JPS62113350A - Electron microscope - Google Patents

Electron microscope

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JPS62113350A
JPS62113350A JP25393085A JP25393085A JPS62113350A JP S62113350 A JPS62113350 A JP S62113350A JP 25393085 A JP25393085 A JP 25393085A JP 25393085 A JP25393085 A JP 25393085A JP S62113350 A JPS62113350 A JP S62113350A
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JP
Japan
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image
energy
electron
lens
electron microscope
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JP25393085A
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Tetsuo Oikawa
哲夫 及川
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Jeol Ltd
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Jeol Ltd
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Abstract

PURPOSE:To make both energy filter and unfilter images observable at equi- magnification, by installing a transfer lens in vertical symmetrical positions of a spectrometer of an electron microscope securing the energy filter image. CONSTITUTION:Electron beams 2 transmitting a sample is led into spectrometers 10a-10c and dispersed according to an energy value and, after the image 23 is accorded with the axis of an electron microscope, an energy filter image 20 is secured on a screen 17. At this time, a transfer lens 22 is set up on an optical axis of the electron microscope on vertical symmetrical axes of these spectrometers 10a-10c. And, when an unfilter image is observed, the transfer lens 22 is excited, forming a transmitting electron image in a position of the image 23. Therefore, both energy filter and unfilter images are usable in selection and, what is more, these images are observable at equi-magnification.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 木光明は電子顕微鏡に関し、更に詳しくはエネルギー分
析と電子顕微鏡の両用に供し得る電子顕微鏡に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Field of Application) Kikomei relates to an electron microscope, and more specifically to an electron microscope that can be used for both energy analysis and electron microscopy.

(従来の技術) エネルギーフィルタは電子顕微鏡において、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ってそ
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っ
て固有のスペクトルが得られるので、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である。第
2図は従来のエネルギーフィルタを備えた電子顕微鏡の
概略構成図である。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を照射し、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を形成し
、電子1!i12をスペクトロメータioa 、 1o
b、ioCに導いている。
(Prior art) Energy filters are used in electron microscopes when an electron beam is irradiated onto a sample, and the electron beam loses some of its energy due to interaction with the sample. Since unique spectra are obtained depending on the elements that make up the sample, this device 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. 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 irradiates a sample 4; an objective lens 5 forms a transmission electron image 6 of the sample; A lens 7 forms an incident point 8 and an incident image 9, and electrons 1! i12 spectrometer ioa, 1o
b. Leading to ioC.

スペクトロス5−夕10a、10cと、10bには互い
に逆方向の均一磁界がかけられており、電子線2を偏向
させ、エネルギー分散をさせもとの光軸11に戻してい
る。通常の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、顕微鏡の軸と直角に電子線を出射し
て検出器に入れるが、第2図の装置で3個のスペクトロ
メータ10a。
Uniform magnetic fields in opposite directions are applied to Spectros 5-10a, 10c, and 10b to deflect the electron beam 2, disperse energy, and return it to the original optical axis 11. A typical energy analyzer uses one spectrometer to emit electrons and an electron beam perpendicular to the axis of the microscope and enter the detector, but the device shown in FIG. 2 uses three spectrometers 10a.

10b、10cを使用しているのは、電子Fi12を電
子顕微鏡の軸と一致させてスペクトル分析と通常の電子
gi1m &Rとを併用して使用するためである。
The reason why 10b and 10c are used is to align the electron Fi12 with the axis of the electron microscope and use it in conjunction with spectrum analysis and ordinary electron gi1m&R.

第2図の装置の説明に戻って、電子線2はスペクトロメ
ータ10a 、10b 、10c Fエネルギー値に応
じて分散させられていて、可視光線に置き換えて考える
と、波長の差部ら色の違いによって分散されているが、
スペクトロメータ中の成る部分では集束されて無色の状
態の部分を生じている。
Returning to the explanation of the apparatus shown in Fig. 2, the electron beam 2 is dispersed according to the F energy value of the spectrometers 10a, 10b, 10c. Although it is distributed by
A portion of the spectrometer is focused to produce a colorless portion.

スベク1−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、無色状態になっ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
像であって、エネルギー選択スリット14で特定のエネ
ルギーを持った電子@(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上にエネルギーフィルタ
@1Bを拡大投影している。
The image 12 formed in the subek 1-rometer 10c is an image formed by converging dispersed electron beams of various energy values, and is colorless and is called achromatic image. An energy loss spectrum 13 is also formed below the spectrometer 10c, which is an image of chromatic dispersion. ), the intermediate lens 15 is used to focus on the chromatic image 12, and the projection lens 16 is used to enlarge and project the energy filter @1B onto the screen 17.

ところで、エネルギーフィルタを使用しない時の電子顕
微鏡像(アンフィルタ像)を第3図に示す。第2図にお
けるエネルギーフィルタ10a。
Incidentally, FIG. 3 shows an electron microscope image (unfiltered image) when no energy filter is used. Energy filter 10a in FIG.

10b、10Cの励磁を切ったとき、入射レンズ7によ
り透過電子像6を第2図での色消像12の位置に拡大像
19として結像する。入射レンズ7から拡大像19まで
の距離が長いため拡大B419の拡大率は第2図での(
!!消前像12比べ非常に大きくなってしまう。このた
めエネルギーフィルタ像を得る場合とアンフィルタ像を
得る場合とを電気的に切替えても、両者の像の間には大
きな倍率差が生じていた。
When the excitation of 10b and 10C is turned off, the incident lens 7 forms the transmitted electron image 6 as an enlarged image 19 at the position of the chromatic image 12 in FIG. Since the distance from the input lens 7 to the magnified image 19 is long, the magnification ratio of magnification B419 is (
! ! The image is much larger than the image 12 before it disappears. For this reason, even when electrically switching between obtaining an energy filter image and obtaining an unfiltered image, a large magnification difference occurs between the two images.

(発明が解決しようとする問題点) 前述のようにエネルギーフィルタを備えた電子顕微鏡に
おいて、エネルギーフィルタを通してエネルギーフィル
タ像を1!察する場合と、通常の電子顕微鏡を観察する
場合とを切替えて使用すると、その像の倍率が著しく異
なり、観察が困難なので電子レンズの倍率をその都度変
更するための調整を行わねばならず、非常に不便である
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in an electron microscope equipped with an energy filter, an energy filter image is captured through the energy filter. If you switch between using an electron microscope and an ordinary electron microscope, the magnification of the image will be significantly different, making observation difficult and requiring adjustments to change the magnification of the electron lens each time. It is 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
、エネルギーフィルタ像とアンフィルタ像とをエネルギ
ーフィルタを電気的にオン・オフして切替えて観察する
場合の倍率の相違をな(してその都度レンズの倍率の調
整を行う不便さをなくすことである。
The present invention has been made in view of the above points, and its purpose is to eliminate the difference in magnification when observing an energy filtered image and an unfiltered image by electrically switching the energy filter on and off. The objective is to eliminate the inconvenience of adjusting the magnification of the lens each time.

(問題点を解決するための手段) 前記の問題点を解決する本発明は、試料からの電子線を
その1ネルギーに応じて分離する?!!数のスペクトロ
メータを具備して、エネルギーフィルタ陣とアンフィル
タ像を切替えて使用する電子顕微鏡において、スペクト
ロメータの上下対称位置にトランスファレンズを設けて
エネルギーフィルタ像と等しい大きさのアンフィルタ像
を1qることを特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention, which solves the above problems, separates electron beams from a sample according to their energy. ! ! In an electron microscope that is equipped with several spectrometers and is used by switching between energy filter arrays and unfiltered images, a transfer lens is installed at a vertically symmetrical position of the spectrometers, and an unfiltered image of the same size as the energy filter image is generated by 1q. It is characterized by:

〈作用) 本発明はエネルギーフィルタ19とアンフィルタ像との
切替えに際し、トランス771レンズを励磁してエネル
ギーフィルタ像とアンフィルタ像を等倍率にrJQ寮で
きる。
<Function> In the present invention, when switching between the energy filter 19 and the unfiltered image, the transformer 771 lens is excited to make the energy filtered image and the unfiltered image 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10a 、
10b 、10cの励磁を切り、アンフィルタ像を得る
通常の電子顕微鏡動作を示を概略構成図である。図中第
2図と同じ部分には同じ符号を付しであるので重複説明
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、221よトランス
ノルレンズでスペクトロメータの上下対称軸21上に設
置されている。トランスファレンズ22は倍率1のレン
ズでアンフィルタ像を観察するときのみ励1iされ、入
射像9を第2図の色消像12の位置に等倍率でトランス
ファし、透過電子fg123を形成する。このときのト
ランスファレンズ21の焦点距111[ftは f  t  −#/4               
   ・・・ (1)(但しi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4/4で焦点距離の2倍の位置に被写体をおけ
ば(1)式から 1/f  t  −1/2f  t  71/2f  
t   ・・・(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2f
t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。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention including a spectrometer 10a,
10b and 10c are turned off to obtain an unfiltered image. This is a schematic configuration diagram showing the normal operation of an electron microscope. Since the same parts in the figure as in FIG. 2 are designated by the same reference numerals, repeated explanation will be avoided. 21 are spectrometers 10a, 10b,
This is the mechanical vertical symmetry axis of 10c, and the transnor lens 221 is installed on the vertical symmetry axis 21 of the spectrometer. The transfer lens 22 is excited 1i only when observing an unfiltered image with a lens having a magnification of 1, and transfers the incident image 9 to the position of the color erasing image 12 in FIG. 2 at the same magnification to form transmitted electrons fg123. At this time, the focal length of the transfer lens 21 is 111 [ft is f t −#/4
... (1) (where i is the distance from the position of the incident image 9 to the position of the color erasing image 12 in Fig. 2) If the focal length is 4/4 and the subject is placed at a position twice the focal length, (1 ) from the formula 1/f t -1/2f t 71/2f
t...(2) ft in the first term on the left side is the focal length, 2ft in the second term is the position of the subject from the lens, and 2f on the right side
t 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 object 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の位置に透過電子
@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はエネルギーフィルタ像1
8と同じ大きさの像が得られる。尚、ここに挙げたのは
一例に過ぎず、例えばトランスファレンズ22で像を形
成する位置を、第2図のエネルギーフィルタ像の位置に
してもよい。又、人!1FJfi 9の代りに入射点8
をトランスファしてもよい。
From the above explanation, since the transmitted electron @ 23 is imaged at the position of the color disappearing image 12 in FIG.
An image of the same size as 8 is obtained. Note that the above is just an example, and for example, the position where the image is formed by the transfer lens 22 may be the position of the energy filter image in FIG. 2. Also, people! 1FJfi instead of 9, input point 8
may be transferred.

(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
フィルタ像とアンフィルタ像とを切替えても、その倍率
に変化なく結像さけることができる。
(Effects of the Invention) As described above in detail, according to the present invention, even when switching between an energy filtered image and an unfiltered image, imaging can be avoided 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ィルタを備えた
電子顕微鏡のアンフィルタ状態の概略構成図、第2図は
従来のエネルギーフィ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ィルタを備えた電子
顕微鏡のアンフィ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1
1・・・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ット 15・・・中間レンズ   16・・・投影レンズ17
・・・スクリーン 18・・・エネルギーフィルタ像 19・・・拡大(g!     20・・・投影像21
・・・スペクトロメータの上下対称軸22・・・トラン
スファレンズ 特許出願人  日本電子株式会社 代 理 人  弁理士 井島藤治 外1名 第3図 ]9.拡大像 第 1 区 ];電子銃 2;電子線 3;集束レンズ 4;試料 5:対物レンズ 61透過電子像 7;入射レンズ 87入射虜 9;入1 10a、10b、10c ;スペクトロメータ15;中
間レンズ ]6.投影レンズ ]7;スクリーン 20;#影像 2];上下対称軸 22;トランスファレンズ 第2図 ]、電線 2、電子線 3、集束レンズ 4)試料 5)対物レンズ 6I透過電子像 71入射レンズ 8;入射中 9、入射像 、10b、10c +スペクトロメータ]1;光軸 ]2;色消像 ]3;エネルギー損失スペクトル ]4;エネルギー選択スリット )5.中lレンズ 16.8影レンズ ]7.スクリーン ]8.エネルギーフィルタイ9
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an electron microscope equipped with an energy filter according to an embodiment of the present invention in an unfiltered state, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an electron microscope equipped with a conventional energy filter, and FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an electron microscope equipped with an energy filter in an unfiltered state. 1... Electron gun 2... Electron beam 3... Focusing lens 4... Sample 5... Objective lens
6...Transmission electron image 7...Incidence lens 8
...Incidence point 9...Incidence images 10a, 10b, 10c...Spectrometer 1
1... Optical axis 12... Color erasure 13...
Energy loss spectrum 14... Energy selection slit 15... Intermediate lens 16... Projection lens 17
...Screen 18...Energy filter image 19...Enlarged (g! 20...Projected image 21
... Spectrometer's vertical symmetry axis 22 ... Transfer lens patent applicant JEOL Co., Ltd. Representative Patent attorney Fuji Ijima and one other person Figure 3] 9. Enlarged image 1st section]; Electron gun 2; Electron beam 3; Focusing lens 4; Sample 5: Objective lens 61 Transmission electron image 7; Incident lens 87; Lens]6. Projection lens] 7; Screen 20; During incidence 9, incident image, 10b, 10c + spectrometer] 1; optical axis] 2; color extinction] 3; energy loss spectrum] 4; energy selection slit) 5. Medium l lens 16.8 shadow lens]7. Screen] 8. energy filter tie 9

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 試料からの電子線をそのエネルギーに応じて分離する複
数のスペクトロメータを具備して、エネルギーフィルタ
像とアンフィルタ像を切替えて使用する電子顕微鏡にお
いて、スペクトロメータの上下対称位置にトランスファ
レンズを設けてエネルギーフィルタ像と等しい大きさの
アンフィルタ像を得ることを特徴とする電子顕微鏡。
In an electron microscope that is equipped with multiple spectrometers that separate electron beams from a sample according to their energy, and is used by switching between energy-filtered and unfiltered images, a transfer lens is installed at a symmetrical position above and below the spectrometers. An electron microscope characterized by obtaining an unfiltered image of the same size as an energy filtered image.
JP25393085A 1985-11-12 1985-11-12 Electron microscope Granted JPS62113350A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003532258A (en) * 2000-04-26 2003-10-28 ツェーエーオーエス コレクテッド エレクトロン オプチカル システムズ ゲーエムベーハー Electron or high monochromatic or high current density beam generation system
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US9991088B2 (en) 2015-02-18 2018-06-05 Hitachi, Ltd. Charged particle beam device and aberration corrector

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