JPH0729537A - 後方散乱電子に対する高い識別を備えた高効率カソードルミネセンス検出器 - Google Patents

後方散乱電子に対する高い識別を備えた高効率カソードルミネセンス検出器

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JPH0729537A
JPH0729537A JP5288430A JP28843093A JPH0729537A JP H0729537 A JPH0729537 A JP H0729537A JP 5288430 A JP5288430 A JP 5288430A JP 28843093 A JP28843093 A JP 28843093A JP H0729537 A JPH0729537 A JP H0729537A
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シュー ハン チャン ダニエル
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Abstract

(57)【要約】 【目的】相対的に高い効率、および後方散乱電子に基づ
く信号に対する高い識別を示すカソードルミネセンス検
出器を提供する。 【構成】カソードルミネセンス(CL)装置内のパラボ
ラ状光反射装置16は、支持板21上に搭載された光電
固体装置19と集積化され、電子顕微鏡真空チャンバ試
料ステージにおいてアダプター素子27によって支持さ
れる。これらの素子は、互いに光学的に整列され、従っ
て、容易に交換可能なユニットが得られる。電子顕微鏡
内のCL放出操作のために設計され、パラボラ状光反射
装置16および光電固体検出装置19は光学的に整列さ
れ、その後、光電固体装置19の支持板21上に搭載さ
れる。このようにして構成されたユニットは、試料ステ
ージアダプター素子27によって支持されて、単一の集
積化されたユニットとして標準の電子顕微鏡真空チャン
バステージに容易に挿入および取り外しできる機械的素
子を与える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的にはカソードル
ミネセンス装置に関し、特に、相対的に高い効率、およ
び後方散乱電子に基づく信号に対する高い識別を示すカ
ソードルミネセンス検出器に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】カソ
ードルミネセンス(CL)検出器は一般的に知られてお
り、検出素子として固体検出器を用いた従来のCL検出
器においては、ホトダイオードは、電子顕微鏡の真空チ
ャンバ内において、試料の側方または上方に位置してい
る。ガラスカバーが、それは通常は酸化インジウム−錫
の非常に薄いスパッタ層によって被覆されているが、従
って、検出器の信号に寄与し得る後方散乱電子を退ける
ために、固体検出器の前方に配置されている。ガラス上
のスパッタされた導電性で光学的に透明な薄い層は、帯
電現象が生じるのを防ぐために使用されている。しかし
ながら、固体検出器前方のガラスカバーは、実は、それ
自身強力なCLエミッターとなり得る。このことは、ガ
ラスは、後方散乱電子の、固体ホトダイオードによって
検出されるであろう光への極端に効率的な変換器として
働き得ることを示している。しかしながら、従来技術の
装置における後方散乱は、観察下の試料とはほとんどま
たはまったく関係がなかった。さらに、そのような検出
器は、軽便さに欠け、それが使用される電子顕微鏡の真
空チャンバの特定の型にもっぱら適合するように一般的
には設計されてきた。本発明は上述した欠点を解決す
る。
【0003】
【課題を解決するための手段】従って、本発明の主目的
は、パラボラ状光反射装置を、電子顕微鏡の真空チャン
バ試料ステージに容易に搭載および取り外しできるカソ
ードルミネセンス検出器において、光電(photo-sensit
ive )固体検出装置と組み合わせることにある。検出器
は、さらに、調査中の試料と同じ平面内に支持板上に搭
載された略平坦な光電素子を備えており、試料からの後
方散乱電子は光電素子の光電領域に打ち当たらず、効率
的にパラボラ状光反射器によって吸収される。
【0004】
【実施例】図を集合的に参照すれば、電子顕微鏡が図1
に示されており、それは、電子エミッターすなわちカソ
ード1、ウェーネルト円筒電極2、アノード3、ビーム
調整系4、ビーム走査系5、最終レンズ6、最終レンズ
の下部極片7、調整装置9を有する試料ステージ8、電
子検出器10、および本発明のカソードルミネセンス検
出器11を備えている。すべての要素は、電子顕微鏡ハ
ウジング12内に位置している。
【0005】電子顕微鏡の通常の操作において、カソー
ド1によって放出された電子ビーム13は、試料スタブ
(stub) 上に、図2に示すように、配置された試料14
に照射されて、試料との間の相互作用による放射が検出
可能となる。試料14は電子ビーム13によって走査さ
れる。電子ビーム13と試料14との間の相互作用によ
って生成された透過、反射および/または2次電子また
は他の放射は、参照番号10によって示した検出器によ
って典型的に検出される。検出器10には、ビデオモニ
ター系が、図には示していないが、接続される。しかし
ながら、検出器10は、次にその詳細を説明する本発明
においてはなんの役割も演じない。
【0006】図2においては、光の反射のための光沢の
ある(shiny )内部凹表面17を有するパラボラ状(pa
rabolic )光反射器16が示されている。これは、パラ
ボラ状カップ上のアルミニウム薄膜のコーティング、ア
ルミニウムパラボラ状カップの微細表面仕上、または、
光沢側をその内部表面としたパラボラ状ミラーの形態に
形成されたアルミニウム箔の工業級片、のいずれかによ
って達成され得る。中央開口18が、走査電子ビーム1
3の通過のために、反射器16の頂に設けられている。
光電固体装置19は、環状形態を有しその中央に開口2
0を備えたホトダイオードか、または開口20の回りに
位置した2以上の小さい装置、のいずれかから成ってい
る。光電装置19は、例えばセラミック材料から製造さ
れた電気絶縁性中間片22によって、中央開口29を有
する平板を備える導電性セルホルダー21上に座してい
る。光電固体装置19は、試料14の上表面と同じレベ
ルにまたはわずかに下に位置している。従って、試料1
4からの後方散乱電子は、装置19の光電領域に直接的
には打ち当たらず、従って、それらの大部分は、パラボ
ラ状光反射器16によって効率的に吸収される。
【0007】一対の小さな整列した開口23が、セルホ
ルダー21および絶縁材料22の両方に形成され、そこ
を通って光電素子19からの検出信号を運びそして増幅
回路(図示せず)に接続された2つのよくシールドされ
た電気信号リード24が設けられている。セル19は、
ホルダー21の下の信号リード24のところで、一対の
締めつけねじ(clamp/screw )接続装置25によって適
所に固着されている。
【0008】パラボラ状光反射器16およびセルホルダ
ー21は、周囲クランプ26によって堅固に共に保持さ
れて、機械的に集積化されたユニットを形成している。
パラボラ状反射器16の頂開口18は、直径が約5mm
の円からなっており、光電検出素子19は、電子ビーム
13とも一致する中央光軸に対して同心である。この搭
載配置は、反射光の光電素子19による高い収集効率を
与える。
【0009】また、特に加工された基部材である試料ス
テージアダプターユニット27も含まれている。部材2
7は、中央のねじ穴28を備えており、その中に試料1
4を保持するための試料スタブ15を挿入可能であり締
め付け可能である。試料ステージアダプターユニット2
7および集積化されたパラボラ状光反射器/光電セルユ
ニット11が、セルホルダー21に形成されたねじ穴を
備えた中央開口29によって相互接続され得、従って単
一の装置を提供する。そのような構成は、電子放電のた
めの適当な導電経路を有する装置を提供する。後方散乱
電子が導電性パラボラ状反射器16によって収集された
なら、それらは、同じ放電経路を通って電子顕微鏡のグ
ラウンドに放電され得、帯電問題は除去される。このよ
うに形成された全ユニットは、単一のねじスタッド30
によって、いかなる改修もなく、いかなる標準的な電子
顕微鏡真空チャンバハウジング12に改装され得る。
【0010】ここで説明した実施例のカソードルミネセ
ンス装置の搭載および取り外しは、通常の試料の装填ま
たは交換操作のためのそれと類似している。試料14の
積み込みおよび積み降ろしは、単にセルホルダー21か
ら基部材27を取り去ることによって実現する。
【0011】パラボラ状光反射器16および光電検出器
19を、機械的に堅固に接続された支持板21と共に互
いに容易かつ正確に位置決めすることができる。パラボ
ラ状光反射器16を特別に設計することにより、試料1
4から光デバイス19に垂直に向かうCL信号の効率的
な反射を可能にすることができる。さらに、パラボラ状
光反射器16の頂の小さい孔18は、これは電子エミッ
ター1からの入射電子ビーム13用のさえぎられておら
ずかつ妨げのない通路を提供するが、2πステラジアン
のオーダーの光収集角を与える。
【0012】本発明の実施例は、従って、電子顕微鏡の
改修を要求することなく、繰り返して電子顕微鏡に搭載
および取り外しすることができる。試料を含む全ユニッ
トは、調整中は一緒に動くことに注意する必要がある。
組立段階中に一度調整されると、光学アライメントは問
題を生じない。その簡単さは、検出器を効果的にセット
アップするに要する時間を通常の試料の装填または交換
操作のために必要とされる時間と類似なものとする。こ
のような方法で、電子顕微鏡を、その通常の機能を落と
すことなく、迅速に他の用途に戻すことができる。
【0013】このように、本発明を実行するための好ま
しい方法および実施例と思料されるものを説明したが、
これは例示のためになされたものであり、限定ではな
い。従って、付属する請求の範囲に記載された発明の精
神および範囲内におけるすべての修正、交替、変更はこ
こにおいて含まれるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のカソードルミネセンス検出器を含む電
子顕微鏡を概略的に示した図である。
【図2】図1に示した検出器の詳細を示す中央横断面図
である。
【符号の説明】 11…カソードルミネセンス検出器(パラボラ状光反射
器/光電セルユニット)、 12…電子顕微鏡ハウジング、 13…電子ビーム、 14…試料、 15…試料スタブ、 16…パラボラ状光反射器、 17…内部凹表面、 18…中央開口、 19…光電固体装置、 20…開口、 21…導電性セルホルダー(支持板)、 22…電気絶縁性中間片、 23…開口、 24…電気信号リード、 26…周囲クランプ、 27…試料ステージアダプターユニット、 28…ねじ穴、 29…中央開口、 30…ねじスタッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダニエル シュー ハン チャン シンガポール国、シンガポール 0511、ケ ント リッジ クレッセント 10 ナショ ナル ユニバーシティ オブ シンガポー ルシー/オー パーソネル デパートメン ト (72)発明者 キン リョン ペイ シンガポール国、シンガポール 0511、ケ ント リッジ クレッセント 10 ナショ ナル ユニバーシティ オブ シンガポー ルシー/オー パーソネル デパートメン ト

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】カソードルミネセンス顕微鏡法および分析
    用に使用される電子顕微鏡の真空チャンバ試料ステージ
    用のカソードルミネセンス検出器装置において、 a)前記真空チャンバ試料ステージに前記装置を搭載す
    るための基部材と、 b)電子顕微鏡の電子ビームによって走査されている試
    料から放出される放射に応答する少なくとも1つの光電
    部材と、 c)前記基部材に固着された、前記少なくとも1つの光
    電部材の支持手段と、 d)前記少なくとも1つの光電部材からの検出信号の結
    合手段と、 e)前記基部材に固着された、前記試料の支持手段と、 f)前記試料および前記少なくとも1つの光電部材に近
    接して配置され、前記試料から放出された放射を前記光
    電部材に反射し前記試料からの後方散乱を吸収するため
    の凹状反射面を備えたパラボラ状反射器手段と、 を有することを特徴とするカソードルミネセンス顕微鏡
    法および分析用に使用される電子顕微鏡の真空チャンバ
    試料ステージ用のカソードルミネセンス検出器装置。
  2. 【請求項2】前記少なくとも1つの光電部材が、平面部
    材を備えており、前記試料が前記光電部材と略同一平面
    にあることを特徴とする請求項1記載の装置。
  3. 【請求項3】前記パラボラ状反射器手段が、前記試料上
    に衝突する電子ビームを許容するアパーチャーを含んで
    いることを特徴とする請求項2記載の装置。
  4. 【請求項4】前記アパーチャーが中央アパーチャーを備
    えていることを特徴とする請求項3記載の装置。
  5. 【請求項5】前記少なくとも1つの光電部材と前記光電
    部材の前記支持手段との間に配置された電気的絶縁体手
    段を付加的に有することを特徴とする請求項4記載の装
    置。
  6. 【請求項6】前記少なくとも1つの光電部材が、中央開
    口を含む環状部材を有し、前記試料が前記中央開口内に
    配置されることを特徴とする請求項5記載の装置。
  7. 【請求項7】前記少なくとも1つの光電部材が、複数の
    同一平面内の光電部材を有していることを特徴とする請
    求項2記載の装置。
  8. 【請求項8】前記基部材が、前記試料を支持するための
    第1の本体部材と、前記少なくとも1つの光電部材の前
    記支持手段を支持するための第2の本体部材と、前記真
    空チャンバ試料ステージに取り付けるための前記第2の
    本体部材から突出した第3の本体部材と、を含む試料ス
    テージアダプターユニットを有していることを特徴とす
    る請求項1記載の装置。
  9. 【請求項9】前記第1の本体部材が、前記試料を支持す
    るように機能する試料スタブを受ける手段を含んでいる
    ことを特徴とする請求項8記載の装置。
  10. 【請求項10】前記試料スタブを受ける前記手段が、ね
    じ穴を有していることを特徴とする請求項9記載の装
    置。
  11. 【請求項11】前記第3の本体部材が、ねじスタッドを
    有していることを特徴とする請求項8記載の装置。
  12. 【請求項12】前記少なくとも1つの光電部材の前記支
    持手段が、それを通って前記第1の本体が突出する中央
    穴を含む平坦な環状板を有していることを特徴とする請
    求項8記載の装置。
  13. 【請求項13】前記少なくとも1つの光電部材の前記支
    持部材および前記電気的絶縁体手段が、検出信号を結合
    する前記手段を前記少なくとも1つの光電部材の下面に
    接続するための、少なくとも1つの相互整列された穴を
    その中に含んでいることを特徴とする請求項5記載の装
    置。
  14. 【請求項14】前記パラボラ状反射器手段を前記少なく
    とも1つの光電部材の前記支持手段に取り付けるための
    手段を付加的に含んでいることを特徴とする請求項1記
    載の装置。
  15. 【請求項15】前記取り付け手段が、前記パラボラ状反
    射器手段の周囲縁を前記少なくとも1つの光電手段の前
    記支持手段に固着する手段を有していることを特徴とす
    る請求項14記載の装置。
JP5288430A 1992-11-17 1993-11-17 カソードルミネッセンス検出装置 Expired - Lifetime JP2703719B2 (ja)

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EP (1) EP0598569B1 (ja)
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ES (1) ES2099914T3 (ja)
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