JPS5840527Y2 - Magnetic shielding device for X-ray microanalyzer - Google Patents

Magnetic shielding device for X-ray microanalyzer

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JPS5840527Y2
JPS5840527Y2 JP17886178U JP17886178U JPS5840527Y2 JP S5840527 Y2 JPS5840527 Y2 JP S5840527Y2 JP 17886178 U JP17886178 U JP 17886178U JP 17886178 U JP17886178 U JP 17886178U JP S5840527 Y2 JPS5840527 Y2 JP S5840527Y2
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JP
Japan
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magnetic
objective lens
electron beam
magnetic shield
ray
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Expired
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JP17886178U
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Japanese (ja)
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JPS5595253U (en
Inventor
国男 松山
暉士 平居
Original Assignee
株式会社島津製作所
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Publication date
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Description

【考案の詳細な説明】 この考案はX線マイクロアナライザにおいて、電子線束
に対する外部磁場の影響を磁気シールドすることによっ
て軽減し、安定した電子線束をえるようにしたX線マイ
クロアナライザの磁気シールド装置に関するものである
[Detailed description of the invention] This invention relates to a magnetic shielding device for an X-ray microanalyzer, which reduces the influence of an external magnetic field on the electron beam flux by magnetically shielding the X-ray microanalyzer, thereby obtaining a stable electron beam flux. It is something.

X線マイクロアナライザ、詳しくはエレクトロンプルー
プX線マイクロアナライザ(以下EPMAと略称する)
は、電子銃からの電子線束を電磁レンズなどによって直
径1μあるいはそれ以下に集束して、試料の表面に投射
し、試料の微小部分から放射される特性X線、連続X線
、後方散乱電子線および試料中に吸収される吸収電子線
などを利用し、この微小部分の定性定量分析、元素の分
布状態をはじめ種々の情報をえようとする分析機器であ
る。
X-ray microanalyzer, specifically electron loop X-ray microanalyzer (hereinafter abbreviated as EPMA)
The method focuses the electron beam from an electron gun to a diameter of 1 μm or less using an electromagnetic lens, projects it onto the surface of the sample, and collects characteristic X-rays, continuous X-rays, and backscattered electron beams emitted from minute parts of the sample. It is an analytical instrument that uses the absorbed electron beam absorbed in the sample to obtain various information such as qualitative and quantitative analysis of this minute part and the distribution state of elements.

このようにEPMAにおいては試料のきわめて狭く限ら
れた範囲に電子線束を投射しなければならないことから
、かなりの長時間を要する分析操作間において電子線束
の投射位置が、種々の外部条件の変化、とくに外部磁場
の変動によって移動しないという条件が充足されていな
ければならない とくに最近EPMAによる分析が活用されるにともない
、外部環境としては理想的といえないたとえば工場内の
研究室にも設置されるようになり、地磁気の変動以外に
高圧トランス、高周波発振器、高圧導線などが近くに存
在することによる外部磁気変動によって影響されて生ず
る電子線束の位置移動すなわち、投射位置のずれを抑制
する必要性がましてきている。
In EPMA, the electron beam beam must be projected onto a very narrow and limited range of the sample, so the projection position of the electron beam must be affected by changes in various external conditions and In particular, the condition that it does not move due to fluctuations in the external magnetic field must be met.In particular, as analysis by EPMA is being used recently, the external environment may not be ideal. This eliminates the need to suppress the positional movement of the electron beam, that is, the deviation of the projection position, which is caused by external magnetic fluctuations caused by the presence of high-voltage transformers, high-frequency oscillators, high-voltage conductors, etc. in the vicinity, in addition to geomagnetic fluctuations. It's coming.

たとえば外部磁場の変動の少い場合でも30分間で約0
.2μの電子線束の投射位置のずれが測定された例も報
告されている。
For example, even when there is little variation in the external magnetic field, the
.. An example has also been reported in which a deviation in the projection position of an electron beam flux of 2μ was measured.

この程度の微小な投射位置のずれが生じても、試料の特
定した位置以外のそれに隣接した部分をも併せて測定し
てしまうこととなって不都合をきたすこととなる。
Even if such a minute deviation of the projection position occurs, a portion of the sample other than the specified position and adjacent to the specified position will also be measured, causing an inconvenience.

EPMAには第1図に示すように、電子銃1、陽極2、
電磁収束レンズ3、絞り4、非点収差補正コイル5.4
5°反射鏡6.2点鎖線で示したその保持筒7、光学観
察用の曲面反射鏡9,10、光学顕微鏡11を含む点線
で囲んだ光学観察系、電磁偏向コイル12、電磁対物レ
ンズ13、分析試料14、X線分光結晶15、X線検出
器16、二次電子反射電子検出器17、吸収電子線検出
用電流計18などの電子光学系およびX線分光系などが
緻密に組込まれている。
As shown in Figure 1, the EPMA includes an electron gun 1, an anode 2,
Electromagnetic convergence lens 3, aperture 4, astigmatism correction coil 5.4
5° reflector 6.2 Its holding cylinder 7 indicated by a dotted chain line, curved reflectors 9 and 10 for optical observation, an optical observation system enclosed by a dotted line including an optical microscope 11, an electromagnetic deflection coil 12, and an electromagnetic objective lens 13 , an analysis sample 14, an X-ray spectroscopy crystal 15, an X-ray detector 16, a secondary electron backscattered electron detector 17, an ammeter 18 for detecting absorbed electron beams, and other electron optical systems and an X-ray spectroscopy system are precisely incorporated. ing.

この従来の装置において外部磁場の電子線束に対する影
響を防ぐ方法が講ぜられている。
In this conventional apparatus, a method is taken to prevent the influence of an external magnetic field on the electron beam flux.

すなわち電子線束の通路ともなる前記反射鏡保持筒自身
を初透磁率の高い軟磁性材料で作るか、あるいは前記保
持筒の内部にそれと一体的に同軸配置された前記と同一
の軟磁性材料で作った絞り円筒を設ける方法である。
That is, the reflecting mirror holding cylinder itself, which also serves as a path for the electron beam flux, is made of a soft magnetic material with high initial permeability, or it is made of the same soft magnetic material that is coaxially arranged integrally with the holding cylinder. In this method, a diaphragm cylinder is provided.

そして、このような外部磁場の変動対策を施すと、前記
した外部磁場の変動の少い場合における電子線束の投射
位置におけるずれは0.06μ程度に修整されたとして
いる。
It is said that by taking such measures against fluctuations in the external magnetic field, the deviation in the projection position of the electron beam flux in the case where the fluctuation in the external magnetic field is small is corrected to about 0.06 μ.

しがし直径1μもしくはそれ以下、たとえば0.3μ程
度にまで集束される電子線束に対しては、この修正され
たずれ量でもかなりの量になる。
For an electron beam that is focused to a diameter of 1 μm or less, for example, about 0.3 μm, even this corrected amount of deviation becomes a considerable amount.

第1図の点線で囲んだ光学観察系には、空隙部が存在す
るが、この部分は電子線束が試料14に投射され、それ
から放射される特性X線を取出し、それによっていくつ
かの元素を同時に分析しうるよう複数のX線分光系を試
料14のまわりに配設するマルチチャンネル方式の分析
を行うために空けられているものであり、しかもEPM
Aの分析性能をあげるためにX線取出し角θはたとえば
52.5゜と大きくなるようにされている。
There is a gap in the optical observation system surrounded by the dotted line in Figure 1, and this gap is where the electron beam is projected onto the sample 14, and the characteristic X-rays emitted from it are extracted, thereby allowing some elements to be detected. It is open for multi-channel analysis in which multiple X-ray spectroscopic systems are arranged around the sample 14 so that they can be analyzed simultaneously.
In order to improve the analytical performance of A, the X-ray extraction angle θ is set to be as large as, for example, 52.5°.

したがって、従来から前記空隙部に対してX線の取出し
に支障をきたすことなく軟磁性材料で遮蔽することは困
難であるとされていたものである。
Therefore, it has conventionally been considered difficult to shield the gap with a soft magnetic material without interfering with the extraction of X-rays.

この考案は前記した現状に鑑みて電子線束に対する外部
磁場の影響をより一層軽減する目的で、X線の取出しに
支障をきたさぬよう前記空隙部に磁気シールドを施そう
とするものであって、電磁対物レンズ13の上方にその
すり鉢状開口部の延長面にそった倒立截頭円錐面状の一
定高さをもった軟磁性材料、たとえば初透磁率の高いパ
ーマロイからなる外側磁気シールドと、曲面反射鏡保持
部の周縁下端部に前記シールドより開き角度を小にする
とともにその高さを対物レンズ磁場内に入らない程度に
とどめた前記同様形状をなし、がっ前記と同一材料から
なる内側磁気シールドとをそれぞれ付加し、X線取出し
角を減少させることなく、これら内、外画磁気シールド
によって従来の装置における電子線束の試料表面におけ
る投射位置のずれをさらに一層抑制しうるようにしたX
線マイクロアナライザの磁気シールド装置にががるもの
である。
In view of the above-mentioned current situation, this invention aims to further reduce the influence of external magnetic fields on the electron beam flux, and attempts to apply a magnetic shield to the gap so as not to interfere with the extraction of X-rays. Above the electromagnetic objective lens 13, there is an outer magnetic shield made of a soft magnetic material such as permalloy having a high initial permeability, which has an inverted truncated conical shape and has a constant height along the extended surface of the mortar-shaped opening, and a curved surface. The lower end of the periphery of the reflector holder has the same shape as described above with a smaller opening angle than the shield and its height is kept to such an extent that it does not enter the objective lens magnetic field, and an inner magnetic field made of the same material as described above. X-ray shields are added to each of these, and the deviation of the projection position of the electron beam on the sample surface in conventional equipment can be further suppressed by the external magnetic shield without reducing the X-ray extraction angle.
This applies to magnetic shielding devices for line microanalyzers.

つぎにこの考案にかかるX線マイクロアナライザの磁気
シールド装置の実施例について図面にもとづいて説明す
る。
Next, an embodiment of the magnetic shielding device for an X-ray microanalyzer according to this invention will be described based on the drawings.

第2図はこの装置を装着したEPMAの第1図に点線で
囲んだ枠にて示した光学観察系の上下部分を示した部分
縦断面図である。
FIG. 2 is a partial vertical cross-sectional view of the EPMA equipped with this device, showing the upper and lower parts of the optical observation system shown in a frame surrounded by dotted lines in FIG. 1.

図に付しである番号で第1図のそれと同一番号の部分は
同一部品を示している。
Parts with the same numbers in the figures as those in FIG. 1 indicate the same parts.

なお第1図には示されていない19は電子線走査コイル
である。
Note that 19, which is not shown in FIG. 1, is an electron beam scanning coil.

第2図において、5は非点収差補正コイルで、保持部5
′を介して固定されており、7は反射鏡保持筒で、その
下端には電子線束に投射方向に対して45゜傾斜し、か
つ、その中心に電子線束の通過する小穴をもった反射鏡
6が設けられている。
In FIG. 2, 5 is an astigmatism correction coil, and the holding part 5
7 is a reflecting mirror holding cylinder, and at its lower end there is a reflecting mirror that is inclined at 45 degrees with respect to the direction in which the electron beam is projected and has a small hole in the center for the electron beam to pass through. 6 is provided.

12は電子線束を操作する電磁偏向コイル、13は電磁
対物レンズ、14はターゲットとなる試料、9,10は
光学観察のための曲面反射鏡である。
12 is an electromagnetic deflection coil for manipulating the electron beam flux, 13 is an electromagnetic objective lens, 14 is a sample as a target, and 9 and 10 are curved reflecting mirrors for optical observation.

15は試料14がらの特性X線を分光するX線分光結晶
で、図には示されていないが、結晶取付は板案内を介し
て波長送り軸によって移動させられるのであるが、それ
が試料14にかなり接近した位置にて示されている。
Reference numeral 15 denotes an X-ray spectroscopy crystal that separates characteristic X-rays from the sample 14. Although not shown in the figure, the crystal mounting is moved by the wavelength feed axis via a plate guide; It is shown in a position quite close to.

20は外側磁気シールドで、電磁対物レンズ13の上方
にそのすり鉢状開口部の延長面にそって倒立截頭円錐面
状の適当な高さをもった、軟磁性材料たとえば初透磁率
の高いパーマロイがら形成されている。
Reference numeral 20 denotes an outer magnetic shield, which is made of a soft magnetic material such as permalloy with high initial permeability and has an inverted truncated conical shape and an appropriate height above the electromagnetic objective lens 13 along the extended surface of the mortar-shaped opening. It is completely formed.

21はもう一方の内側磁気シールドで、曲面反射鏡9の
外周保持部9′の周縁下端部に前記シールド面20より
開き角度を小にするとともにその高さを電磁対物レンズ
13の磁界内に入らない程度にとどめた前記同様形状を
なし、かつ前記と同一の材料から形成されているもので
ある。
21 is the other inner magnetic shield, which has a lower opening angle than the shield surface 20 at the lower end of the peripheral edge of the outer periphery holding portion 9' of the curved reflecting mirror 9, and whose height is set within the magnetic field of the electromagnetic objective lens 13. It has the same shape as the above, to a limited extent, and is made of the same material as the above.

そして外側の磁気シールド20と内側の磁気シール21
双方の重なりあい部分が多くなるようにされている。
And an outer magnetic shield 20 and an inner magnetic seal 21
The overlap between the two is increased.

電磁対物レンズ13は強力な磁場をその周囲に形成して
いることから、その磁界内では外部磁場の変動による電
子線束への影響は少いので、内側の磁気シールド21は
その高さが電磁対物レンズ13の磁界内に入らない程度
にしである。
Since the electromagnetic objective lens 13 forms a strong magnetic field around it, fluctuations in the external magnetic field have little effect on the electron beam flux within that magnetic field. Just to the extent that it does not enter the magnetic field of the lens 13.

また、曲面反射鏡9の保持部9′、非点収差補正コイル
5の保持部5′および走査コイル19のまわりの遮蔽円
筒部19′は初透磁率の高い材料であるパーマロイでそ
れぞれ作られて、磁気シールドが施されている。
Further, the holding part 9' of the curved reflector 9, the holding part 5' of the astigmatism correction coil 5, and the shielding cylindrical part 19' around the scanning coil 19 are each made of permalloy, which is a material with high initial magnetic permeability. , magnetically shielded.

つぎにこの装置における作用について説明する。Next, the operation of this device will be explained.

前記した光学観察系の空隙部より上方に対しては曲面反
射鏡9、非点収差補正コイル5のそれぞれ保持部9’、
5’ならびに走査用コイル19の遮蔽円筒19′がいず
れもパーマロイから作られた良好な磁気シールドを形成
することから、外部磁場が変動しても電子線束はほとん
どその影響をうけない 一方、前記空隙部に対しては、パーマロイからなる外側
磁気シールド20、内側磁気シールド21の双方、もし
くは内側磁気シールド21のみによって、外部磁場の変
動に対して電子線束のかたよりが防止される。
Above the cavity of the optical observation system described above, there are a curved reflecting mirror 9 and a holding section 9' for the astigmatism correction coil 5, respectively.
5' and the shielding cylinder 19' of the scanning coil 19 are both made of permalloy and form a good magnetic shield, so even if the external magnetic field fluctuates, the electron beam flux is hardly affected. For the part, the electron beam flux is prevented from shifting due to fluctuations in the external magnetic field by both the outer magnetic shield 20 and the inner magnetic shield 21 made of permalloy, or by only the inner magnetic shield 21.

そして、内側磁気シールド21は電磁対物レンズ13の
磁界内に入らないようにされていることから、非点収差
の原因となりえないし、外側磁気シールド20は電磁対
物レンズ13のポールピース13′から離れているため
にレンズとしての作用はしない また、内外両側磁気シールド21.20はたがいに重な
りあう部分が大きくなるようにされており、それぞれの
開き角度を相異させて、その間の空間部が末広がりに形
成されていることから、その間においてX線分光結晶1
5を移動駆動させることができ、しかもX線取出し開口
部がありながら、外周全体を磁気シールドする場合と同
様のシールド効果をより少いシールド材料によってあげ
ることができる。
Since the inner magnetic shield 21 is prevented from entering the magnetic field of the electromagnetic objective lens 13, it cannot cause astigmatism, and the outer magnetic shield 20 is separated from the pole piece 13' of the electromagnetic objective lens 13. In addition, the overlapping parts of the magnetic shields 21 and 20 on both the inner and outer sides are made to be large, and the opening angles of each are made to be different, so that the space between them widens. Since the X-ray spectroscopy crystal 1 is formed between
5 can be moved and driven, and even though there is an X-ray extraction opening, the same shielding effect as when magnetically shielding the entire outer periphery can be achieved using less shielding material.

この考案にかかるX線アナライザの磁気シールド装置は
以上説明したように構成されているので、この装置にお
いては、従来のX線アナライザの電子線束安定のための
磁気シールドと略同様の効果をその光学観察系の上部に
対してあげることができるとともに、その下部空隙部す
なわちX線分光系に対しては放置されていた磁気シール
ドを、少量の磁気シールド材料を使用した簡単な構成に
よった内外周磁気シールドを付加することによって可能
とし、電子線束の外部磁場の変動によるその試料面上の
投射位置のずれをより一層少くすることを可能ならしめ
たものである。
Since the magnetic shielding device for the X-ray analyzer according to this invention is constructed as described above, this device has almost the same effect as the magnetic shielding for stabilizing the electron beam of the conventional X-ray analyzer. The upper part of the observation system can be raised to the upper part of the observation system, and the lower cavity, that is, the magnetic shield that was left unused for the This is made possible by adding a magnetic shield, making it possible to further reduce the deviation of the projection position of the electron beam on the sample surface due to fluctuations in the external magnetic field.

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

第1図はX線マイクロアナライザの要部の構成を示す模
式説明図、第2図はこの考案にかかるシールド装置を付
加したX線マイクロアナライザの部分縦断面図である。 1:電子銃、2:陽極、3:電磁集束レンズ、4:絞り
、5:非点収差補正コイル、5′:非点収差補正コイル
の保持部(磁気シールド)、6:45′反射鏡、7:反
射鏡保持筒、9,10 :光学観察用曲面反射鏡、9′
:曲面反射鏡保持部(磁気シールド)、11:光学顕微
鏡、12:電磁偏向コイル、13:電磁対物レンズ、1
3′:ポールピース、14:試料、15:X線分光結晶
、16:−X線検出器、19:走査コイル、19′:遮
蔽円筒(磁気シールド)、20:外側磁気シールド、2
1:内側磁気シールド。
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram showing the configuration of the main parts of an X-ray microanalyzer, and FIG. 2 is a partial vertical sectional view of the X-ray microanalyzer to which a shielding device according to the invention is added. 1: Electron gun, 2: Anode, 3: Electromagnetic focusing lens, 4: Aperture, 5: Astigmatism correction coil, 5': Astigmatism correction coil holding part (magnetic shield), 6: 45' reflector, 7: Reflector holding cylinder, 9, 10: Curved reflector for optical observation, 9'
: Curved reflector holding part (magnetic shield), 11: Optical microscope, 12: Electromagnetic deflection coil, 13: Electromagnetic objective lens, 1
3': pole piece, 14: sample, 15: X-ray spectrometer crystal, 16: -X-ray detector, 19: scanning coil, 19': shielding cylinder (magnetic shield), 20: outer magnetic shield, 2
1: Inner magnetic shield.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 電磁対物レンズの上方にその開口部の延長面にそった倒
立截頭円錐面状の一定の高さをもった初透磁率の高い材
料からなる外側磁気シールドと、前記対物レンズの上方
に設置される曲面反射鏡の保持部の周縁下端部に前記磁
気シールドより開き角度を小にするとともにその高さを
前記電磁対物レンズの磁界内に入らない程度にとどめた
前記同様の形状をなし、かつ前記と同一材料からなる内
側磁気シールドとを付加してなるX線マイクロアナライ
ザの磁気シールド装置。
Above the electromagnetic objective lens, there is an outer magnetic shield made of a material with high initial magnetic permeability and having a constant height in the shape of an inverted truncated conical surface along the extended surface of the aperture of the objective lens; The lower edge of the periphery of the holding portion of the curved reflecting mirror has a shape similar to that described above, with an opening angle smaller than that of the magnetic shield, and its height is kept to such an extent that it does not enter the magnetic field of the electromagnetic objective lens, and A magnetic shielding device for an X-ray microanalyzer that includes an inner magnetic shield made of the same material.
JP17886178U 1978-12-25 1978-12-25 Magnetic shielding device for X-ray microanalyzer Expired JPS5840527Y2 (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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JPS5595253U JPS5595253U (en) 1980-07-02
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