JPH0729544A - Simultaneous measurement device for electronic energy loss - Google Patents
Simultaneous measurement device for electronic energy lossInfo
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- JPH0729544A JPH0729544A JP5193841A JP19384193A JPH0729544A JP H0729544 A JPH0729544 A JP H0729544A JP 5193841 A JP5193841 A JP 5193841A JP 19384193 A JP19384193 A JP 19384193A JP H0729544 A JPH0729544 A JP H0729544A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 試料の原子分子との非弾性衝突によりエネル
ギを損失した電子線のエネルギ・スペクトラムを同時か
つ並列的に計測する電子エネルギ損失同時計測装置にお
いて、簡単な構成でスペクトラムの部分的な拡大投影を
広範囲にわたって行えるようにする。
【構成】 試料１２と扇形磁場１５との間には、電子線
１を平面検知器５０上でフォーカスさせるための第１の
レンズ手段２１を設け、扇形磁場１５と平面検知器５０
との間であって扇形磁場１５の磁場方向（ｙ方向）に関
する電子線の収束点３１には、平面検知器５０上でのエ
ネルギ・スペクトラムの分散距離を拡大するための第２
のレンズ手段２２を設けた。
(57) [Abstract] [Purpose] An electron energy loss simultaneous measurement device that simultaneously and in parallel measures the energy spectrum of an electron beam that has lost energy due to an inelastic collision with an atomic molecule of a sample. It enables partial enlarged projection of a wide range. A first lens means 21 for focusing the electron beam 1 on the flat detector 50 is provided between the sample 12 and the flat magnetic field 15, and the sector magnetic field 15 and the flat detector 50 are provided.
And a convergence point 31 of the electron beam with respect to the magnetic field direction (y direction) of the fan-shaped magnetic field 15 at the second point for expanding the dispersion distance of the energy spectrum on the flat detector 50.
The lens means 22 is provided.
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電子エネルギ損失同時
計測装置に係り、特に、試料を透過した電子線をそのエ
ネルギに応じて軌道分離し、各エネルギのスペクトラム
を同時かつ並列的に計測できるようにした電子エネルギ
損失同時計測装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron energy loss simultaneous measuring device, and more particularly, it can orbitally separate an electron beam transmitted through a sample according to its energy and measure the spectrum of each energy simultaneously and in parallel. The present invention relates to an electron energy loss simultaneous measuring device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】試料を透過する際にその原子分子と非弾
性衝突をしてエネルギの一部を損失した電子線を扇形磁
場で偏向して軌道分離し、偏向量の大小に基づいて得ら
れるスペクトラムから原子分子を同定する手法は、一般
に電子エネルギ損失分析法（ＥＥＬＳ：ELECTRON ENERG
Y LOSS SPECTROMETER ）と呼ばれている。2. Description of the Related Art An electron beam, which has inelastically collided with its atomic molecules when passing through a sample and lost a part of energy, is deflected by a fan-shaped magnetic field to orbitally separate, and is obtained based on the magnitude of the deflection amount. Generally, the method of identifying atomic molecules from the spectrum is electron energy loss analysis (EELS: ELECTRON ENERG).
Y LOSS SPECTROMETER).
【０００３】従来のＥＥＬＳでは、扇形磁場の強度を連
続的に変化（走査）させ、その後段に設けたスリットを
通った電子線を電子増倍管で検知してスペクトラムを取
っていた。ところが、この方法では細く絞ったスリット
を通過した特定のエネルギ帯の電子しか検知できないの
で分析効率が低いという問題があった。In conventional EELS, the intensity of a fan-shaped magnetic field is continuously changed (scanned), and an electron beam passing through a slit provided at the subsequent stage is detected by an electron multiplier to obtain a spectrum. However, this method has a problem in that the analysis efficiency is low because only electrons in a specific energy band that have passed through the narrowed slit can be detected.
【０００４】このような問題点を解決するために、例え
ば米国特許第４１７４４７９号では、扇形磁場の強度を
一定に保ち、長方形の平面検出器（マイクロチャネルプ
レートアレイ）を用いて異なるエネルギを有する電子線
のスペクトラムを同時かつ並列的に計測する、いわゆる
電子エネルギ損失同時計測装置（ＰＥＥＬＳ： PARALLE
L-DETECTION ＥＥＬＳ）が提案されている。In order to solve such a problem, for example, in US Pat. No. 4,174,479, an electron having different energies is maintained by using a rectangular flat detector (microchannel plate array) while keeping the intensity of a sector magnetic field constant. A so-called electronic energy loss simultaneous measurement device (PEELS: PARALLE) that measures the spectrum of lines simultaneously and in parallel
L-DETECTION EELS) has been proposed.
【０００５】図８は、上記した従来のＰＥＥＬＳの主要
部の構成を模式的に示した図であり、同図(a) は特定の
エネルギを有する電子の軌道を示した図、同図(b) は扇
形磁場によって自身のエネルギに応じて軌道分離された
電子線の軌道を示した図、同図(c) は電子銃１３側から
見込んだ場合の電子線の軌道を示した図である。FIG. 8 is a diagram schematically showing the configuration of the main part of the above-mentioned conventional PEELS. FIG. 8 (a) is a diagram showing the trajectories of electrons having a specific energy, and FIG. 8 (b). ) Is a diagram showing the orbit of an electron beam that is orbitally separated according to its own energy by a fan-shaped magnetic field, and FIG. 7C is a diagram showing the orbit of the electron beam when viewed from the electron gun 13 side.
【０００６】図示したように、従来のＰＥＥＬＳでは、
扇形磁場１５と平面検出器５０との間に３つの磁場４重
極レンズＱ1 、Ｑ2 、Ｑ3 が配置される。Ｑ1 レンズ２
１は、同図(c) に示したように扇形磁場１５によるｙ方
向（扇形磁場の磁場方向）収束点３１に設置され、同図
(a) に示したように電子線を平面検出器５０上でフォー
カスさせるように機能する。Ｑ3 レンズ２３は、同図
(b) に示したように扇形磁場１５でｘ方向に分散された
エネルギ・スペクトラムの平面検出器５０上での分散距
離を拡大するように機能する。As shown in the figure, in conventional PEELS,
Three magnetic field quadrupole lenses Q1, Q2 and Q3 are arranged between the sector magnetic field 15 and the plane detector 50. Q1 lens 2
1 is installed at the convergence point 31 of the y-direction (the magnetic field direction of the fan-shaped magnetic field) by the fan-shaped magnetic field 15 as shown in FIG.
As shown in (a), it functions to focus the electron beam on the flat panel detector 50. Q3 lens 23 is the same figure
As shown in (b), it functions to increase the dispersion distance on the flat detector 50 of the energy spectrum dispersed in the x direction by the fan-shaped magnetic field 15.
【０００７】一方、Ｑ2 レンズ２２はＱ1 レンズ２１と
Ｑ3 レンズ２３との間に設置され、Ｑ3 レンズ２３によ
りエネルギ・スペクトラムの分散距離を拡大した場合で
もエネルギ・スペクトラムの幅（ｙ方向）が拡散しない
ようにするため、同図(c) に示したように、Ｑ3 レンズ
２３の中心位置に電子線のｙ方向収束点３２を形成する
ように機能する。すなわち、Ｑレンズの一般的な特性と
して中心軸（ｚ）付近は磁場が相殺されてレンズ作用を
持たないので、レンズＱ3 の中心位置が電子線のｙ方向
収束点３２と一致するようにすれば、レンズＱ3 のレン
ズ強度を変化させてエネルギ・スペクトラムの平面検出
器５０上での分散距離を拡大しても、エネルギ・スペク
トラムの幅を一定に保つことが可能になる。On the other hand, the Q2 lens 22 is installed between the Q1 lens 21 and the Q3 lens 23, and the width of the energy spectrum (y direction) is not diffused even when the dispersion distance of the energy spectrum is expanded by the Q3 lens 23. In order to do so, as shown in FIG. 7C, the Q3 lens 23 functions to form a convergence point 32 of the electron beam in the y direction at the center position. That is, as a general characteristic of the Q lens, the magnetic field is canceled in the vicinity of the central axis (z) and the lens does not have a lens action. Therefore, if the central position of the lens Q3 coincides with the y-direction convergence point 32 of the electron beam. , The width of the energy spectrum can be kept constant even if the lens intensity of the lens Q3 is changed to increase the dispersion distance of the energy spectrum on the flat detector 50.
【０００８】このように、エネルギ・スペクトラムの幅
を一定に保ったまま分散距離を可変できるようにするた
めには、従来のＰＥＥＬＳでは扇形磁場１５と平面検出
器５０との間に少なくとも３つの４重極レンズＱ1 、Ｑ
2 、Ｑ3 を設ける必要がある。なお、同図(c) に点線で
示したように、Ｑ3 レンズ２３と平面検出器５０との間
にレンズ２４（Ｑ4 ）を設ければ、スペクトラムの幅と
分散距離とを独立的に制御できるようになる。As described above, in order to make it possible to vary the dispersion distance while keeping the width of the energy spectrum constant, in the conventional PEELS, at least three 4's are provided between the sector magnetic field 15 and the plane detector 50. Double pole lens Q1, Q
2, it is necessary to provide Q3. If the lens 24 (Q4) is provided between the Q3 lens 23 and the flat panel detector 50, as shown by the dotted line in FIG. 6C, the spectrum width and the dispersion distance can be controlled independently. Like
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術には
次のような問題点があった。 (1) エネルギ・スペクトラムの部分的な拡大投影を広範
囲にわたって行えるようにするためには、分散距離を小
さくして広範囲のスペクトラムを同時に計測できるよう
にする必要があり、このためには試料から扇形磁場まで
の距離を大きくして縮小系とする必要がある。試料から
扇形磁場までの距離を大きくするためには扇形磁場から
平面検知器までの距離を小さくする必要があるが、上記
した従来技術では少なくとも３個のＱレンズを扇形磁場
１５と平面検知器５０との間に設置しなければならない
ので縮小系にすることが困難であった。 (2) 少なくとも３つのレンズが必要となるために構成や
制御が複雑化し、これに伴って装置の大型化や高価格化
という問題があった。The above-mentioned prior art has the following problems. (1) In order to enable partial magnified projection of the energy spectrum over a wide range, it is necessary to reduce the dispersion distance so that a wide range of spectra can be measured simultaneously. It is necessary to increase the distance to the magnetic field to make a reduction system. In order to increase the distance from the sample to the fan-shaped magnetic field, it is necessary to reduce the distance from the fan-shaped magnetic field to the plane detector. In the above-mentioned conventional technique, at least three Q lenses are used for the fan-shaped magnetic field 15 and the plane detector 50. It was difficult to make a reduction system because it had to be installed between and. (2) At least three lenses are required, which complicates the configuration and control, and there is a problem in that the size and cost of the device increase accordingly.
【００１０】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を解決し、簡単な構成でスペクトラムの部分的な拡大
投影を広範囲にわたって行えるようにした電子エネルギ
損失同時計測装置を提供することにある。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide an electron energy loss simultaneous measuring apparatus capable of performing partial magnified projection of a spectrum with a simple structure over a wide range. .
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明では、試料を透過した電子線を扇形磁場
で軌道分離してエネルギ・スペクトラムを形成する電子
エネルギ損失同時計測装置において、電子線に対して垂
直な扇形磁場を発生する手段と、前記扇形磁場によって
軌道分離された電子線を検知する手段と、試料と扇形磁
場との間に配置された第１のレンズ手段と、扇形磁場と
検知手段との間であって扇形磁場の磁場方向に関する電
子線の収束点に配置された第２のレンズ手段とを具備し
た点に特徴がある。In order to achieve the above object, the present invention provides an electron energy loss simultaneous measuring apparatus for orbitally separating an electron beam transmitted through a sample by a sector magnetic field to form an energy spectrum, Means for generating a fan-shaped magnetic field perpendicular to the electron beam, means for detecting the electron beam orbitally separated by the fan-shaped magnetic field, first lens means arranged between the sample and the fan-shaped magnetic field, and a fan-shaped It is characterized in that it is provided with a second lens means arranged between the magnetic field and the detection means and at the convergence point of the electron beam in the magnetic field direction of the fan-shaped magnetic field.
【００１２】[0012]
【作用】上記した構成において、第２のレンズ手段がエ
ネルギ分散を大きく変えるズームの役割を果たし、第１
のレンズ手段は平面検知器上で電子線をフォーカスさせ
る役割を果たす。第２のレンズ手段はｙ方向の収束点に
あるので、第２のレンズ手段の励磁量を大きく変えても
場の影響は小さく、ｙ方向の像幅の変化も少なくなる。In the above construction, the second lens means plays the role of a zoom that greatly changes the energy dispersion.
The lens means serves to focus the electron beam on the flat detector. Since the second lens means is at the convergence point in the y direction, even if the amount of excitation of the second lens means is largely changed, the influence of the field is small, and the change in the image width in the y direction is small.
【００１３】[0013]
【実施例】図１は、本発明の一実施例である電子エネル
ギ損失同時計測装置を備えた電子顕微鏡の主要部の概略
構成を示した図であり、同図(a) は正面図、同図(b) は
同図(a) を電子銃１１側から見込んだ図である。同図に
おいて前記と同一の符号は同一または同等部分を表して
おり、本実施例では、扇形磁場１５の前後にそれぞれ磁
場４重極レンズ２１（Ｑ1 ）、２２（Ｑ2 ）を配置した
点に特徴がある。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a main part of an electron microscope equipped with an electron energy loss simultaneous measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. FIG. 2B is a view of FIG. 1A viewed from the electron gun 11 side. In the figure, the same symbols as those used in the previous description represent the same or equivalent portions, and in the present embodiment, magnetic field quadrupole lenses 21 (Q1) and 22 (Q2) are arranged before and after the sector magnetic field 15, respectively. There is.
【００１４】図２は、前記Ｑ2 レンズ２２の拡大図であ
る。Ｑ2 レンズ２２はレンズ本体部２２ａと微動機構部
２２ｂとによって構成され、両者は複数の送りネジ２５
によって相互に保持されている。微動機構部２２ｂは真
空容器２７の周囲に固定され、レンズ本体部２２ａと真
空容器２７とは固定されていないため、送りネジ２５を
回動することによりレンズ本体部２２ａを電子線の進行
方向に沿って微動させることができる。FIG. 2 is an enlarged view of the Q2 lens 22. The Q2 lens 22 is composed of a lens body 22a and a fine movement mechanism 22b.
Mutually held by. The fine movement mechanism portion 22b is fixed around the vacuum container 27, and the lens body portion 22a and the vacuum container 27 are not fixed. Therefore, by rotating the feed screw 25, the lens body portion 22a is moved in the traveling direction of the electron beam. Can be finely moved along.
【００１５】このような構成において、電子銃１１から
発散状態で放出された電子線１は集束レンズ３によって
集束されて試料１２に照射される。試料１２を透過した
電子線は対物レンズ４によって集束され、さらに結像レ
ンズ５によって点光源１３に絞られる。電子線１の一部
は絞り１４によってビームの拡がりを制限された後にＱ
1 レンズ２１、紙面に垂直な磁場空間を形成する扇形磁
場１５、Ｑ2 レンズ２２を通過する。扇形磁場１５で
は、電子線１はそのエネルギに応じて軌道分離され、平
面検知器５０上に到達してエネルギ・スペクトラムを形
成する。Ｑ1 レンズ２１、Ｑ2 レンズ２２は電源２６に
よって励磁される。In such a structure, the electron beam 1 emitted in a divergent state from the electron gun 11 is focused by the focusing lens 3 and irradiated on the sample 12. The electron beam transmitted through the sample 12 is focused by the objective lens 4 and further focused by the image forming lens 5 on the point light source 13. After the beam divergence of a part of the electron beam 1 is restricted by the diaphragm 14, Q
It passes through a lens 21, a sector magnetic field 15 forming a magnetic field space perpendicular to the plane of the drawing, and a Q2 lens 22. In the fan-shaped magnetic field 15, the electron beam 1 is orbitally separated according to its energy and reaches the flat detector 50 to form an energy spectrum. The Q1 lens 21 and the Q2 lens 22 are excited by the power supply 26.
【００１６】Ｑ1 レンズ２１は、電子線を平面検知器５
０上でフォーカスさせるように機能し、Ｑ2 レンズ２２
は、エネルギ・スペクトラムを拡大して平面検知器５０
上に投影するように機能する。Ｑ2 レンズ２２は、Ｑ1
レンズ２１と斜め入出射の扇形磁場１５によるｙ方向の
収束点３１に配置される。このため、Ｑ2 レンズ２２の
励磁量を大きく変化させてエネルギ・スペクトラムをｘ
方向へ拡大しても、場の影響は小さくエネルギ・スペク
トラムのｙ方向への像幅の変化を小さく抑えることがで
きる。なお、エネルギ損失のスペクトラムを広範囲に計
測したい場合には、Ｑ2 レンズの場を弱くしてＱ1 レン
ズのみでフォーカスさせればよい。The Q1 lens 21 is a flat detector 5 for the electron beam.
It functions as a focus on 0, Q2 lens 22
Expands the energy spectrum of the flat detector 50
It works as if projecting on top. Q2 lens 22 is Q1
It is arranged at a converging point 31 in the y direction due to the lens 21 and the obliquely entering and exiting fan-shaped magnetic field 15. For this reason, the amount of excitation of the Q2 lens 22 is greatly changed to change the energy spectrum to x.
Even if it is expanded in the direction, the influence of the field is small, and the change of the image width of the energy spectrum in the y direction can be suppressed small. If it is desired to measure the energy loss spectrum over a wide range, the field of the Q2 lens should be weakened to focus only on the Q1 lens.
【００１７】図５は、図３に具体的に示した構成を有す
る従来のＰＥＥＬＳと、図４に示した構成を有する本発
明を適用したＰＥＥＬＳとの、エネルギ分散のズーム効
果のシミュレーション結果を示した図である。なお、こ
こで用いたシミュレーションには、大阪大学松尾研究室
で開発された、質量分析装置のイオン光学系の軌道解析
用プログラム『ＴＲＩＯ』を利用した。FIG. 5 shows a simulation result of the zoom effect of energy dispersion between the conventional PEELS having the configuration specifically shown in FIG. 3 and the PEELS to which the present invention having the configuration shown in FIG. 4 is applied. It is a figure. For the simulation used here, the program "TRIO" for orbit analysis of the ion optical system of the mass spectrometer, which was developed by Matsuo Laboratory of Osaka University, was used.
【００１８】図５の横軸ＱＫＭは、分散のズーム可変の
役割を果たすＱz レンズの場の定数であり、従来技術で
はＱ3 レンズ、本実施例ではＱ2 レンズに相当する。ま
た、縦軸は速度分散係数Ｄを表し、エネルギ分散係数の
０．５倍に相当する。この値の変化が大きいほど分散の
ズーム効果が高いといえる。なお、平面検知器５０上へ
のフォーカスは共にＱ1 レンズ（以下、Ｑf レンズと表
現する場合もある）が分担し、その値は前記ズーム用Ｑ
z レンズの値に比例する。The horizontal axis QKM in FIG. 5 is a field constant of the Qz lens that plays a variable zoom function of dispersion, and corresponds to the Q3 lens in the prior art and the Q2 lens in this embodiment. The vertical axis represents the velocity dispersion coefficient D, which corresponds to 0.5 times the energy dispersion coefficient. It can be said that the larger the change in this value, the higher the dispersion zoom effect. The focus on the flat detector 50 is shared by the Q1 lens (hereinafter sometimes referred to as the Qf lens), and the value is the zoom Q factor.
z Proportional to the lens value.
【００１９】Ｑレンズの場の定数ＱＫＭは上記『ＴＲＩ
Ｏ』によると次式で表される。ここで、ｅは電子の電
荷、Ｂは４重極レンズの磁束密度、ＱＲＭは４重磁極間
の内接円の半径、ｍは電子の質量、Ｕは電子の加速電圧
を表している。The field constant QKM of the Q lens is the above "TRI
According to “O”, it is represented by the following equation. Here, e is the charge of the electron, B is the magnetic flux density of the quadrupole lens, QRM is the radius of the inscribed circle between the quadrupole poles, m is the mass of the electron, and U is the acceleration voltage of the electron.
【００２０】 ＱＫＭ＝±（ｅＢ／ＱＲＭ）1/2 ×（２ｍＵ）1/4 …(1) 本発明の場合、速度分散係数Ｄは０．２２から２４５ま
で変化し、１１１４倍のズーム拡大率が得られることが
わかる。これに対して同じ規模の配置における従来技術
の場合、速度分散係数Ｄは３．０から１３０まで変化
し、ズーム拡大率は４３倍に過ぎないことがわかる。QKM = ± (eB / QRM) 1/2 × (2 mU) 1/4 (1) In the case of the present invention, the velocity dispersion coefficient D changes from 0.22 to 245, and the zoom magnification ratio is 1114 times. It can be seen that On the other hand, in the case of the prior art in the arrangement of the same scale, it can be seen that the velocity dispersion coefficient D changes from 3.0 to 130 and the zoom magnification ratio is only 43 times.
【００２１】図６は、ズーム用Ｑz レンズの場の定数Ｑ
ＫＭとｙ方向収差係数Ｂとの関係を示した図である。本
実施例では従来技術の場合とほぼ同じ程度の範囲（−１
＜Ｂ＜１）で変化している。ただし、ｙ方向収差係数Ｂ
をこの範囲に留めるにはＱ2レンズの位置が微妙に影響
するので、前記図２に関して説明したように、電子線の
進行方向（ｚ）に沿ってＱ2 レンズの位置を微動調整す
る機構を設けることが望ましい。FIG. 6 shows the field constant Q of the Qz lens for zooming.
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between KM and a y-direction aberration coefficient B. In this embodiment, the range (-1
It changes in <B <1). However, the y-direction aberration coefficient B
Since the position of the Q2 lens delicately influences to keep in this range, a mechanism for finely adjusting the position of the Q2 lens along the traveling direction (z) of the electron beam should be provided as described with reference to FIG. Is desirable.
【００２２】図７は、本実施例および従来技術でのズー
ム用レンズＱz とフォーカス用レンズＱf とのＱＫＭの
相関関係を示した図であり、本実施例でも従来技術と同
様に両者の間には比例関係が成立し、その場の強さは従
来技術に比べて１／４程度小さい値ですむことがわか
る。したがって、上記相関関係をメモリ等の適宜の記憶
手段に記憶しておけば、ズーム用レンズＱz およびフォ
ーカス用レンズＱf のいずれか一方を手動制御すると、
これに応じて他方の励磁量が自動的に制御されるように
することができる。FIG. 7 is a diagram showing the correlation of QKM between the zoom lens Qz and the focusing lens Qf in the present embodiment and the prior art, and in the present embodiment as well as in the prior art, the relationship between them is shown. It can be seen that a proportional relationship is established, and the strength of the field is about 1/4 smaller than that of the conventional technology. Therefore, if the above correlation is stored in an appropriate storage means such as a memory, when either one of the zoom lens Qz and the focusing lens Qf is manually controlled,
In response to this, the other excitation amount can be automatically controlled.
【００２３】[0023]
【発明の効果】上記したように、本発明によれば次のよ
うな効果が達成される。 (1) エネルギ・スペクトラムを形成するためのＱレンズ
を２つにすることができるので、構成や制御が簡単化す
る。また、扇形磁場と平面検知器との距離を短くするこ
とができるので、その分だけ試料から扇形磁場までの距
離を大きくして縮小系とすることができ、スペクトラム
の部分的な拡大投影を広範囲にわたって行えるようにな
る。 (2) 分散の最大値が約２倍向上し，最低値が７％まで低
減するので、ズーム拡大率を従来より２６倍向上させる
ことができる。 (3) ズーム拡大率が大幅に向上したにもかかわらずスペ
クトラムの像幅の変化は従来と同等に抑えることができ
るので検出感度が低下することがない。As described above, according to the present invention, the following effects can be achieved. (1) Since two Q lenses can be used to form the energy spectrum, the configuration and control are simplified. Also, since the distance between the fan-shaped magnetic field and the flat detector can be shortened, the distance from the sample to the fan-shaped magnetic field can be increased correspondingly to form a reduction system, and a partial magnified projection of the spectrum can be performed over a wide range. You will be able to do it over. (2) Since the maximum value of the dispersion is improved by about 2 times and the minimum value is reduced by 7%, the zoom magnification ratio can be improved by 26 times compared with the conventional one. (3) Since the change in the image width of the spectrum can be suppressed to the same level as the conventional one, the detection sensitivity does not decrease even though the zoom magnification ratio is greatly improved.
【図１】 本発明の一実施例である電子エネルギ損失同
時計測装置の光学系の構成を示した図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical system of an electron energy loss simultaneous measurement apparatus that is an embodiment of the present invention.
【図２】 微動機構を備えた磁場４重極レンズの一例を
示した図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a magnetic field quadrupole lens provided with a fine movement mechanism.
【図３】 従来の電子エネルギ損失同時計測装置の光学
系の具体的構成を示した図である。FIG. 3 is a diagram showing a specific configuration of an optical system of a conventional electron energy loss simultaneous measurement apparatus.
【図４】 本発明を適用した電子エネルギ損失同時計測
装置の光学系の具体的構成を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing a specific configuration of an optical system of an electron energy loss simultaneous measurement apparatus to which the present invention is applied.
【図５】 分散ズーム効果のシミュレーション結果を示
した図である。FIG. 5 is a diagram showing a simulation result of a distributed zoom effect.
【図６】 本発明と従来技術とのｙ方向収差係数Ｂの変
化を比較した図である。FIG. 6 is a diagram comparing changes in the y-direction aberration coefficient B between the present invention and the prior art.
【図７】 ズーム用Ｑz レンズとフォーカス用Ｑf レン
ズとの励磁量の相関関係を示した図である。FIG. 7 is a diagram showing a correlation of excitation amounts of a zoom Qz lens and a focus Qf lens.
【図８】 従来技術の基本構成を説明するための図であ
る。FIG. 8 is a diagram for explaining a basic configuration of a conventional technique.
１１…電子銃、１２…試料、１４…絞り、１５…斜め入
出射扇形磁場、２１…磁場４重極（Ｑ1 ）レンズ，２２
…Ｑ2 レンズ、２３…Ｑ3レンズ、２４…Ｑ4 レンズ、
２５…送りネジ、２６…Ｑレンズ制御電源、２７…真空
容器、３１、３２…ｙ方向収束点、５０…平面検知器11 ... Electron gun, 12 ... Sample, 14 ... Aperture, 15 ... Oblique entrance / exit fan-shaped magnetic field, 21 ... Magnetic field quadrupole (Q1) lens, 22
… Q2 lens, 23… Q3 lens, 24… Q4 lens,
25 ... Feed screw, 26 ... Q lens control power supply, 27 ... Vacuum container, 31, 32 ... Y direction convergence point, 50 ... Plane detector
Claims (4)
分離してエネルギ・スペクトラムを形成する電子エネル
ギ損失同時計測装置において、 試料を透過した電子線に対して垂直な扇形磁場を発生す
る手段と、 前記扇形磁場によって軌道分離された電子線を検知する
手段と、 試料と扇形磁場との間に配置された第１のレンズ手段
と、 扇形磁場と検知手段との間であって扇形磁場の磁場方向
に関する電子線の収束点に配置された第２のレンズ手段
とを具備したことを特徴とする電子エネルギ損失同時計
測装置。1. In an electron energy loss simultaneous measurement apparatus for orbitally separating an electron beam transmitted through a sample by a sector magnetic field to form an energy spectrum, means for generating a sector magnetic field perpendicular to the electron beam transmitted through the sample. A means for detecting an electron beam orbitally separated by the fan-shaped magnetic field, a first lens means arranged between the sample and the fan-shaped magnetic field, and a fan-shaped magnetic field between the fan-shaped magnetic field and the detecting means. An electron energy loss simultaneous measuring device, comprising: a second lens unit arranged at a convergence point of an electron beam with respect to a magnetic field direction.
段上でフォーカスさせ、前記第２のレンズ手段は検知手
段上でのエネルギ・スペクトラムの分散距離を拡大する
ことを特徴とする請求項１記載の電子エネルギ損失同時
計測装置。2. The first lens means focuses the electron beam on the detection means, and the second lens means enlarges the dispersion distance of the energy spectrum on the detection means. 1. An electron energy loss simultaneous measurement device according to 1.
方向に沿って微動可能であることを特徴とする請求項１
または２記載の電子エネルギ損失同時計測装置。3. The second lens means is capable of fine movement along the direction of travel of the electron beam.
Alternatively, the electronic energy loss simultaneous measurement device described in 2.
一方の磁束密度を、他方の磁束密度を関数として自動的
に変化させることを特徴とする請求項１ないし３のいず
れかに記載の電子エネルギ損失同時計測装置。4. The magnetic flux density of any one of the first and second lens means is automatically changed as a function of the magnetic flux density of the other lens means. Simultaneous measurement device for electronic energy loss.
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1993
- 1993-07-12 JP JP5193841A patent/JP2947440B2/en not_active Expired - Lifetime
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