JPH065237A - 位置検出器及びそれを備えた電子顕微鏡装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】走査型透過電子顕微鏡などに使われる電子ビー
ムの偏向を検出する位置検出器の操作性を向上する。 【構成】シンチレータ２に入射した荷電粒子ビーム１に
より発光した光４を真空外へ導き、光学レンズ５を使う
ことによって、真空外に設置したライトガイド６，光電
子増倍管７へ送る。ライトガイド６，光電子増倍管７は
一体で、回転機構１１がつき、検出器全体は光のシール
ド２１によって囲まれている。 【効果】検出器が大気圧中にあるため、非常に容易に交
換やメンテナンス作業が行える。また、電子ビームの偏
向方向にあわせて、検出器の方向を変えることも容易に
出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走査型透過電子顕微鏡
に付属する電子ビームの位置検出器として用いられ、例
えば、電子ビームが試料中を透過するときに被るローレ
ンツ力による偏向を検出する分割型検出器に関する。

【０００２】

【従来の技術】走査型透過電子顕微鏡は、電子ビームを
非常に小さく絞ることが出来るため、電子ビームが試料
を透過するときに受けるローレンツ力による偏向を検出
することにより、薄膜磁性体中のミクロな磁気構造を非
常に分解能高く調べることが出来る。その電子ビームの
偏向は、分割型位置検出器からの差信号を取ることによ
り検出されている。これは、ウルトラマイクロスコピ
ー、第３巻（１９７８年）２０３項−２１４項、（Ultr
amicroscopy ３ (１９７８) ２０３−２１４, Thedirec
t deter mination of magnetic domain wall profiles
by differentialphase contrast electron microscop
y）に示されているように、電子ビームを２分割された
シンチレータに照射し、そこで発光した光を、ライトガ
イドによってそれぞれの光電子増倍管に分割して導入，
増幅する。その信号の差を電子ビームの位置信号として
検出するものである。この位置信号は、電子ビームの偏
向角度に対応し、これは試料中の磁気誘導の大きさと向
きに対応させることが出来る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術は、電子ビー
ムの微小な位置変化を検出できる優れた方法であるが、
以下の点で問題がある。

【０００４】第１に、従来技術はシンチレータとライト
ガイドが一体となっており、しかもそれが真空中に設置
されているため、検出器のメンテナンスを行ったり、交
換を行う場合、電子顕微鏡装置の真空を破らなければな
らずはなはだ操作性が悪い。

【０００５】第２に、電子ビームの偏向の方向は、必ず
しも検出器の感度の良い方向と一致しないが、従来技術
では、シンチレータが真空中に固定されており、容易に
検出器の方向を変えることが出来ない。

【０００６】本発明の目的は、分割型検出器のメンテナ
ンスや交換を行うときの操作性を良くすることにある。
また、本発明の他の目的は、検出器の感度の良い方向
と、荷電粒子線の偏向される方向とを容易に一致させる
ことの出来る手段を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、シンチレータ
で発光した光を真空外へ導き、さらに光学レンズによっ
て、分割されたライトガイド、及び光電子増倍管に導く
ことにより、真空外で検出器を操作出来るようにしたも
のである。

【０００８】また、検出器に回転機構を取り付けること
により、荷電粒子線の偏向方向と、検出器の感度の良い
方向を一致させることの出来る構成にしたものである。

【０００９】

【作用】検出器の主要部分が真空外にあるので、電子顕
微鏡の真空を破ることなく、検出器のメンテナンスや、
交換が出来る。また、回転機構があるため、検出器の感
度の良い方向を電子ビームの偏向方向へ容易に向けるこ
とが出来る。

【００１０】

【実施例】図１は、本発明による位置検出器の一実施例
を示したものである。同図において、シンチレータ２に
入射した電子ビーム１は、そのエネルギを光に変換し、
光透過窓３を透過する。この光４は、光学レンズにより
ライトガイド６の光入射面上に結像する。ライトガイド
６は４分割されており、それぞれのライトガイド６に入
った光４が光電子増倍管７，ブリーダ８，前置増幅器１
５により増幅され、演算回路へと送られる。なお、光学
レンズ５、及びステージ１３は、上下移動が可能であ
り、シンチレータ２で発生した光４をライトガイド６の
光入射面上に結像するように調整できるようになってい
る。ライトガイド６，光電子増倍管７，前置増幅器１５
は、ｘｙθゴニオメータ１１により水平移動及び回転が
できるようになっているため、光４の入射位置を検出器
の最適な位置へ移動することが出来る。また、検出器の
感度は、ライトガイド６を分割している線に直行する方
向が最も良いので、電子ビーム１の照射位置の変化する
方向にあわせて、回転させることも可能である。これら
の移動は、ユニバーサルジョイント１０，つまみ１２に
よってシールド２１の外から、信号出力を見ながら調整
することが出来る。

【００１１】図２は、本発明により先に説明した分割型
位置検出器を半導体位置検出器に変えた例である。シー
ルド２１の内部は大気圧であるため、電子顕微鏡の真空
を破らずに交換作業が出来る。また、交換作業はライト
ガイド６，光電子増倍管７，前置増幅器１５のみを交換
すれば良く、非常に容易に作業が進められる。交換後
は、ステージ１３の上下移動によってシンチレータ２で
発生した光４を半導体位置検出器２４の光入射面上に結
像する様に調整し、ケーブル１７を接続することによっ
て使用可能となる。

【００１２】図３は、図１、及び図２で説明した位置検
出器を電子顕微鏡に組み込んだシステムの概略図であ
る。電子ビーム１は、ビーム偏向回路１０９により制御
された偏向器１０４によって偏向し、試料１０５上を走
査する。試料１０５を透過する際に受けたローレンツ力
による電子ビーム１の偏向は、位置検出器１０８で検出
する。ここで対物レンズ１０６は偏向器１０４による電
子ビームの偏向中心を臨んでいるため、ビーム偏向によ
る信号は位置検出器１０８には現れない。また、結像レ
ンズ１０７は、位置検出器１０８に入射する電子ビーム
のスポットの大きさを調整することが出来る。位置検出
器１０８により得られた各分割された信号は、位置信号
演算回路１１０でその差を計算し、これを位置信号とす
る。そして、ビーム偏向回路１０９からのビーム照射位
置の情報と合わせて表示装置１１１に表示する。一方、
位置信号演算回路１１０で信号の和を取ることによっ
て、走査透過電子顕微鏡像を得ることも出来る。

【００１３】以上、本発明を実施例に沿って説明した
が、本発明はこれらに限定されるものではなく、種々の
変形が可能である。例えば、実施例では走査型透過電顕
微鏡に適用した場合を説明したが、従来型の透過電子顕
微鏡や、イオンビーム装置において位置検出器を使う場
合にも適用できる。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、回転機能を持った位置
検出器を真空装置外に設置することによって、操作性の
良い位置検出器を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による位置検出器の一実施例の説明図。

【図２】本発明により分割型検出器を、半導体位置検出
器に変えた説明図。

【図３】本発明による位置検出器を、走査型透過電子顕
微鏡へ組み込んだ説明図。

【符号の説明】

１…電子ビーム、２…シンチレータ、３…光透過窓、４
…光、５…光学レンズ、６…ライトガイド、７…光電子
増倍管、８…ブリーダ、１０…ユニバーサルジョイン
ト、１１…ｘｙθゴニオメータ、１２…つまみ、１３…
ステージ、１５…前置増幅器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 五十嵐 得七 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】荷電粒子線をシンチレータに照射し発光し
   た光を、２分割もしくは４分割した、それぞれ独立なラ
   イトガイド及び光電子増倍管に導き、増幅した信号の差
   をとることによって、荷電粒子線の微小な位置変化を検
   出する分割型位置検出器において、光学レンズを用いて
   前記シンチレータで発光した光を前記ライトガイド上に
   結像させることにより、前記ライトガイド及び前記光電
   子増倍管を前記シンチレータから離したことを特徴とす
   る位置検出器。
2. 【請求項２】請求項１において、前記ライトガイド及び
   前記光電子増倍管が回転できる機構を備えた位置検出
   器。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載の前記位置検出器
   を備えた電子顕微鏡装置。