JPH06283128A - 電子顕微鏡 - Google Patents
電子顕微鏡Info
- Publication number
- JPH06283128A JPH06283128A JP6957793A JP6957793A JPH06283128A JP H06283128 A JPH06283128 A JP H06283128A JP 6957793 A JP6957793 A JP 6957793A JP 6957793 A JP6957793 A JP 6957793A JP H06283128 A JPH06283128 A JP H06283128A
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- JP
- Japan
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- lens
- magnetic field
- electron
- objective lens
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Abstract
(57)【要約】
【目的】磁気的擾乱のない状態での観察と高分解能観察
とを、一台の電子顕微鏡で行う。 【構成】収束レンズ１０と対物レンズ５の中間位置４
と、対物レンズ５の内部６の二個所に試料室を設ける。 【効果】磁性体試料本来の磁気的性質の観察と一般試料
の高分解能観察とが、一台の電子顕微鏡で行える。
とを、一台の電子顕微鏡で行う。 【構成】収束レンズ１０と対物レンズ５の中間位置４
と、対物レンズ５の内部６の二個所に試料室を設ける。 【効果】磁性体試料本来の磁気的性質の観察と一般試料
の高分解能観察とが、一台の電子顕微鏡で行える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電子顕微鏡、特に、磁気
的擾乱を加えずに試料本来の磁気的性質を観察すること
と、高分解能観察に適した強いレンズ磁界下での観察と
を合わせて行うのに適した透過型の電子顕微鏡に関す
る。
的擾乱を加えずに試料本来の磁気的性質を観察すること
と、高分解能観察に適した強いレンズ磁界下での観察と
を合わせて行うのに適した透過型の電子顕微鏡に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、磁性膜試料の磁気的性質を電子顕
微鏡で観察するには、レンズ磁界に起因する磁気的擾乱
を避けるため、試料をレンズの中心部から大きく移動さ
せたりレンズ磁界を迂回させるための補助的な磁路また
は磁界シールドを設けたりする方法などが用いられてい
る。これらの方法は、例えば、津野，井上著、「ローレ
ンツ電子顕微鏡法による強磁性体の磁区観察」（表面科
学，第１３巻９号，２５−３２頁，１９９２年）の３０
−３１頁に、他のレンズ磁界回避方法と共に記載されて
いる。
微鏡で観察するには、レンズ磁界に起因する磁気的擾乱
を避けるため、試料をレンズの中心部から大きく移動さ
せたりレンズ磁界を迂回させるための補助的な磁路また
は磁界シールドを設けたりする方法などが用いられてい
る。これらの方法は、例えば、津野，井上著、「ローレ
ンツ電子顕微鏡法による強磁性体の磁区観察」（表面科
学，第１３巻９号，２５−３２頁，１９９２年）の３０
−３１頁に、他のレンズ磁界回避方法と共に記載されて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、電子顕微鏡にお
いて高分解能観察を行うためには、単に結像電子光学系
の拡大率を増しただけでは像が暗くなりコントラストも
不充分になってしまうため、試料に入射する電子ビーム
を観察部分のみに収束して照射する必要がある。このた
めには強いレンズ磁界を電子ビームに加える必要がある
ので、通常の高分解能透過電子顕微鏡による高分解能観
察では、試料は対物レンズ内に置かれ強い磁界にさらさ
れる。この強い磁界は、一般の試料については実害はな
いが、磁性体試料の磁気的性質が問題となる場合には、
試料本来の性質が保持できないという問題となる。
いて高分解能観察を行うためには、単に結像電子光学系
の拡大率を増しただけでは像が暗くなりコントラストも
不充分になってしまうため、試料に入射する電子ビーム
を観察部分のみに収束して照射する必要がある。このた
めには強いレンズ磁界を電子ビームに加える必要がある
ので、通常の高分解能透過電子顕微鏡による高分解能観
察では、試料は対物レンズ内に置かれ強い磁界にさらさ
れる。この強い磁界は、一般の試料については実害はな
いが、磁性体試料の磁気的性質が問題となる場合には、
試料本来の性質が保持できないという問題となる。
【０００４】このように、磁気的性質の観察と高分解能
観察とでは試料に加わる磁界についての条件が全く異な
るため、これらの観察は、従来は構成の異なる電子顕微
鏡により別個に行われていた。
観察とでは試料に加わる磁界についての条件が全く異な
るため、これらの観察は、従来は構成の異なる電子顕微
鏡により別個に行われていた。
【０００５】電子顕微鏡は、一般に高額で大型であり、
しかも複雑な真空排気系や電子光学系を備えているため
に維持費も高い。このため、異なる観察対象のために複
数の電子顕微鏡を備えることは非常に困難である。した
がって、一台の電子顕微鏡に複数の測定機能を合わせ持
たせることの意義は極めて大きい。
しかも複雑な真空排気系や電子光学系を備えているため
に維持費も高い。このため、異なる観察対象のために複
数の電子顕微鏡を備えることは非常に困難である。した
がって、一台の電子顕微鏡に複数の測定機能を合わせ持
たせることの意義は極めて大きい。
【０００６】本発明の目的は、レンズ磁界の影響のない
状態で試料本来の磁気的性質の観察を行う機能と、強い
対物レンズの磁界下で充分に収束させた電子ビームを試
料に照射して高分解能観察を行う機能とを兼ね備えた電
子顕微鏡を提供することにある。
状態で試料本来の磁気的性質の観察を行う機能と、強い
対物レンズの磁界下で充分に収束させた電子ビームを試
料に照射して高分解能観察を行う機能とを兼ね備えた電
子顕微鏡を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の電子顕微鏡は、
上記目的を達成するために、レンズの外側のレンズ磁界
の影響のない位置と、対物レンズ内の二個所に試料室を
設ける。
上記目的を達成するために、レンズの外側のレンズ磁界
の影響のない位置と、対物レンズ内の二個所に試料室を
設ける。
【０００８】
【作用】本発明は二個所の試料室を使い分けることによ
り、磁気的擾乱が加わらない状態での試料本来の磁気的
性質の観察と、通常の高分解能透過電子顕微鏡と同様に
充分な明るさでの高分解能観察とを、一台の電子顕微鏡
で行うことが可能である。上述したように、電子顕微鏡
は高額な大型装置であるから、本発明により可能となる
設備の簡略化は大きな利点である。また、同一試料につ
き、磁気的性質の観察と高分解能観察とを効率的に行え
る。
り、磁気的擾乱が加わらない状態での試料本来の磁気的
性質の観察と、通常の高分解能透過電子顕微鏡と同様に
充分な明るさでの高分解能観察とを、一台の電子顕微鏡
で行うことが可能である。上述したように、電子顕微鏡
は高額な大型装置であるから、本発明により可能となる
設備の簡略化は大きな利点である。また、同一試料につ
き、磁気的性質の観察と高分解能観察とを効率的に行え
る。
【０００９】さらに、試料室を対物レンズ内のみにしか
備えていない通常の高分解能透過電子顕微鏡に比べる
と、本発明では、空間的余裕のあるレンズの外側の試料
室を利用することにより、例えば、二次電子検出，反射
電子検出，蛍光Ｘ線検出などや、試料を大きく回転させ
て電子ビームの試料への入射角を９０度から著しく変え
たりする特殊な観察などを行うことが容易になる。
備えていない通常の高分解能透過電子顕微鏡に比べる
と、本発明では、空間的余裕のあるレンズの外側の試料
室を利用することにより、例えば、二次電子検出，反射
電子検出，蛍光Ｘ線検出などや、試料を大きく回転させ
て電子ビームの試料への入射角を９０度から著しく変え
たりする特殊な観察などを行うことが容易になる。
【００１０】
【実施例】図１は本発明による電子顕微鏡の一実施例の
説明図である。同図において、電子銃１より発生した電
子ビ−ム２は、図中では省略されている電子加速系によ
り加速され、照射レンズ系３，第一試料室４，対物レン
ズ５内の第二試料室６，中間、投影レンズ群７を経て、
結像，検出部８に至る。図では、高電圧電源，像観察お
よび記録装置，真空排気系など、電子顕微鏡を機能させ
るのに必要な他の機構は省略されている。
説明図である。同図において、電子銃１より発生した電
子ビ−ム２は、図中では省略されている電子加速系によ
り加速され、照射レンズ系３，第一試料室４，対物レン
ズ５内の第二試料室６，中間、投影レンズ群７を経て、
結像，検出部８に至る。図では、高電圧電源，像観察お
よび記録装置，真空排気系など、電子顕微鏡を機能させ
るのに必要な他の機構は省略されている。
【００１１】第一，第二試料室４，６には、サイドエン
トリ型試料ホルダ９により試料が設置できるようになっ
ている。もちろん、第一，第二試料室４，６の両方、ま
たはいずれかにおいて、トップエントリ型試料ホルダが
設置できるような構成を採用することも可能である。第
一試料室４は、収束レンズ１０と対物レンズ５の中間位
置にあり、更に着脱可能な磁界シールド１１を備えてい
るため、ここに設置された試料は、収束レンズ１０，対
物レンズ５などからの漏洩磁界の影響を事実上全く受け
ない。さらに、この磁界シールド１１は、図１において
は省略されている液体窒素などの冷媒と熱的に結合して
おり、コールドトラップとしての機能も兼ね備えてい
る。磁界シールド１１のかわりに、漏洩磁界の影響を相
殺できるようなコイルを設置しても、同様な磁界遮蔽効
果が得られる。一方、第二試料室６は対物レンズ５内に
あるため、ここに設置された試料は強いレンズ磁界を受
けるが、これにより試料に入射する電子ビーム２を強く
収束させられるため、試料の微小領域に明るい電子ビー
ム２を照射することが可能である。
トリ型試料ホルダ９により試料が設置できるようになっ
ている。もちろん、第一，第二試料室４，６の両方、ま
たはいずれかにおいて、トップエントリ型試料ホルダが
設置できるような構成を採用することも可能である。第
一試料室４は、収束レンズ１０と対物レンズ５の中間位
置にあり、更に着脱可能な磁界シールド１１を備えてい
るため、ここに設置された試料は、収束レンズ１０，対
物レンズ５などからの漏洩磁界の影響を事実上全く受け
ない。さらに、この磁界シールド１１は、図１において
は省略されている液体窒素などの冷媒と熱的に結合して
おり、コールドトラップとしての機能も兼ね備えてい
る。磁界シールド１１のかわりに、漏洩磁界の影響を相
殺できるようなコイルを設置しても、同様な磁界遮蔽効
果が得られる。一方、第二試料室６は対物レンズ５内に
あるため、ここに設置された試料は強いレンズ磁界を受
けるが、これにより試料に入射する電子ビーム２を強く
収束させられるため、試料の微小領域に明るい電子ビー
ム２を照射することが可能である。
【００１２】第一，第二試料室４，６のいずれに試料を
設置する場合でも、投射モード，走査モードのいずれに
よっても像を得ることができる。すなわち、投射モード
では試料の観察領域全体に電子ビーム２を一括で照射
し、結像，検出部８に像を結像させる。一方、走査モー
ドでは試料に入射する電子ビーム２を十分収束させ、こ
れを走査コイル１２により試料の観察領域内で掃引す
る。そして、結像，検出部８に入る信号、またはそれに
所望の演算処理を施した信号を、走査コイル１２に加え
る走査信号により走査像として画像化する。
設置する場合でも、投射モード，走査モードのいずれに
よっても像を得ることができる。すなわち、投射モード
では試料の観察領域全体に電子ビーム２を一括で照射
し、結像，検出部８に像を結像させる。一方、走査モー
ドでは試料に入射する電子ビーム２を十分収束させ、こ
れを走査コイル１２により試料の観察領域内で掃引す
る。そして、結像，検出部８に入る信号、またはそれに
所望の演算処理を施した信号を、走査コイル１２に加え
る走査信号により走査像として画像化する。
【００１３】次に、上記二個所の試料室と二種類の測定
モードの、最も代表的な利用法を図２を用いて説明す
る。
モードの、最も代表的な利用法を図２を用いて説明す
る。
【００１４】まず、走査モードにおいて図２（ａ）のよ
うに第一試料室４に磁性体試料を設置し、以下のような
条件で観察を行うと、外部磁界の加わらない状態での面
内磁場分布が走査像として得られる。すなわち、電子ビ
ーム２の走査コイル１２位置でのプロファイルが拡大さ
れて結像，検出部８に結像するように、対物レンズ５，
中間，投影レンズ群７から成る結像電子光学系を調整す
る。そして、結像，検出部８に結像する電子ビーム２の
スポットの位置のシフトの方向と大きさを検出する。こ
のような条件では、結像，検出部８における電子ビーム
２のスポットには、試料面上で電子ビームを走査したこ
とによる移動は起こらない。したがって、電子ビーム２
が試料透過時に被るローレンツ力による偏向のみを検出
できるので、これを演算処理することにより面内磁場分
布の走査像が得られる。
うに第一試料室４に磁性体試料を設置し、以下のような
条件で観察を行うと、外部磁界の加わらない状態での面
内磁場分布が走査像として得られる。すなわち、電子ビ
ーム２の走査コイル１２位置でのプロファイルが拡大さ
れて結像，検出部８に結像するように、対物レンズ５，
中間，投影レンズ群７から成る結像電子光学系を調整す
る。そして、結像，検出部８に結像する電子ビーム２の
スポットの位置のシフトの方向と大きさを検出する。こ
のような条件では、結像，検出部８における電子ビーム
２のスポットには、試料面上で電子ビームを走査したこ
とによる移動は起こらない。したがって、電子ビーム２
が試料透過時に被るローレンツ力による偏向のみを検出
できるので、これを演算処理することにより面内磁場分
布の走査像が得られる。
【００１５】また、第二試料室６においては、電子ビー
ム２の収束に照射レンズ系３のみでなく対物レンズ５の
前方磁界も利用できるので、試料に入射する電子ビーム
２を強く収束することができる。したがって、図２
（ｂ）のように第二試料室６に試料を設置すれば、試料
の微小領域に明るい電子ビーム２を照射できるため、投
射モードで高い拡大率の像を結像，検出部８に結像させ
ても、充分な明るさとコントラストで高分解能な投射像
が得られる。ただし、この場合には対物レンズ５の強い
磁界が試料にかかるので、試料本来の磁気的性質は失わ
れる。
ム２の収束に照射レンズ系３のみでなく対物レンズ５の
前方磁界も利用できるので、試料に入射する電子ビーム
２を強く収束することができる。したがって、図２
（ｂ）のように第二試料室６に試料を設置すれば、試料
の微小領域に明るい電子ビーム２を照射できるため、投
射モードで高い拡大率の像を結像，検出部８に結像させ
ても、充分な明るさとコントラストで高分解能な投射像
が得られる。ただし、この場合には対物レンズ５の強い
磁界が試料にかかるので、試料本来の磁気的性質は失わ
れる。
【００１６】ここで、第一試料室４は収束レンズ１０と
対物レンズ５の中間位置にあるため、対物レンズ５内部
にある第二試料室６に比べて空間的な余裕が大きい。従
って、上述した本来の観察機能の他に、例えば、二次電
子検出，反射電子検出，蛍光Ｘ線やその他の発光の検出
などの機能を追加したり、試料を大きく回転させて電子
ビーム２の試料への入射角を９０度から著しく変えたり
するなどの特殊な観察を行うには、第二試料室６よりも
第一試料室４が適している。
対物レンズ５の中間位置にあるため、対物レンズ５内部
にある第二試料室６に比べて空間的な余裕が大きい。従
って、上述した本来の観察機能の他に、例えば、二次電
子検出，反射電子検出，蛍光Ｘ線やその他の発光の検出
などの機能を追加したり、試料を大きく回転させて電子
ビーム２の試料への入射角を９０度から著しく変えたり
するなどの特殊な観察を行うには、第二試料室６よりも
第一試料室４が適している。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、二個所の試料室を使い
分けることにより、磁気的擾乱が加わらない状態での試
料本来の磁気的性質の観察と、通常の高分解能透過電子
顕微鏡と同様に充分な明るさでの高分解能観察とを行う
ことが可能である。このため、従来は二台の異なる電子
顕微鏡が必要であった二種類の観察を、一台の電子顕微
鏡で行える。
分けることにより、磁気的擾乱が加わらない状態での試
料本来の磁気的性質の観察と、通常の高分解能透過電子
顕微鏡と同様に充分な明るさでの高分解能観察とを行う
ことが可能である。このため、従来は二台の異なる電子
顕微鏡が必要であった二種類の観察を、一台の電子顕微
鏡で行える。
【００１８】また、本発明における第二試料室６に相当
する、対物レンズ５内の試料室のみしか備えていない通
常の高分解能透過電子顕微鏡に比べると、本発明では、
空間的余裕のある第一試料室４を利用することにより、
例えば二次電子検出，反射電子検出，蛍光Ｘ線検出など
や、試料を大きく回転させて電子ビーム２の試料への入
射角を９０度から著しく変えたりする特殊な観察などを
行うことが容易になるという効果もある。
する、対物レンズ５内の試料室のみしか備えていない通
常の高分解能透過電子顕微鏡に比べると、本発明では、
空間的余裕のある第一試料室４を利用することにより、
例えば二次電子検出，反射電子検出，蛍光Ｘ線検出など
や、試料を大きく回転させて電子ビーム２の試料への入
射角を９０度から著しく変えたりする特殊な観察などを
行うことが容易になるという効果もある。
【図１】本発明の一実施例の電子顕微鏡の説明図。
【図２】本発明の一実施例の電子顕微鏡の利用法の説明
図。
図。
１…電子銃、２…電子ビーム、３…照射レンズ系、４…
第一試料室、５…対物レンズ、６…第二試料室、７…中
間，投影レンズ系、８…結像，検出部、９…サイドエン
トリ型試料ホルダ、１０…収束レンズ、１１…磁界シー
ルド、１２…走査コイル。
第一試料室、５…対物レンズ、６…第二試料室、７…中
間，投影レンズ系、８…結像，検出部、９…サイドエン
トリ型試料ホルダ、１０…収束レンズ、１１…磁界シー
ルド、１２…走査コイル。
Claims (6)
- 【請求項１】高電圧電源，電子銃，照射レンズ系，対物
レンズおよび中間，投影レンズ群から成る結像レンズ
系，像観察および記録部，真空排気系から構成され、電
子ビームを試料に照射して上記試料を透過した透過電子
ビームを検出する機能を備えた電子顕微鏡において、上
記試料を設置するための試料室を上記電子ビームの経路
の複数の位置に備えたことを特徴とする電子顕微鏡。 - 【請求項２】請求項１において、上記対物レンズの内
部、およびその他の位置の二個所に上記試料室を備えた
電子顕微鏡。 - 【請求項３】請求項２において、上記その他の位置が、
上記照射レンズ系と上記対物レンズの中間位置である電
子顕微鏡。 - 【請求項４】請求項１，２または３において、上記試料
を固定して上記試料室内に設置するための試料ホルダと
して、上記電子ビームの経路の側方より上記試料を上記
試料室に導入する電子顕微鏡。 - 【請求項５】請求項３または４において、上記試料室の
うち上記照射レンズ系と上記対物レンズの中間位置にあ
る試料室は、高透磁率材料から成る磁界シールド、また
は磁界相殺用コイルを備えており、これにより観察中の
上記試料位置での磁界を上記試料の保磁力以下とするこ
とが可能な電子顕微鏡。 - 【請求項６】請求項２，３，４または５において、上記
試料室のうち上記照射レンズ系と上記対物レンズの中間
位置にある試料室において、二次電子検出，反射電子検
出，蛍光Ｘ線やその他の発光の検出のいずれかを行う機
能を備えた電子顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6957793A JPH06283128A (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | 電子顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6957793A JPH06283128A (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | 電子顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06283128A true JPH06283128A (ja) | 1994-10-07 |
Family
ID=13406796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6957793A Pending JPH06283128A (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | 電子顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06283128A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6759656B2 (en) * | 2000-10-05 | 2004-07-06 | Jeol Ltd. | Electron microscope equipped with electron biprism |
| EP2091063A2 (en) | 2008-02-15 | 2009-08-19 | Hitachi Ltd. | Electron beam observation device using a pre-specimen magnetic field as image-forming lens and specimen observation method |
| US10224173B2 (en) * | 2016-09-21 | 2019-03-05 | Jeol Ltd. | Objective lens and transmission electron microscope |
-
1993
- 1993-03-29 JP JP6957793A patent/JPH06283128A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6759656B2 (en) * | 2000-10-05 | 2004-07-06 | Jeol Ltd. | Electron microscope equipped with electron biprism |
| EP2091063A2 (en) | 2008-02-15 | 2009-08-19 | Hitachi Ltd. | Electron beam observation device using a pre-specimen magnetic field as image-forming lens and specimen observation method |
| JP2009193833A (ja) * | 2008-02-15 | 2009-08-27 | Hitachi Ltd | 前方磁界を結像レンズとして用いる電子線観察装置および試料観察方法 |
| US7939801B2 (en) | 2008-02-15 | 2011-05-10 | Hitachi, Ltd. | Electron beam observation device using pre-specimen magnetic field as image-forming lens and specimen observation method |
| US10224173B2 (en) * | 2016-09-21 | 2019-03-05 | Jeol Ltd. | Objective lens and transmission electron microscope |
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