる。尚、ここに挙げたのは一例に過ぎず、
例えばトランスフアレンズ22で像を形成する位
置を、第2図のエネルギーフイルタ像の位置にし
てもよい。又、入射像9の代りに入射点8をトラ
ンスフアしてもよい。
From the above explanation, since the passing electron image 23 is formed in the same size as the color disappearing image 12 at the position of the color disappearing image 12 in FIG. Obtained as an image. Please note that the examples listed here are only examples.
For example, the position where the image is formed by the transfer lens 22 may be the position of the energy filter image shown in FIG. Furthermore, the incident point 8 may be transferred instead of the incident image 9.

(発明の効果) 以上詳細に説明したように本発明によれば、エ
ネルギーフイルタ像とアンフイルタ像とを切替え
ても、その倍率に変化なく結像させることができ
る。
(Effects of the Invention) As described above in detail, according to the present invention, even if an energy filter image and an unfiltered image are switched, the image can be formed without changing the magnification.

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

第1図は本発明の実施例のエネルギーフイルタ
を備えた電子顕微鏡のアンフイルタ状態の概略構
成図、第2図は従来のエネルギーフイルタを備え
た電子顕微鏡の概略構成図、第3図は従来のエネ
ルギーフイルタを備えた電子顕微鏡のアンフイル
タ状態の概略構成図である。 1……電子銃、2……電子線、3……集束レン
ズ、4……試料、5……対物レンズ、6……透過
電子像、7……入射レンズ、8……入射点、9…
…入射像、10a,10b,10c……スペクト
ロメータ、11……光軸、12……色消像、13
……エネルギー損失スペクトル、14……エネル
ギー選択スリツト、15……中間レンズ、16…
…投影レンズ、17……スクリーン、18……エ
ネルギーフイルタ像、19……拡大像、20……
投影像、21……スペクトロメータの上下対称
軸、22……トランスフアレンズ。
FIG. 1 is a schematic diagram of an electron microscope in an unfiltered state equipped with an energy filter according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram of an electron microscope equipped with a conventional energy filter, and FIG. 3 is a diagram of a conventional energy filter. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an electron microscope equipped with a filter in an unfiltered state. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Electron gun, 2... Electron beam, 3... Focusing lens, 4... Sample, 5... Objective lens, 6... Transmission electron image, 7... Incident lens, 8... Incident point, 9...
...Incidence image, 10a, 10b, 10c... Spectrometer, 11... Optical axis, 12... Color extinction, 13
... Energy loss spectrum, 14 ... Energy selection slit, 15 ... Intermediate lens, 16 ...
...Projection lens, 17...Screen, 18...Energy filter image, 19...Enlarged image, 20...
Projection image, 21... vertical symmetry axis of spectrometer, 22... transfer lens.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 試料からの電子線を偏向させエネルギー分散
させた後もとの光軸に戻す複数のスペクトロメー
タを具備し、前記複数のスペクトロメータを通過
した電子線が形成するエネルギーフイルタ像と前
記複数のスペクトロメータを通過しない電子線が
形成するアンフイルタ像とを切替えて観察するこ
とが可能な電子顕微鏡において、前記電子線が前
記アンフイルタ像を形成する際にのみ通過する電
子線路上にトランスフアレンズを設け、前記エネ
ルギーフイルタ像と等しい大きさのアンフイルタ
像を得るようにしたことを特徴とする電子顕微
鏡。
1 Equipped with a plurality of spectrometers that deflect and energy disperse an electron beam from a sample and return it to the original optical axis, and an energy filter image formed by the electron beam that has passed through the plurality of spectrometers and the plurality of spectrometers. In an electron microscope capable of switching between an unfiltered image formed by an electron beam that does not pass through a meter and an unfiltered image for observation, a transfer lens is provided on an electron path through which the electron beam passes only when forming the unfiltered image; An electron microscope characterized in that an unfiltered image of the same size as an energy filtered image is obtained.
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